一、射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)簡(jiǎn)介：

    射頻識(shí)別技術(shù)(RFID，即Radio Frequency Identificati on)是從八十年代起走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識(shí)別系統(tǒng)的體積大大縮小，因而才進(jìn)入實(shí)用化的階段。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。它和同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同、RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫(xiě)器之間不用接觸就可完成識(shí)別。因此它可在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用。本文在進(jìn)一步研究射頻識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上較全面的介紹它在產(chǎn)品證件防偽、防盜及科學(xué)化自動(dòng)化管理方面的應(yīng)用。

　　典型的射頻識(shí)別系統(tǒng)包括兩部分：它們是射頻卡、讀寫(xiě)器。
　　射頻卡的幾個(gè)主要模塊集成到一塊芯片中、完成與讀寫(xiě)器通信，芯片上有內(nèi)存部分用來(lái)儲(chǔ)存識(shí)別號(hào)碼或其它數(shù)據(jù)：內(nèi)存容量從幾個(gè)比特到幾十千比特。 芯片外圍僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識(shí)別卡或貨物的標(biāo)識(shí)卡。卡封裝可以有不同形式、倒如常見(jiàn)的信用卡的形式及小圓片的形式等。和條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識(shí)別技術(shù)相比，射頻卡具有非接觸,工作距離長(zhǎng),適于惡劣環(huán)境, 可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn),在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，讀寫(xiě)器在-個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場(chǎng)、區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸。射頻卡經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí)檢測(cè)到讀寫(xiě)器的信號(hào)就開(kāi)始發(fā)送儲(chǔ)存的信息及數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器發(fā)送的信號(hào)通常提供時(shí)鐘信號(hào)及射頻卡所需的足夠能量，其中的時(shí)鐘信號(hào)使數(shù)據(jù)同步，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后、解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性、然后通過(guò)RS232,RS422,RS485或無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡、而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù)或甚至與GPS系統(tǒng)連接來(lái)跟蹤物體。

    條碼成本最低、適于大量需求且數(shù)據(jù)不必更改的場(chǎng)合。例如商品包裝上就很適宜，但是較易磨損、且數(shù)據(jù)量很小。磁卡的價(jià)格也很便宜，但是很容易磨損，數(shù)據(jù)量小。IC卡的價(jià)格稍高些、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量很大，數(shù)據(jù)安全性好、但是由于它的觸點(diǎn)暴露在外面，有可能因靜電或人為的原因損壞。射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸、因此完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)、適于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。射頻卡不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，短距離的射頻卡可以在這樣的環(huán)境中替代條碼、例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長(zhǎng)距離的產(chǎn)品多用于交通上，可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份。

　　RFID技術(shù)的分類方法主要有四種：

　　整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)工作頻率的不同可分為高頻、中頻及低頻系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)一般工作在100-500kHZ；中頻系統(tǒng)工作在10到15MHZ左右；而高頻系統(tǒng)則可達(dá)850-950MHZ甚至2．4-5GHZ的微波段。高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，象火車監(jiān)控，高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)，但天線波束較窄價(jià)格較高；中頻系統(tǒng)在13.56MHz的范圍。這個(gè)頻率用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用；低頻系統(tǒng)用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤。

　　根據(jù)射頻卡的不同可分成三種：可讀寫(xiě)卡(RW)、一次寫(xiě)入多次讀出卡 (W0RM)和只讀卡(R0)。RW卡-般比W0RM卡和RO卡貴得多，如電話卡、信用卡等。W0RM卡是用戶可以一次性寫(xiě)入的卡,寫(xiě)入后數(shù)據(jù)不能改變，W0RM卡比RW卡要便宜。R0卡存有一個(gè)唯一的號(hào)碼,不能逐改，這樣提供了安全性，R0卡最便宜。射頻卡可以做得很薄很小，例如1厘米長(zhǎng)度或更小。

    射頻卡也可分為有源的及無(wú)源的兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)的電池的能量、識(shí)別距離較長(zhǎng)，可達(dá)幾米，但是它的壽命有限并且價(jià)格較高；無(wú)源射頻卡不含有電池，利用耦臺(tái)的讀寫(xiě)器發(fā)射的電磁場(chǎng)能量作為自己的能量，它的重量輕、體積小，壽命可以非常長(zhǎng)、很便宜，但它的發(fā)射距離受限制，一般是幾十厘米到一米，且需要讀寫(xiě)器的發(fā)射功率大。

