射频识别系统及其应用

射频识别系统及其应用（精选6篇）

篇1：射频识别系统及其应用

收稿日期:2006 08 22 作者简介:辛 苗(1976 ,女,1999年毕业于西南师范大学信息管理系,现任内江师范学院图书馆采编部主任,馆员。

无线射频识别技术及其在图书馆的应用现状 辛 苗

(内江师范学院,内江641112 摘 要 本文对无线射频识别技术(R FID及其在图书馆中的应用现状进行了概述,并对RFID 技术在图书馆应用的障碍因素进行了探讨。

关键词 RFID;图书馆;自动识别

Abstract This paper summarizes radio frequency iden tification(RFIDand its application in the libraries,and discusses the factors holding back application of RFID in the libraries.Key words RFID;library;automatic identi fication 中图分类号 G250 7 文献标识码 A 文章编号 1008-0821(200701-0161-03 无线射频识别技术,即RFID(Radio Frequency Identifi cation最早是二战期间英国的飞机识别技术。经过了许多年的应用的演变和技术的发展,这项技术现在正在被广泛应用到物流、医疗、制造业等多个行业。在各个国家和行业的关注下RFID 技术的应用正在迅猛发展。作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础,RFID 已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一。美国兰德公司日前发表了题为 2020年的全球技术革命 研究报告,RFID 入选2020年全球最广泛应用技术。RFID 是本世纪最有发展前途的高科技市场之一:业界预言,2006年将是

RFID 产业应用发展的一个里程碑,众多行业都将逐步采用这一革命性的技术。比如药物、医学、物流等领域都受益于RFID 技术,而RFID 在图书馆中的应用已经是得到事实证明。RFID 技术概述

RFID 俗称电子标签,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID 是一种突破性的技术:第一,可以识别单个的非常具体的物体,而不是像条形码那样只能识别一类物体;第二,其采用无线电射频,可以透过外部材料读取数据,而条形码必须靠激光来读取信息;第三,可以同时对多个物体进行识读,而条形码只能一个一个地读。

最基本的RFID 系统由三部分组成: 标签(Tag:由耦合元件及芯片组成,每个标签具有惟一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;阅读器(Reader:读取(有时还可以写入标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;天线(Antenna:在标签和读取器间传递射频信号。

RFID 技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场实现的无接触式信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。其工作原理为:当带有电子标签的物品在读写器的可读范围时,读写器发出的查询信号将会激活标签,标签根据接收到的查询信号要求反射信号,读写器接收到标签反射回的信号后,经过内部电路的解码处理可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的。然后进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

RFID 技术的典型应用领域包括:物流和供应管理,生产制造和装配,航空行李处理,邮件/快运包裹处理,文档追踪/图书馆管理,动物身份标识,运动计时,门禁控制/电子门票,道路自动收费等。根据ABI 调查公司的报告,RFID 应用在物流和图书馆最为成功。RFID 技术在图书馆的应用现状

RFID 被美国 商业周刊 等知名媒体列为21世纪将对世界产生重大影响的十大重要技术之一,不仅技术本身具有非常好的产业化发展前景,同时其应用也将对整个图书馆界产生重大影响。目前,该技术在欧美及亚洲发达国家的图书馆已经得到了重点开发和推广应用。1 RFID 技术在图书馆的应用

作为RFID 技术的典型应用领域,目前,图书馆应用RFID 技术能够实现如下功能: 2 1 1 简化借还书作业:目前图书馆的纸本数据除用光学条形码作为每一本书的辨识码外,为安全理由,还需加贴磁条,以防图书未经许可被携出。应用RFID 技术,以RFID TAG 取代条形码及磁条,借还书时可免除消磁及上磁的工作。1 2 加速盘点作业:由于条形码阅读机必须在近距离而 161 2007年1月第1期January 2007 No.1 现代情报 工作研究

且没有物体阻挡下,才可以辨读条形码,因此,盘点时须自书架上将每一本书取出。RFID TAG 以无线电波传递讯号,并可一次读取数个RFID TAG 数据,简化盘点工作。2 1 3 容易协寻不在架上或归错架位的图书:利用无线电波感应,使得图书协寻工作较为容易。1 4 读者自助借还书:搭配自助借书外围设备,读者可自行办理图书借阅;搭配自动还书外围设备,读者可自动办理还书处理。1 5 解决图书被毁被盗问题:由于每一本图书都有不同的物理特性,该系统是在图书借阅时将测量到每一本书的物理特性存储到具有感应读写功能的RFID 电子芯片内,在图书归还时利用本系统再一次检测图书的物理变化,从而

判断其是否被破坏,达到图书、档案防盗的目的。2 2 RFID 图书馆管理系统解决方案

下面介绍清华同方推出的RFID 图书档案管理系统解决方案: 2 2 1 系统结构

清华同方RFID 图书档案管理系统主要包括5个部分:(1数据中心:由中心数据服务器和管理终端组成。是系统的数据中心,对图书档案管理信息、借出和归还信息集中进行储存和处理。

(2图书档案编目入库系统:由管理终端和标签发行/打印终端组成。完成图书档案信息RFID 标签的统一制作、以及对新进图书或档案装入RFID 标签等工作。

(3流通管理系统:管理员在用户借出时在标签内写入相关信息。管理员在用户归还时检验图书或档案是否被损或修改,并验证RFID 标签内信息。

(4查询系统:使用管理终端和手持机可以方便地查 询每一本图卡或档案的位置。

(5系统管理:对系统功能及权限设置,账号管理等。2 2 2 系统功能

清华同方RFID 图书档案管理系统主要实现以下功能:(1实现图书或档案信息的编目,综合统计与查询、借出归还管理功能。

(2馆内所有图书上的RFID 标签配合图书馆的保安系统可以防止有人未经许可就取走图书,避免图书丢失。

(3图书上的RFID 标签里写有图书的名称、种类、作者、备注和借书记录等,当用户或管理员在查询系统输入要查找书本或预定书本时,系统会打印输出所需书本及书架所在的方位。

