無線射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究

許凱迪

【摘要】社會(huì)的發(fā)展催生了很多新技術(shù)，這些新技術(shù)也為社會(huì)的進(jìn)步提供了巨大的推動(dòng)力，兩者是相輔相成的關(guān)系。新技術(shù)的出現(xiàn)為我們的生活帶來了很多便利，改變了生活方式，提升了生產(chǎn)效率，尤其是近年來 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為不可更改的趨勢，通過互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將萬物連接起來，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的互通，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為各國技術(shù)競爭的重點(diǎn)，受到諸多關(guān)注。無線射頻是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要的組成部分，特別是無限射頻識(shí)別技術(shù)可以自動(dòng)對目標(biāo)對象進(jìn)行設(shè)備，該技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要價(jià)值。本文就無線射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行研究，希望能夠給技術(shù)人員的探究提供一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】無線射頻識(shí)別技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用;研究

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-0348（2020）017-053-03

Abstract： The development of society has given birth to many new technologies， which also provide great impetus for the progress of society， and they are complementary. The emergence of new technologies has brought a lot of convenience to our lives， changed our lifestyles and improved production efficiency. Especially in recent years， the development of Internet of Things has become an unchangeable trend， connecting all things through technologies such as the Internet to realize the intercommunication of people， machines and things. As the focus of technological competition in various countries， Internet of Things technology has attracted a lot of attention. Radio frequency is an important part of the Internet of Things technology， especially the wireless radio frequency identification technology can automatically equipment the target object， which has played an important role in various fields. This paper studies the development and application of radio frequency identification technology， hoping to provide some reference for technicians.

Keywords： Radio frequency identification technology; Development; Application; Study

互聯(lián)網(wǎng)的誕生為技術(shù)的發(fā)展以及探究提供了基礎(chǔ)條件，當(dāng)前有很多技術(shù)都是以互聯(lián)網(wǎng)為依托發(fā)揮作用。物聯(lián)網(wǎng)作為國家的重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，可以提高我們的生活水平，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。尤其是在信息爆炸時(shí)代，信息數(shù)據(jù)更新速度以及數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象，提升信息的交流、處理能力可以提升行業(yè)的發(fā)展效率，無線射頻識(shí)別技術(shù)的使用，可以不與物體直接進(jìn)行聯(lián)系就可以快速獲取數(shù)據(jù)，并且完成自動(dòng)識(shí)別。筆者結(jié)合自己的所學(xué)知識(shí)以及工作經(jīng)驗(yàn)對無線射頻識(shí)別技術(shù)展開簡要的分析，意在能夠進(jìn)一步提升技術(shù)發(fā)展水平。

1. RFID技術(shù)簡介

1.1 RFID系統(tǒng)組成

無線射頻識(shí)別技術(shù)簡稱為RFID技術(shù)，起主要是利用發(fā)射的電磁波空間耦合、傳播來進(jìn)行通信，以此實(shí)現(xiàn)對固定對象的識(shí)別，獲取對象的全部的信息。RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、閱讀器和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)三個(gè)部分促成。系統(tǒng)中最重要的部分就是電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽存在于被識(shí)別物體上，對象的基本信息都被存儲(chǔ)與在電子標(biāo)簽中，就相當(dāng)于給予對象一個(gè)獨(dú)有的“暗號(hào)”，這些信息經(jīng)過加密后可以很好的保障自身的安全性。閱讀器的作用就是讀取“暗號(hào)”，其與電子標(biāo)簽有通信協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)信息的讀取，然后將讀取的信息傳輸?shù)街飨到y(tǒng)中，由主系統(tǒng)對數(shù)據(jù)做出處理。數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)存在于主機(jī)中，其主要作用就是進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)及管理、對電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫控制。當(dāng)然RFID系統(tǒng)不僅局限與這幾個(gè)組成部分，還可以根據(jù)自身應(yīng)用場景的需要，增添新的技術(shù)，在多種技術(shù)的協(xié)調(diào)配合下實(shí)現(xiàn)RFID系統(tǒng)最優(yōu)功能，滿足行業(yè)發(fā)展的需求。這就要求技術(shù)人員在進(jìn)行系統(tǒng)搭建時(shí)，對使用場景進(jìn)行綜合的考量，使得系統(tǒng)達(dá)到最完善的狀態(tài)。