　　根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式的射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器。被動(dòng)式的射頻卡，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫(xiě)器的載波來(lái)調(diào)制自己的信號(hào)，在門禁或交通的應(yīng)用中適宜，因?yàn)樽x寫(xiě)器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。在有障礙物的情況下，用調(diào)制散射方式，讀寫(xiě)器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。而主動(dòng)方式的射頻卡發(fā)射的信號(hào)僅穿過(guò)障礙物一次，因此主動(dòng)方式工作的射頻卡則主要用于有障礙物的應(yīng)用中，距離更遠(yuǎn)(可達(dá)30米)。

　　目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫(xiě)一個(gè)射頻卡，射頻卡之間要保持一定距離，確保一次只能有一個(gè)卡在讀寫(xiě)區(qū)域內(nèi)。讀寫(xiě)距離長(zhǎng)則射頻卡之間的距離也要大。應(yīng)用起來(lái)很不方便。現(xiàn)在的射頻卡具有防碰撞的功能，這對(duì)于RFID來(lái)說(shuō)十分重要，所謂碰撞是指多個(gè)射頻卡進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí)信號(hào)互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時(shí)識(shí)別進(jìn)入識(shí)別距離的所有射頻卡，它的并行工作方式大大提供系統(tǒng)的效率。

二、國(guó)際射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

　　射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展的很快，RFID產(chǎn)品種類很多，象德州儀表、 Motoro1a、Phllips等等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品，并且它們的產(chǎn)品各有特點(diǎn)，自成系列。射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域：汽車、火車等交通監(jiān)控；高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)；停車場(chǎng)管理系統(tǒng)；物品管理；流水線生產(chǎn)自動(dòng)化；安全出入檢查；倉(cāng)儲(chǔ)管理；動(dòng)物管理；車輛防盜等等。RFID的應(yīng)用仍在層出不窮。如澳大利亞將它的RFTD產(chǎn)品用于澳機(jī)場(chǎng)旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用，歐共體宣布1997年開(kāi)始生 產(chǎn)的新車型必須具有基于RFiD技術(shù)的防盜系統(tǒng)，瑞士國(guó)家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)的掌握火車運(yùn)行情況，不僅利于管理，還大大減小發(fā)生事故可能性，1996年1月韓國(guó)在漢城的600輛公共汽車上安裝RFID系統(tǒng)用于電子月票，還計(jì)劃將這套系統(tǒng)推廣到鐵路和其它城市，德國(guó)漢莎航空公司試用非接觸的射頻卡作為飛機(jī)票，改變了傳統(tǒng)的機(jī)票購(gòu)銷方式，簡(jiǎn)化了機(jī)場(chǎng)人關(guān)的手續(xù)，德國(guó)BMW公司將射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)程控制中，Motoro1a公司在超凈車間里利用RFID系統(tǒng)來(lái)控制流水線的零件流向等等。

　　據(jù)有關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，射頻識(shí)別產(chǎn)品在全世界的銷量、1993年為990萬(wàn)套，1994年就猛增到2030萬(wàn)套，1997年有關(guān)產(chǎn)品的銷量將為9810萬(wàn)套，而在全世界范圍內(nèi)射頻產(chǎn)品的銷售額，1989年為0．81億美元，1992年為1。41億美元、1997年為4．33億美元， 1999年則為6。85億美元，其中在1992-1999年間射頗識(shí)別產(chǎn)品在全世界銷售額的年平均增長(zhǎng)率將達(dá)25．3％。射頻識(shí)別產(chǎn)品的年銷售量及銷售額發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)下圖。由此可見(jiàn)，射頻識(shí)別技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。