(4精确检测图书或档案是否损坏。即使一页纸的1/16被损坏系统也可准确识别出来。

清华同方运用RFID 技术开发的图书档案管理系统,可以大大改进管理方式、提高工作效率。3 RFID 技术在图书馆的应用现状

目前,美国、欧洲以及亚洲越来越多的图书馆开始使用或者尝试使用RFID 技术。亚洲国家中科技比较发达的新加坡,全部的图书馆系统已经应用RFID 技术。中国的深圳

图书馆,原有的管理系统将被RFID 图书管理系统替换,于今年7月中旬正式投入使用。据统计,目前,美国已有约2%的图书馆开始使用RFID 技术;在全球范围内,约有8%的图书馆使用RFID 技术。而且,世界大型图书馆应用RFID 技术的速度正以每年30%的速率增长。下面是几个应用实例: 2 3 1 新加坡国家图书馆

新加坡国家图书馆是世界上第一个实行RFID 技术的图书馆。在新加坡国家图书馆,借书和还书都是自助的。借书时只要把身份证或借书卡插进读卡器里,再把要借的书在扫描器上放一下就可以了。还书过程更简单,只要把书投进还书口,传送设备就自动把书送到书库。同样通过扫描装置,工作人员也能迅速知道书的类别和位置以进行分拣。使用这种技术后,读者在高峰期的等待时间比以往使用传统的条码扫描技术节省了80%的时间,凭借这种技术,新加坡国家图书馆的借阅率增长了30倍,而工作人员却减少了2000人。2 3 2 深圳图书馆新馆

2006年7月开馆的深圳图书馆新馆,在全国率先采用无线射频识别技术即用RFID 系统替代传统的条码技术,这个完整的全自动RFID 系统是世界上第二大RFID 系统,仅次于TAGSYS 为华盛顿州西雅图市的西雅图公共图书馆所建造的RFID 系统。通过RFID 系统,可以实现图书自助借还、图书自助分拣、自动整序排架、自助清点馆藏、智能图书车和射频防盗报警等一系列自动化管理。2 3 3 纽约皇后区公立图书馆

全面采用世界上最先进的无线射频识别技术,63个分馆争取年内都将采用这一系统,以实现全馆的数字化接入。该系统将为皇后区的所有读者提供自助式借书程序,可不经过图书馆工作人员的协助完成借书,从而大大提高了书籍的流通量及借书效率,减少了读者借书等候的时间。自动还书箱可让读者在任何时间还书,甚至在图书馆非工作时间也可自动完成还书工作,图书馆工作人员为此免除了繁重的还书工作。同时,方便查找文献资料,系统投入使用后,读者只要手持解读器从书架前走过去,就可以从浩如烟海的图书和文件中,轻轻松松地找到所需要的资料。RFID 技术在图书馆应用的障碍

标准、成本和意识是RFID 在中国应用的三大 拦路虎 ,同样成为RFID 技术在图书馆应用的障碍因素。

标准受制于应用缓慢、国家安全、利益纷争等问题而越来越复杂,在早期的RFID 应用及研究方面,发达国家在一定程度上领先了一步,并在相关国际标准和知识产权方面具有一定优势。在国内,HF(高频频段的RFID 产品不断做足、做细的同时,UHF(超高频频段的RFID 标签和识读设备正在迎头赶上,RFID 识读中间件也开始有厂家涉足,出现了一批具有自主知识产权的RFID 产品。但在庆幸于这种乐观景象的同时,我们却不得不为我国RFID 标准制定的严重滞后表示担忧。一位行业分析家断言,中国要

162 现代情报

2007年1月第1期January 2007

No.1 工作 研 究

想扩大市场,就必须规范其RFID技术的使用。Research& Markets分析公司发布了2005-2006中国RFID市场研究报告,警告中国没有确定的RFID频率分配和技术标准,报告认为中国的RFID行业缺乏能够发言的基础,并且技术也需要改进。所幸的是,我国正在加紧标准的制定工作。

成本过高致使RFID技术的大规模应用还处在 雷声大,雨点小 状态,标准是影响RFID应用普及的一个重要方面,但业内人士认为,随着中国标准和各个相关组织的协调,标准的解决并不是一件难事。因此,RFID的价值或投资回报才是政府、企业CIO踌躇不前的关键。高成本无疑阻碍了RFID技术在图书馆的广泛应用,但随着技术和市场的发展,RFID的制造成本正在显著降低,随着导电油墨印刷低成本标签天线、低成本分装等技术的普及,成本将随制造规模增加而大幅度降低。因此制约RFID在图书馆应用的成本因素将逐渐减弱。

意识的转变需要一个过程,作为一项新技术,不少图书馆对RFID技术的认识还需要时间,因此,还需要相关部门、协会和馆际之间群策群力、联手互动、强力推进。

同时,安全问题值得关注,随着射频识别(RFID技术研究的深入和不断走向实用,安全问题引起了人们的极大关注。由于RFID标签的计算速度、通信能力和存储空间非常有限。这给RFID系统安全方案的设计提出了诸多挑战。