1.2 RFID系統(tǒng)工作原理

RFID技術(shù)的主要工作流程有以下幾點(diǎn)，首先是讀寫器借助天線發(fā)送特點(diǎn)的信號(hào)，然后電子標(biāo)簽被激活，與讀寫器的信號(hào)成功連接到一起，其次是電子標(biāo)簽將自身存儲(chǔ)的信息傳送到讀寫器中，最后是讀寫器對信號(hào)進(jìn)行調(diào)解、解碼，將信息做出處理后傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，然后有系統(tǒng)做出下一步的指令。在此過程中電子標(biāo)簽與讀寫器發(fā)揮著重要作用，它們之間的信息輸出與接受主要有兩種方式，一是電感耦合，另一種就是電磁反向散射，這兩種的工作原理各不相同。電感耦合方式的工作原理為讀寫器與電子標(biāo)簽的信息傳遞為變壓器模型，建筑空間高頻交變磁場進(jìn)行耦合，由于電感耦合需要有磁力線穿過標(biāo)簽天線才可激活電子標(biāo)簽工作，因此對RFID系統(tǒng)的讀取距離有一定的要求。電磁反向散射方式的工作原理與雷達(dá)原理相似，就是讀寫器將信息發(fā)散出去后，遇到電子標(biāo)簽會(huì)將標(biāo)簽中的信息攜帶會(huì)讀寫器。這兩種RFID系統(tǒng)工程都會(huì)經(jīng)常使用，具體需要應(yīng)用哪種工作原理的系統(tǒng)還需要結(jié)合具體的情況進(jìn)行確定。

1.3 RFID系統(tǒng)的分類

RFID系統(tǒng)的分類有很多種，本文具體介紹以下幾種，一是EAS系統(tǒng)，這是一種設(shè)置在需要控制物品出入門口的一種技術(shù)，經(jīng)常在超市出入口、收銀處會(huì)接觸到這種技術(shù)，如果產(chǎn)品沒有消磁被帶走該系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警。這種技術(shù)的應(yīng)用極大提升了商品的保護(hù)力度，無需人工監(jiān)管，維護(hù)了企業(yè)的利益。EAS系統(tǒng)主要有三部分組成，電子傳感器、電子標(biāo)簽消除裝置以及監(jiān)視器。二是便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了RFID技術(shù)的靈活應(yīng)用，借助帶有RFID技術(shù)的手持設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，對環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性，手持設(shè)備雖小，但可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、精確的傳輸?shù)街饔?jì)算機(jī)中，而且也可以進(jìn)行批量輸送數(shù)據(jù)。三是物流控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)電商的發(fā)展給物理行業(yè)的發(fā)展提供了主動(dòng)的契機(jī)，快速處理物流信息是行業(yè)發(fā)展的需求，使用RFID技術(shù)后，物品上的標(biāo)簽可以隨意移動(dòng)，只要有讀寫器就可以快速獲取物品的信息，以此控制物流。四是定位技術(shù)，RFID技術(shù)應(yīng)用可以對車輛等交通工具進(jìn)行定位，為協(xié)調(diào)交通、處理交通問題提供了便利。

2. RFID技術(shù)應(yīng)用

2.1 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

RFID技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)中期，經(jīng)過70多年的發(fā)展歷史，目前該技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，但是該技術(shù)還是的停留在標(biāo)簽的閱讀識(shí)別階段，還有很多的價(jià)值有待開發(fā)。RFID技術(shù)在國外發(fā)展的比較好，可以結(jié)合行業(yè)發(fā)展的需求發(fā)揮其價(jià)值。在我國RFID技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間比較晚，但是RF技術(shù)比較發(fā)達(dá)，現(xiàn)階段技術(shù)相對成熟。例如超寬帶無限射頻技術(shù)，可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)設(shè)備能夠傳輸大量的信息且不會(huì)受到其他無線技術(shù)的干擾，無需供應(yīng)成型濾波和多級(jí)混合電路。將電視和個(gè)人數(shù)字助力等連接起來，可以有效整合有線電視與因特網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)在同一條光纜上傳輸信號(hào)，極大提高了數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸速度以及質(zhì)量。但是RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍還有待擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域比較窄，阻礙了技術(shù)發(fā)揮最大的價(jià)值。行業(yè)的應(yīng)用意識(shí)有待提升，行業(yè)負(fù)責(zé)人對技術(shù)的認(rèn)識(shí)不足，只注重基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。而且缺少專業(yè)的技術(shù)人才，將該技術(shù)與行業(yè)技術(shù)有機(jī)融合在一起，技術(shù)人員在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)沒有結(jié)合應(yīng)用環(huán)境因地制宜進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致技術(shù)使用時(shí)的精確度出現(xiàn)問題。RFID技術(shù)人員的探索能力不足，以至于該技術(shù)還停留在基礎(chǔ)階段，還有非常重要的一方面就會(huì)對信息在傳輸過程中存在一定的安全隱患，影響了大眾的隱私，在實(shí)際應(yīng)用中通用協(xié)議無法進(jìn)行優(yōu)化與升級(jí)操作，會(huì)對識(shí)別系統(tǒng)的網(wǎng)課協(xié)議產(chǎn)生較大的影響。