三、射頻識(shí)別技術(shù)在我國(guó)發(fā)展前景：

　　我國(guó)在政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃及全國(guó)范圍的金融卡網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的10年規(guī)劃，是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國(guó)家級(jí)工程。由此各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛。現(xiàn)在，射頻識(shí)別技術(shù)做為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，也將在中國(guó)很快地普及，可以說(shuō)、我國(guó)射頻識(shí)別產(chǎn)品的市場(chǎng)是十分巨大的，舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明，利用射頻識(shí)別技術(shù)的不停車高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將來(lái)的發(fā)展方向，人工收費(fèi)包括IC卡的停車收費(fèi)方式也終將被淘汰。隨著經(jīng)濟(jì)交流、旅游的發(fā)展、我國(guó)的高速公路發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁、對(duì)自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的需求會(huì)日益增長(zhǎng)、我國(guó)的國(guó)土面積大、公路多、車輛多，預(yù)計(jì)在未來(lái)十年內(nèi)將有數(shù)十億元的需求。

　　國(guó)內(nèi)已有幾家公司在引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)自己的射頻識(shí)別系統(tǒng)。現(xiàn)在，在錦山的一條高速公路上已應(yīng)用了非接觸射頻卡自動(dòng)收費(fèi)，上海的公共汽車使用了電子月票，北京的機(jī)場(chǎng)高速公路上、深圳的皇崗口岸也使用了射頻識(shí)別系統(tǒng)收費(fèi)等等。

　　RFID技術(shù)在下列幾種應(yīng)用中比較有發(fā)展前景。當(dāng)然在這里僅僅羅列了RFID技術(shù)應(yīng)用的一部分，但都是可行的且十分重大。可以毫不夸張的預(yù)測(cè)，任何一種應(yīng)用如果成為現(xiàn)實(shí)，都將會(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)。RFID將是未來(lái)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　1． 高速公路自動(dòng)收費(fèi)(AVl)及交通管理 　　

　　高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是RFID技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。目前中國(guó)的高速公路發(fā)展非常快，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先決條件就是有便利的交通條件，而高速公路收費(fèi)卻存在一些問(wèn)題，一是交通堵塞，收費(fèi)站口，許多車輛要停車排隊(duì)，成為交通瓶頸問(wèn)題；二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)、使國(guó)家損失了相當(dāng)?shù)呢?cái)政收入。RFID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上能夠充分體現(xiàn)它非接觸識(shí)別的優(yōu)勢(shì)。讓車輛高速通過(guò)收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成收費(fèi)。同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污路費(fèi)及交通擁堵的問(wèn)題。

　　一般來(lái)說(shuō)對(duì)于公路收費(fèi)系統(tǒng)、車輛的大小和形狀不同、需要大約4米的讀寫(xiě)距離和很快的讀寫(xiě)速度、也就要求系統(tǒng)的頻率應(yīng)該在900M Hz和2500MHz。射頻卡一般在車的擋風(fēng)玻璃后面。現(xiàn)在最現(xiàn)實(shí)的方案是將多車道的收費(fèi)口分兩個(gè)部分：自動(dòng)收費(fèi)口、入工收費(fèi)口。天線架設(shè)在道路的上方。在距收費(fèi)口約50-100米處，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)天線時(shí)，車上的射頻卡被頭頂上的天線接收到，判別車輛是否帶有有效的射頻卡。讀寫(xiě)器指示燈指示車輛進(jìn)人不同車道，人工收費(fèi)口仍維持現(xiàn)有的操作方式，進(jìn)入自動(dòng)收費(fèi)口的車輛，養(yǎng)路費(fèi)款被自動(dòng)從用戶帳戶上扣除，且用指示燈及蜂鳴器告訴司機(jī)收費(fèi)是否完成，不用停車就可通過(guò)，擋車器將攔下惡意闖入的車輛。

　　1996年、佛山市政府安裝了RFID系統(tǒng)用于自動(dòng)收取路橋費(fèi)以提高車輛通過(guò)率，緩解公路瓶頸。車輛可以在250公里的時(shí)速下用少于0.5毫秒的時(shí)間被識(shí)別，并且正確率達(dá)99.95％。上海也安裝了基于RFID的自動(dòng)收聚養(yǎng)路費(fèi)系統(tǒng)。另外兩個(gè)安裝在廣州的與上海和佛山的工程不同，廣州的工程嘗試在開(kāi)放的高速公路上對(duì)正<