德国专家声称:至少还要15年RFID才能取代条形码。专家将RFID芯片的高价格和与一些产品的信号干扰看作是RFID技术大规模普及需要解决的主要问题。4 结 语

随着应用的演变和技术的发展,RFID技术在图书馆的应用由理论探讨逐渐进入实践阶段,事实证明,RFID技术将给图书馆管理带来历史性的变革,它的应用不仅仅是解放馆员,节约人力,方便读者,提高效率,更重要的是图书馆服务理念的变革。在21世纪,图书馆需要在公众中树立这样一个形象:能够针对新信息新形式及时快速的做出反应并能提供最新的服务,这也将成为未来衡量一个图书馆好坏的标准。我们只有始终不断的学习新技术才能生存下去,新的技术在不断推进图书馆事业的发展,而促使新技术在图书馆应用的是不断创新的服务意识。

参考文献

[1]李贻军.RFID技术及RFID标签浅析[J].印刷技术, 2006,(9:41-43.[2]RFID图书档案管理系统[EB].http: [EB] 163 2007年1月第1期 January 2007No.1 现代情报 工 作 研 究

篇2：射频识别系统及其应用

一、目前医药行业物流所存在的问题

医药行业是高科技行业，药品制造企业要完全按照国家的GMP标准进行生产，而药品流通企业则要按照国家的GSP进行存储和配送。在整个系统中存在着许多重大问题，这些问题阐述如下：

1、在生产过程中，原辅材料不能及时到位，极大地影响了生产效率;

2、因人工操作，在整个存储和配送过程中的差错率达到3%以上，不但增加了物流成本，还影响了企业的信誉，给客户的销售造成许多困难;

3、有一些不法厂商，利用各种机会制造假药，而国家食品药品监管局(SFDA)却没有手段对其进行及时查处，使得假药泛滥，严重影响人民的身心健康;

4、为了获取不正当利益，各销售组织及其人员进行异地串货，获得大额的销售佣金，极大地损害了其它人员的利益，并且打击了后者的工作积极性，破坏了市场的正常运转，加速企业的衰亡速度。

为了解决这些问题，各药品制造企业和流通企业都想尽了各种办法，还是无法解决这些问题。美国的国家食品药品监管局(FDA)应用射频识别技术，就较好地解决了这些问题。射频识别技术对药品生产和流通的每一个环节都可以做到实时监控，差错率几乎为零，有效控制假药的生产与销售，一旦发现，立即进行查处。

二、RFID的简介

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。对ERP(企业资源规划)和SCM(供应链管理)系统来说，RFID是一种革命性的突破。它的精确化管理将触角伸到了企业经营活动的每一个环节，使生产、存储、运输、分销、零售等各方面管理都将变得过去无法想象的便利。过去的物料编号无法实现对单一部件的跟踪，而今天，物料的精确化管理却将触角伸到了每一个环节的每一个部件，无论是质量控制、自动化管理、产品的生命周期管理都将变得非常有效而且便利，例如，对产品次品率的分析可以将次品来源定位在某一点，而仓库中的某一个产品也不会因为同一类产品的数量过多而被单独过久放置。

相对于一维条码和二维条码来说，RFID的优点在于，(1)用电波在离开的位置处(最大5米左右)可以取得信息;(2)在电波能够达到的范围内哪怕有障碍物也能进行识别;(3)一次可以识别数个标签(搭载有抗冲突机能的情况);(4)可以改写标签里的信息;(5)标签的内存容量很大(最大可达几万位数);(6)对于抗污染和损伤能力较强;(7)可以采用密码化等高水平技术来保护信息。

在物流界，RFID的电子标签使得管理效率大为提高，成本大为降低。RFID所开拓的新世界，绝不仅仅在于用电子标签使物流、零售变得方便，RFID为把我们的现实世界和虚幻世界连结起来提供了一个崭新的界面。

1)RFID带动零售业革命

随着无线射频识别技术RFID的出现，现有商品条形码的地位受到了挑战，零售业供应链管理面临新的革命，

根据科尔尼国际管理咨询公司(A.T. Kearney)的计算，从数据上衡量，零售商采用RFID后的利益来源于三个方面：降低库存水平约5%;每年减少店内和仓库人工成本约7.5%;提高周转，减少缺货，在每年每10亿美元的销售额中，增加周转额70万美元。

2)RFID带动物流供应链革命

由于RFID标签的存储容量是2的96次方以上，所以物流行业第一次发现他们可以将世界上所有的商品每一个都以惟一的代码表示。以往使用条形码，由于长度的限制，物流行业只能给每一类产品定义一个类码，就是说，一批牛奶，不管保质期是哪一天，他们在商场的代码都是一样的，商场无法通过代码判断每一件产品的准确库存周期。RFID彻底抛弃了这种限制，现在所有的产品都可以享受独一无二的识别。

在供应链管理上，无论哪个环节应用RFID都可以提供更高的技术支持，获得更佳的管理效果。有专家认为，要想提高物流供应链管理的效益，就必须使供应链上的成员及时获得其它成员和各业务环节上的运行信息，而信息的共享不足就会发生供应链的断裂和效率低下。先进的射频技术信息可以加强这些环节的自动化程度。这样便可提高业务运行的自动化程度，大幅降低差错率，提高供应链的透明度和管理效率。

高效的供应链和物流管理体系就是它的核心竞争能力。充分利用现代信息技术打造的供应链与物流管理体系，不仅可为天士力制药获得了成本上的优势，而且加深了它对顾客需求信息的了解、提高了它的市场反应速度，从而为其赢得了宝贵的竞争优势。