2.2 技術(shù)應(yīng)用前景

RFID技術(shù)具備廣闊的發(fā)展前景，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品每年都會(huì)的以較高的增幅上漲，行業(yè)發(fā)展對RFID技術(shù)的需求量很大，尤其是各企業(yè)為了推動(dòng)自身的發(fā)展，提升自身的影響力獲取更大的市場份額，不斷進(jìn)行技術(shù)以及企業(yè)管理革新，力求技術(shù)取勝，智能技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用力度持續(xù)增加，RFIDA技術(shù)作為智能技術(shù)的一種具備廣闊的發(fā)展空間。除了傳統(tǒng)的物流、商場、圖書館管理中應(yīng)用到該技術(shù)，隨著研究的深入，該技術(shù)也出現(xiàn)在了零部件管理領(lǐng)域，工廠設(shè)備在長期應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生損耗，如果維護(hù)不及時(shí)就會(huì)加速零件損壞，進(jìn)而出現(xiàn)設(shè)備故障，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的安全問題，借助RFID技術(shù)可以對零件的狀況進(jìn)行監(jiān)測，而且這些檢測數(shù)據(jù)為零部件的更換以及維修提供了依據(jù)。

3. RFID技術(shù)發(fā)展問題研究

3.1 RFID技術(shù)發(fā)展的制約因素

RFID技術(shù)之所以發(fā)展速度緩慢，長期停留在識(shí)別階段，就是因?yàn)樵诎l(fā)展的過程中存在多種因素的制約。主要制約因素有以下幾點(diǎn)，一是缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在各個(gè)國家在應(yīng)用RFID技術(shù)應(yīng)用的都不是一樣的標(biāo)準(zhǔn)，他們的主要目的是維護(hù)自己利益以及信息安全，但是這就導(dǎo)致國家之間的RFID產(chǎn)品無法流通，阻礙技術(shù)以及市場的發(fā)展;二是價(jià)格比價(jià)高，盡管RFID技術(shù)具備很多優(yōu)勢，可以靈活、實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，但是當(dāng)前產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)格比較高，需要購買讀卡設(shè)備，購入專業(yè)管理軟件，還需要對操作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，導(dǎo)致運(yùn)行成本比較高，會(huì)給小企業(yè)造成負(fù)擔(dān);三是技術(shù)不夠完善，電子標(biāo)簽作為系統(tǒng)中的核心技術(shù)，發(fā)展相對成熟，其他組成部分的技術(shù)還需進(jìn)一步完善，讀寫器的精確性以及設(shè)備之間的連接問題都需改進(jìn);四是信息安全保障不到位，信息直接關(guān)系著我們的生命財(cái)產(chǎn)安全，由于技術(shù)的開放性，增加了信息的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 RFID技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵

RFID技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵就是針對上文提到的制約因素做出改進(jìn)，首先需要建立統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)國家在此標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，建立技術(shù)應(yīng)用公約，各個(gè)國家在技術(shù)應(yīng)用時(shí)不得侵犯別國利益，以此推動(dòng)產(chǎn)品在世界市場上的流通。其次是加強(qiáng)對技術(shù)的研究，提升技術(shù)的發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，降低產(chǎn)品的價(jià)格，還需要簡化技術(shù)操作流程，技術(shù)人員給予中小企業(yè)提供培訓(xùn)幫助，協(xié)助他們更好的應(yīng)用技術(shù)，最后就是提升RFID技術(shù)的信息安全水平，建立物理安全防御體系，采取主動(dòng)干擾的方式，以此阻止和攔截不法人員獲取標(biāo)簽信息。還需要優(yōu)化通信協(xié)議，增添個(gè)人標(biāo)識(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)時(shí)要準(zhǔn)確輸入多種驗(yàn)證碼，賦予系統(tǒng)隱藏原始ID的功能，以此提升信息的安全性。

結(jié)束語：RFID技術(shù)可以進(jìn)行精準(zhǔn)的自動(dòng)識(shí)別，被廣泛的應(yīng)用到很多的行業(yè)中，例如圖書館管理、無人超市等，極大的方便了我們的生活。而且隨著研究的深入RFID技術(shù)還將會(huì)獲得更大的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)與其它技術(shù)融合。但是當(dāng)前RFID技術(shù)的在應(yīng)用時(shí)無法實(shí)現(xiàn)對信息的有效保護(hù)，導(dǎo)致信息在獲取時(shí)處于裸露狀態(tài)，這會(huì)增加信息的不安全性，因此還需要技術(shù)人員對RFID技術(shù)建立完善的安全體系，保障大家的信息安全。本文對無線射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究還存在很大的不足，日后還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行研究、分析，不斷完善研究理論。

參考文獻(xiàn)：

[1]王天吉.無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）應(yīng)用的關(guān)鍵問題[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)， 2017，000（08）：170-172.

[2]周曉愷，王文杰，李彥熹.無線射頻識(shí)別技術(shù)國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景探討[J].技術(shù)與市場，2015，000（08）：136-137.

[3]劉宗明，談熙，閔昊.無線射頻通信中改進(jìn)式功放數(shù)字預(yù)失真技術(shù)[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010， 049（001）：126-131.

[4]蔣泰，李柏.基于ZigBee技術(shù)的無線射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)， 2016，000（14）：306-308.

[5]辛潔，孫運(yùn)強(qiáng)，張倫.基于ATmega16和nRF2401的無線射頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測試，2019，000（04）：164-168.