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关于RFID的研究——从电子标签走向识别技术
第六组，张硕06311110
引言
1.由来
随着经济的高速发展和科技的进步，尤其是数字化、网络化进程的加快，一门集计算机技术、光学技术、网络技术、无线电技术、通信技术于一体的高新数据采集技术——无线射频识别技术（radio frequency identification，RFID）自20世纪80年代中期开始应用。沃尔玛、IBM、HP、微软、美国国防部、中国国家标准委员会，均开展了基于RFID技术的研究。RFID系统逐渐应用于物流、航空、邮政、交通、票务、金融、军事、医疗保险、跟踪、矿井、设备和资产管理等领域。
2.名词释义：
RFID –射频识别；一种利用无线射频进行非接触双向通信的识别方式
Tag –电子标签；
Reader –读写器；
Antenna –天线
RFID技术综述
RFID系统由电子标签、天线、读写器3部分组成，如图所示。
1）电子标签：由耦合元件和芯片组成，且每个电子标签具有全球唯一的ID，无法修改也无法仿造。电子标签保存有约定格式的电子数据，附着在物体上标识目标对象。
2）天线：在电子标签和读写器间以射频信号的形式传递电子标签的数据信息。
3）读写器：读取并识别电子标签中所保存的电子数据，分为手持式和固定式。
2.RFID的工作原理
RFID读写器向一定范围发射射频信号，当RFID标签进入读写器的射频场后，标签天线就会获得感应电流，从而为RFID芯片提供能量，芯片就会通过内置天线以射频信号的形式向读写器发送存储在芯片内的信息，读写器对接收的信号进行解调和解码，然后通过RS232，RS422，RS485或无线方式送至计算机系统进行有关的数据处理，其工作原理如图2所示。
3.RFID技术的特点
RFID具有如下技术特点：
1）耐环境性。防水，防磁，耐高温，不受环境影响，无机械磨损，寿命长，不需要以目视可见为前提，可以在那些条码技术无法适应的恶劣环境下使用，如高粉尘污染、野外等。
2）可反复使用。RFID标签上的数据可反复修改，既可以用来传递一些关键数据，也使得RFID标签能够在企业内部进行循环重复使用，将一次性成本转化为长期摊销的成本。
3）数据读写方便。RFID标签无需像条码标签那样瞄准读取，只要被置于读取设备形成的电磁场内就可以准确读到，同时减少甚至排除因人工干预数据采集而带来的效率降低和纠错的成本。RFID每秒钟可进行上千次的读取，能同时处理许多标签，高效且准确，从而能使企业大幅度提高管理的精细度，让整个作业过程实时透明，创造巨大的经济效益。
4）安全性。RFID芯片不易被伪造，在标签上可以对数据采取分级保密措施。读写器无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证系统的安全。
4.RFID技术的发展历程
1）1940-1950年，雷达的改进和应用催生了射频识别技术，为射频识别技术奠定了理论基础。
2）1951-1960年，早期RFID技术的探索阶段，主要是实验室实验研究。
3）1961-1970年，出现了一系列的RFID技术论文及专利文献，并进行了一些应用尝试，如最早且最广泛应用于商业领域的电子商品监视（EAS）设备等。
4）1971-1980年，RFID技术及产品研发处于一个大发展时期。各种机构都开始致力于RFID技术的开发，出现了一系列的研究成果，如自动汽车识别（AVI）的电子计费系统、动物跟踪等。
5）1981-1990年，进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出现，是充分使用RFID技术的10年。尤其在1987年，第1个实用RFID电子收费系统出现在了挪威。
6）1991-2000年，RFID技术繁荣发展的10年，RFID产品进入商业应用阶段。1991年，在俄克拉荷马州建成了世界上第1个开放的公路不停车收费系统。2000年前后，RFID技术中的一个重大突破是微波肖特基（Schottky）二极管可以被集成在CMOS集成电路上，使得微波RFID标签只含有一个集成芯片成为可能。
7）2001年至今，RFID的理论得到不断丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。
5.发展现状
目前我国的射频识别技术以低频和高频应用为主，主要用于第2代身份证和智能交通卡等项目。我国在超高频芯片的研发上比较薄弱，不过，政府非常重视超高频标准的制定和芯片的研发。中国国家无线电管理局正式颁布实施无线电频率方面的规定，为RFID技术在中国的发展提供了法律保障。国内企业如上海华虹、上海复旦微电子、上海贝岭、北京华大、大唐微电子、深圳毅能达等部门主要研究芯片设计与制造。中国电子科技集团第五十研究所等专业院所正在对不同频段的天线进行研究。上海华申智能、深圳远望谷等企业，已经开发出900MHz电子标签超高频的读写器。上海交通大学和AUTO-ID中国实验室正在与SAP合作进行电子标签中间件的开发。国内生产和研究RFID产品的主要厂商集中于北京、上海、广东三地。目前RFID在中国大陆、香港、台湾的发展远远落后于美国及欧洲，国内企业的市场占有率尚不足20%，还有很大的提升空间。
RFID技术在美国、欧洲、日本、韩国这些比较发达的国家和地区已经被广泛应用于工业自动化、智能交通、物流管理和零售业等领域。1996年1月，韩国在汉城的600辆公共汽车上安装了用于电子月票的射频识别系统；德国汉莎航空公司则开始试用射频卡作为飞机票。2005年讯宝、ABI、易腾迈等10多家技术企业组建了RFID专利联盟。2007年2月，日立公司推出了规格仅有0.005cm×0.005cm的RFID标签。日本丰田、美国福特、日本三菱汽车和韩国现代汽车的欧洲车型已将RFID技术用于汽车防盗系统。2007年丹麦RFIDSEC公司开发了无源RFID隐私增强技术用于跟踪。三星电子成功研制了手机RFID芯片。法国航空公司、DHL和新加坡航空公司等多家大型运输企业开始试行RFID技术。IBM目前已经在日本、美国和法国建立了三大RFID研发中心，除了做相关RFID的基础研发工作外，还向市场推销RFID中间件产品。