三、RFID在医药物流行业的具体应用价值，主要体现在以下几个环节：

1、生产环节。在药品生产制造环节应用RFID技术，可以完成自动化生产线运作，实现在整个生产线上对原材料、半成品和产成品的识别与跟踪，减少人工识别成本和出错率，提高效率和效益。特别是在采用JIT(Just-in-Time)准时制生产方式的流水线上，原材料与零部件必须准时送达到工位上。采用了RFID技术之后，就能通过识别电子标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和半成品。RFID技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息，实现流水线均衡、稳步生产，同时也加强了对质量的控制与追踪。

2、存储环节。在药品仓库里，射频技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。在整个药品仓库管理中，将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，如指定堆放区域、上架取货与补货等。RFID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫瞄条码，更加快速准确，并且减少了损耗。

3、运输环节。在途运输的货物和车辆贴上RFID标签，运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置，接收装置收到RFID标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。

4、配送/分销环节。在配送环节，采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对以检测出可能的错误，然后将RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。

篇3：射频识别技术及其部分典型应用

射频识别技术是一种通过向电子标签发送电磁波, 实现数据存储和采集的自动识别技术[1]。一套完整的RFID系统主要由电子标签、读写器和应用软件系统组成。标签是由耦合元件及芯片组成, 每个标签具有唯一的电子编码, 附着在物体上标识目标对象。阅读器用于读取或写入标签信息的设备, 可设计为手持式或固定式两种。无限射频识别技术是一种能够进行多目标自动识别, 能够工作在恶劣环境下的一项快速发展的自动识别和数据采集技术, 在物联网的发展过程中, 起着举足轻重的作用。随着射频识别技术的快速发展, 其在工业自动化, 商业物流, 管理系统和交通运输等等方面越来越得到重视[2]。

2、射频识别技术的国际标准

射频识别技术已经制定了一些国际标准, 其中包括有源的, 无源的, 其工作频率从低频到微波。在现阶段, 射频识别系统基本上都是低频系统或者高频系统[3]。几种常用国际标准如下:

(1) ISO 11784和ISO 11785

ISO 11784和ISO 11785是针对动物识别的国际标准, 标准中没有对应答器样式尺寸加以规定, 因此可以设计成适合于所涉及的动物的各种形式, 如玻璃管状、耳标或项圈等。技术准则规定了应答器的数据传输方法和阅读器规范。工作频率为134.2KHz, 数据传输方式有全双工和半双工两种, 阅读器数据以差分双相代码表示。应答器采用FSK调制, NRZ编码。

(2) ISO 10536、ISO 15693和ISO 14443

ISO 10536标准成本高, 而且和IC卡相比, 没有什么优势, 因此没有进入市场。ISO15693标准定义了工作在13.56Mhz下智能标签和读写器的空气接口及数据通信规范, 符合此标准的标签最远识读距离达到2米。他所支持的最大的识读距离为10cm, ISO14443标准定义了工作在13.56Mhz下智能标签的空气接口及数据通信规范, 与ISO15693同属于rfid中13.56Mhz高频波段下的通讯标准。

由于国际标准的不统一也给系统集成造成一定的障碍, 目前射频识别技术在工业生产和应用领域还没有一个得到统一认可的国家标准。因此, 射频识别设备的适配问题也推动了中间件系统的产生和发展。

3、射频识别中间件技术

RFID中间件是实现射频识别硬件设备与管理应用系统之间数据传输的一种中间程序, 将射频识别读写器读取的各种数据信息, 经过中间件的处理、导入到后台的管理信息系统中, 并能能够可视化的反映到管理系统的界面上对数据进行增加、删除、修改、编辑等操作。中间件技术也降低了对射频识别设备进行软件开发的难度, 使开发者不需要直接面对底层架构, 而通过中间件进行调用。

在国际RFID中间件领域, 许多软件商都开发出了自己的RFID中间件系统, 具有代表性的有BEA公司开发的BEA Web Logic RFID middle ware。

国内对RFID技术的研究还处于起步阶段, RFID产业受到了政府部门和研究机构的重视, 各项支持政策逐步出台, 支持力度逐步加大;同时政府也大力推动了RFID在行业的应用。但是与国际上的RFID技术相比, 我国的RFID技术仍存在一定的差距, 特别是在RFID中间件研究方面, 这个差距更为突出。国内的很多公司也开发出了较为成熟的RFID中间件产品, 如清华同方的ez RFID中间件、深圳立格公司的AIT LYNKO.ALE中间件。清华同方的ez RFID可以整合企业应用和商业伙伴的RFID和传感器数据, 但是只具备了硬件管理及基本事件数据过滤和传输功能, 但是RFID中间件的用户可用性以及对决策层ERP系统的支持较为滞后。深圳立格公司的中间件是基于开放式架构设计的模块化的、可升级的数据处理系统, 主要用来加工和处理来自读写器的信息和事件, 实现了对数据的捕获、监控和传送。

3、射频识别技术在停车场管理和车速检测方面的应用

(1) 停车场管理

在停车场管理的场合中, 射频识别技术主要用于不停车收费管理和进出车辆的控制。其使用方式是在停车场的入口或者出口放置一台射频识别读写器, 这种射频识别读写器一般能够读写的距离在几米的范围内, 车主无需停车就可以进入停车场, 读写器通过读写车主所持有的射频识别卡 (即电子标签) 可以决定是否对该车主是放行还是拦截, 或者实现计费功能。这种应用射频识别的停车场管理系统为车主通行或停车场管理带来了极大的方便。

这种射频识别技术一般将射频识别卡 (即电子标签) 放置在车辆的挡风玻璃上, 通过与在停车场的入口或出口的射频识别读写进行通信, 一般如果读写器发出“嘟”的声音, 即说明读写器和射频识别卡 (即电子标签) 识别成功, 当射频识别卡有效时, 闸门会自动打开, 否则不打开。

(2) 车速检测方面的应用[4]

射频识别技术在车速检测方面的应用, 一般由RFID读写器、车载RFID传感标签和监测中心3部分组成。在射频识别的这种应用还要集成单片机技术, 由机动车速度采集模块和报警系统模块组成的射频识别电子标签, 将其放置到车辆上。同时要在道路上设置RFID读写器, 用来接收车辆的速度信息。当车辆经过该读写器的时候, 电子标签将车辆的速度信号转换为实时的车速传输给读写器, 读写器在采集到速度信息之后, 将其发送给监测中心, 监测中心在受到速度数据后, 进行适当的处理, 并将处理结构反馈给读写器, 然后由读写器再反馈给行驶中的车辆, 如果车辆超速, 则报警模块开始报警, 提醒驾驶人员超速。同时, 监测中心可以根据速度信息和车辆标识符 (如车牌号) 对车辆进行适当处理。

4、射频识别技术在物流管理方面的应用[5]

射频识别技术在物流管理方面的应用主要分为两个阶段的应用, 分别为仓储环节的应用和运输环节的应用。

在仓储环节的应用中, 当货物进入仓库时, 读写器就对货物上面的电子标签进行读写, 确认货物的数量、大小等是否正确, 并且将相应的信息和数据库系统进行交互, 完成货物的入库接收工作。在运输环节中, 电子标签还可以结合全球定位系统, 对货物进行定位跟踪, 实时的了解货物的运输情况, 及损坏、丢失情况, 极大的提高了管理效率和货物在运输过程中的安全性。

3、结束语

本文分析了RFID的相关原理, 对常见RFID协议标准和应用进行了归纳总结, 为以后的研究奠定基础。因此, 具有一定实用价值。

参考文献

[1]范君迪, 李敏波, 陈光雨.基于代理随机数的低成本RFID安全协议[J].计算机工程.2011, 37 (19) :129-132.

[2]王善进, 陈坤良, 赖颖析等.基于零中频接收技术的RFID阅读器射频电路单元的设计[J].计算机测量与控制, 2010, 18 (3) :664-669

[3]芦东昕, 李强, 柳长安.基于ARM的RFID阅读器的设计[J].微计算机信息, 2006, 22 (10) :286-288

[4]邱自学, 严奎, 袁江等.基于RFID的机动车速度智能检测方法及实验[J].武汉理工大学学报, 2011, 33 (9) :61-65

篇4：射频识别系统及其应用

关键词:智能标签; RFID;系统组成;通信设计

中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0041-01

一、智能标签的基本特征

(一)智能标签的含义

支持智能化标签的是RFID技术,是一种非接触的识别技术,主要是利用阅读器和射频信号识别来完成对数据的采集,这个过程无需人工干预。随着RFID技术的发展,其促进了智能化标签的产生与发展。所谓智能化标签就是RFID的一个应用形式,即射频识别标签,标签可以制成自私性的标签卷供应,形式轻薄灵活,方便使用,且智能标签内可以储存信息一共识别。

(二)智能标签的特征

和以往的条码相比较,智能标签的优势更加明显,其特征如下:可以存储信息,其容量随着材料技术发展正逐步增加;数据可读写,智能标签利用读取器可以实现非接触读取,并可以将信息集中起来完成处理,以此可以读取多个标签,也可将信息写入到标签中;形式灵活,RFID在读取信息的时候不受形状与尺寸的影响,因此智能标签就可以采用更加灵活的形式,小型化、多样化是其突出的特征;应用范围广泛,传统的标签在环境改变的时候会受到污染,容易导致信息丢失,而智能标签对水、油、有机溶剂等其他污染有较好的抵抗能力,因为其材质可以针对性选择,且在黑暗中也可完成对数据信息读取;标签可以重复利用,RFID支持的智能标签保存的是电子数据,可以反复读取、写入,所以标签可以回收并在此投入使用。尤其是被动式的标签可以省去保养的过程,更加的便利;标签具有穿透性,在实际应用中如果标签被纸张、布料等包装材料包裹的时候,只要是非金属物质,其数据信息仍然可以被扫描读取,不受影响;阅读的距离远速度快,RFID技术的发展使其可以同时读取多个标签的信息,且速度快,只需要将智能标签防止在扫描范围内就可完成读取,同时智能标签可以通过加密进行保护。

二、智能标签系统的结构与工作原理分析

智能标签的基本结构有三个模块构成,智能标签:标签中设置有芯片,其中的线圈作为通信电路,主要完成标签与射频天线之间的通信;射频天线,同主机相连接,用于完成智能标签与阅读器之间的射频信号传递;读取器,通常与主机相连接,主要是读取标签内存储的数据信息。

工作原理上看,指标标签的工作是数据的载体,实际上就是RFID系统中的一个应答器装置。在读取中,标签受到读取器产生并发射的无线射频信号的激发,而内部产生感应电流,芯片被激活;芯片就可将包含的数据通过标签的内置天线向读取器进行发生;RFID系统的射频天线接收这个信号并经过天线传送到阅读器中,阅读器对其进行解码和调制即可获得标签中所存储的信息。

三、智能标签在射频识别系统中的设计与实现

(一)硬件设计

系统的核心是读写装置,系统可以分为以下几个部分:主控部分、I/O通信部分、存储其部分、智能标签通信部分。读写器的主控部分是利用一个芯片系统,复杂对读写器的各个部分进行控制;I/O通信部分则是控制读写器与外部计算机的信息交互,文本设计的读写器中利用串行接口与外部计算机相连,处理指令,并将读写器的相应指令传回计算机;在读写器完成与智能标签的通信时,要按照传输数据的需求来进行解码,因此在这部分的硬件设计中必须考虑从CPU接收指令后必须按照约定的协议进行编码,并将编码后的信号进行调制然后利用天线传输,同时等待智能标签的反馈信号,接收到反馈信号后将其进行解码,传回到CPU中,通常选择读写器射频天线的发射频率为固定频段。在设计中还应根据实际的应用情况选择相应的读写距离,通过增加天线功率的方式可以获得更远的通信距离,保证智能标签被有效的读取。最后在读写器设计时还应设置存储器,以此暂存智能标签的读取数据。

(二)系统的软件功能设计

从系统的软件层面上看,其主要应满足以下几个功能模块的功能实现,主控功能、通信功能管理、存储功能、I/O功能,以此处理与中断功能等。主控功能就是可以完成对各部分的程序调度。系统在运行的时候通过I/O中断从外部读入主机的指令,在得到请求后将交由对应的模块完成处理,如写入标签、读取标签等等,在处理完成后中断的指令将响应信息反馈给主机。在系统运行中为了防止通信的误报、操作超时等情况,当出现某个错误要被处理的时候,系统将产生中断,中断处理程序会及时的检测错误的信息,并交由相应的异常处理程序完成处理,从而保证系统的正常运行。

(三)通信协议的设计

通信是智能标签实现功能的重要方式,为了方便处理数据,读写器工作的时候数据流可以表示为三层结构。在最低层是数据传输层,是读写器与外部主机完成通信传输的数据帧,这是外部主机箱其发出的命令请求。系统在接收到数据帧后,就会校验其完整性,然后才从传输层数据帧中分离出指令层数据,根据指令的类型完成下一步的操作,如发送指令给标签、访问内部数据等等。指令层数据与提供外部编程接口的数据应保持一致,用户按照协议提供的任务层数据,就可完成与读写器的交互。协议层主要是完成智能标签数据交互的相关数据,这层数据包括了:标志域、指令域、参数域、数据域、循环校验等,各个不同的域利用整字节序列构成。

四、结束语

随着科技的发展,智能标签在生活中出现的频率越来越高,其极大的提高了人们对物流管理的效率,尤其是随着技术发展可印刷的智能化标签将进入人们的生活,这可以改变传统标签的局限性,使得其最终代替传统的条码识别系统,进入到物流、管理中。

参考文献:

[1]吴建浩.无线射频标签RFID浪潮席卷全球[J].电子产品世界,2007,(03)

[2]苗增阳.射频识别技术的应用实现和思考[J].南阳师范学院学报,2011,(09)

[3]丁健.射频识别技术在我国的应用现状与发展前景[J].射频世界,2010,(06)

篇5：射频识别系统及其应用

车牌识别技术作为交通自动化管理的重要手段，以及车辆检测系统的一个重要环节，并以计算机可处理的形式给出识别结果，从而使得车辆的电脑化监管成为现实，其在交通监视和控制中占有很重要的地位。汽车牌照识别系统发展趋势

视频图像处理由工控机向DSP再向智能相机，机内部集成了高速DSP处理芯片方向发展;视频图像传输将由图像数据远距离传输到后端主机发展为图像采集、识别处理、数据存储等工作全部在相机内部进行，即将高清摄像机的图像采集、处理、存贮、通讯一体化;·车牌识别软件不断更新，准确率提高到98%，识别车牌类型不断增加，可以识别农用车牌、民航车牌、境外车牌等特殊车牌;·监控范围从机动车车牌扩展到车身特征、司乘人员特征;·以车身颜色识别为代表的视频检测技术进一步应用;·补光方式由恒定照明向闪光灯再向LED灯发展;·车辆检测方式由环行线圈检测发展为视频检测;·车辆测速范围和精度不断提高，由线圈测速向视频辅助测速发展;·车牌识别由单次抓拍识别发展为视频流多次识别;·注重环保节能，降低对驾驶人的影响;·车牌识别更专业、设备维护更便捷，售后服务更专业、网络覆盖面更广。汽车牌照识别系统应用范围

汽车牌照识别系统近几年发展火热，在各地已经有实际的应用，其应用范围主要在城市交通管理、高速公路收费管理、公路超限治理、其它应用等四个方面，下面分别进行阐述。

一、城市交通管理

1、治安卡口

治安卡口系统要满足刑侦、经侦、禁毒、治安、国安、*各业务部门的实际需求，提供可供实战的应用功能，真正成为*管理部门的有力武器。

治安卡口大多设置在道路的路段上，部分设置在公路收费站收费车道上，其治安卡口系统联网组成架构。

2、违章闯红灯抓拍系统

汽车牌照识别系统也常被安装在交通路口，俗称电子*系统，其由最初简单的闯红灯抓拍被演变为现在的卡口记录功能和视频触发、抓拍多项违章内容的综合监控系统，包括超速行驶、违章压黄线、禁区停车、逆行、测速、黑名单报警等多项内容。

3、移动查车系统

汽车牌照识别系统可安装在移动车辆中，其既不受气候、场地的影响，又机动灵活、取证方便，可在道路中任意位置进行识别过往车辆的车牌信息，是流动的治安卡口。

4、旅行时间等交通信息发布系统 随着城市交通智能化的深入，智能交通系统(ITS)正向信息服务方向发展。目前的ITS系统要求实时采集、及时发布道路交通信息。使道路使用者通过情报板，能够随时了解从甲地到乙地间的运行时间、运行速度、堵塞长度等。另外，通过车内广播和路侧广播可以了解到各个路口的信息。如果安装了车载终端，这些信息还会自动转换为文字。

5、拥挤收费系统

最近，上海、广州等大城市宣布将根据市场需求和道路容量，研究更加完善的调控措施和合理的机动车总量规模，在适当的时候推行“道路拥挤收费”。

上海将选择部分市中心区域限制私车在特定时段行驶，从而扩大公交车的路权，提高公交车的速度。据预测，在实行“拥挤收费”的区域内，交通量有望降低10%到20%，平均车速将提高15%到25%。

新加坡、伦敦等城市已经实行交通拥挤区收费，伦敦的拥挤收费系统就采用车牌识别技术。车牌识别技术应用于城市道路拥挤收费系统不需要安装任何车载设备，可以减少一大笔初期投资，但拥挤收费系统对车牌识别的准度要求非常高。

二、高速公路收费管理

1、联网收费系统

在目前的收费系统中存在着一些问题：如司机之间换卡等，造成通行费流失;收费员作弊降车型，造成通行费流失;收费员手输车牌，工作量大，且容易出错;免费车、黑名单车没有信息化管理。

系统在出入口车道安装汽车牌照识别器，可以解决上述问题，防止司机之间换卡，避免通行费流失;辅助车型分类，自动建立车牌与车型一一对应的车型库，防止车型降档;车牌信息自动识别，收费员校核，避免出错;建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行;建立黑名单车辆数据库，当黑名单车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。

2、多路径识别拆分帐系统

在联网收费系统建设中，都面临着多路径识别及结算问题。在联网收费环境下，不可避免地存在有高速公路环路情况，即车辆可以在网络内由一点出发通过不同的线路到达目的地。在投资主体多元化的路网环境下，路径识别不仅仅涉及对每一通行车辆如何计算通行费，同时还要考虑将收入的通行费拆分给哪个收费单位的问题，通行费的拆分直接关系到各条高速公路的合法利益。

为了解决以上问题，在高速公路路网内的所有收费站入口车道、出口车道安装汽车牌照识别器;在多义性路径的关键点上安装门架式汽车牌照识别系统。系统最大限度地发挥车牌识别的作用，为路径识别提供专业、实用的管理决策和服务信息，大大提高收费效率与监管水平。

三、公路超限治理

1、超限检测站快速检测系统

货运车辆经过公路治超站时，经常因为检测过程复杂而造成堵车。公路治超检测站大部分还采用人工输录方式，平均每检测一辆货运车辆需要2-3分钟时间，一些交通流量大的治超站常常发生堵车现象。

在安装了车牌自动识别系统后，被检测车辆的车牌号、载重量等要素将被自动输入到电脑，省去了人工输录的过程，每检测一辆货车只需要10秒钟，大大节省了检测时间，提高了工作效率及执法的透明度。

2、高速预检称重系统

在车流量大、车道多、车速快的公路上，安装高速预检称重系统，对在行车道上正常行驶的载货车辆进行重量预检测，如有车辆超过系统设定的限载值，则该车辆的车牌照号码及车辆图像、检测数据等，都被传输到前方的治理超限超载执法站内;而经高速预检系统预检测，装载符合规定的车辆则正常行驶，无须进入执法站内。

高低速结合动态称重系统，是在车流量大、车道多、车速快的公路上，治理超限超载的一个良好的解决方案，它具有检测效率高，检测针对性强的特点，既减轻了执法站内低速称重的检测压力，又保证了公路交通不会因执法检测而导致拥堵。

四、其它

1、停车场、单位出入口车辆管理

如何保障车辆停泊的安全，这是一直困扰停车场管理者的难题。现行的解决方法是：进场发卡、出场核对。卡的核对分两个方面来进行，入场身份核对依靠电脑进行，而人车相符性的核对则由保安员进行。靠人的记忆力和责任心来识别、处理。存在的问题是：由于人的记忆力和责任心因人不同而不同，因此在实际工作中是否出错会因人而异，而且每换新人必须重新培训。

在出入口车道了安装汽车牌照识别器即可以解决上述问题。车牌信息自动识别;自动建立车牌与身份卡一一对应关系，当车辆出场时，系统会自动核对，防止无入场身份的人开车出场和有入场身份的人开别人的车出场;建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行;建立黑名单车辆数据库，当黑名单车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。

2、车管所机动车检测线

机动车自动检测系统配置汽车牌照识别系统，自动化程度进一步提高，明显缩短检测总时间，减少待检车辆排队长度，获得了明显的社会效益和经济效益。车牌识别技术的四大应用

1、车牌识别技术的使用将大大减少交通违章和恶*通事故现象，也为各类交通事故以及人生和财产安全的事后处理提供有力的证据，对我国交通治安等方面都有着举足轻重的作用。不管采用何种触发方式，一套成熟的车牌识别系统可以有效实现对过往车辆进行实时监控、分析，获取车牌号码、车牌颜色、车辆类型等各种信息，其为*部门有效打击盗抢和黑名单机动车、查缉交通肇事逃逸车辆、分析交通状况、加强治安管理等提供强有力的支持。

2、基于车牌识别的智能交通系统能够适时防范机动车辆被盗窃、盗抢、假牌、套牌、走私、黑市交易等日益猖獗的犯罪活动。通过机动车安装登记的“电子车牌”信息，在监控中心有效遥控、掌握可疑车辆的图像、数字信息及行进方向，并随时将跟踪追查到的信息反馈回监测中心。*部门可以根据这些信息及时了解、跟踪、掌控不法车辆交易、车辆盗抢等犯罪行为。对于假牌、套牌车辆，检测识别系统在检测过程中发现电子车牌号与外挂车牌不符时发出报警信息，以便*部门进行追缉。

3、基于车牌识别的智能交通管理系统能够为城市道路规划设计提供精确、详尽的分类车流统计数据，实现道路规划管理的最优化设计，减少交通阻塞黑洞。智能交通管理系统可以实现城市主要道路交叉口的车辆通行数据采样，并对车辆的类别(如公交车、货车、客车、轿车、出租车等)及流量进行数据分析，为道路规划设计提供车流量、车类别、高峰期及高峰值等精确数据，科学地指导道路规划。

4、采用基于车牌识别的智能交通管理系统能够更好地解决现行交通管理中面临的种种“老大难”问题。

汽车牌照识别系统中的新技术应用

1、高性能嵌入式处理系统

传统的高清系统中，系统将相机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样对传输和处理设备的要求非常高，很难达到系统的设计处理能力要求。

新的智能高清摄像机嵌入式处理方案能有效解决上述问题。每个车道配置一台200万像素智能高清摄像机，分辨率高达1600×1200像素，负责车辆前排司乘人员面部特征捕获、牌照自动识别和车身颜色的自动识别等工作，并将处理结果通过以太网发送给智能高清摄像机终端服务器。

终端服务器采用嵌入式linux专用系统，负责车辆通行信息的接收存储和上传，同时用户可通过终端服务器查看管理所有前端设备，每台智能高清摄像机终端服务器可同时连接多达20台智能高清摄像机，极大提高系统处理性能。

2、图像采集处理一体化设计

智能高清摄像机内部集成工业级逐行扫描CCD和高速DSP芯片，独立完成整个图像抓拍、车牌识别、车身颜色识别、车速获取等功能，车辆信息获取完成后由结果装配与通讯模块打包通过以太网上传终端服务器，增强系统处理能力，使系统结构清晰简洁，扩展方便。

3、反馈控制的全天候高清晰成像 整个成像系统是一个由智能高清摄像机、智能补光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

4、车身颜色识别

可自动对车身颜色的深浅和10种常见车身颜色进行识别，为*稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。

系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆;并识别出10种常见车身颜色，包括白色、银色、灰色(含灰与银灰)、黑色、红色(含红与暗红)、深蓝色、蓝色(含蓝和青)、*(含金黄和黄)、绿色(含绿和暗绿)、褐色(含浅褐和褐)，10种颜色以外的颜色(含花色车辆)属于其它颜色。

深浅分类准确率不小于80%;10种常见车身颜色识别准确率不小于60%。

5、视频辅助触发、辅助测速

采用视频触发作为辅助触发，在线圈触发失效的情况下，能够在较短的时间内报警，同时取代线圈进行触发工作。这样，用户可以在第一时间得到故障信息，在问题解决前仍然可以有效监控道路运行状况，可以做到无间断的监控和及时的反应。

6、前端、后端独立的专有网络结构

篇6：射频识别系统及其应用

引言

目前，随着社会生活节奏的不断加快，互联网技术和应用已经取得了很大的突破。而全球信息技术的深入和3G网络的逐步完善使得“物联网”受到了广泛关注。射频识别系统可以把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理，将代表了下一代信息发展的重要方向。

物联网的核心技术最终能够运用到人们的生活细节当中，例如，我们可以将感应器制作成标签嵌入到公共交通、各种仓库、园林管理、家用电器、超市货柜等场所中，然后与现有的网络整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个网络当中，有能力超级强大的中心计算机，能够针对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

1背景和演进路径

RFC的产生与发展有其技术的原因，也有环境和经济的背景。在当前能够“热门”的主要原因有以下三个方面:

1.1经济危机下的推手

经济增长理论告诉我们，每一次的经济低谷必会产生新的技术，而这种技术一定可以对大多数产业具有使用价值，纵观过去，互联网技术取得巨大成功，而目前的.经济危机让人们又不得不面临紧迫的选择，催生出的物联网与射频识别技术将变成下一个经济增长的核心技术。

1.2传感技术的成熟

随着微电子学的不断发展，涉及人类活动中有关生活、生产、管理等各种传感器(无线传感器、电子标签、RFD等)已经比较成熟。

1.3网络接入和信息处理能力的提高

目前，随着网络接入多元化、计算机软件技术的飞跃发展，基于海量信息收集和数据云计算处理的能力大大提局。

2工作原理

利用RFC技术设计一套关于产品信息查询的方案，具有设计简洁、易于移植、并且使得在今后升级、扩充及选择应用软件方面具有更多的灵活性。整体采用自顶向下的设计思想，将系统的各部分所需的功能进行了合理的划分，其中包括中心处理子系统、射频识别RFC管理子系统、环境温度检测子系统、实时时钟管理子系统、产品有效信息查询子系统及状态信息显示子系统等构成。

在本设计中，对ID的要求有2点，一个必须符合异步串行通信，第二个就是误差小，容易识别。基于这两点，本设计中采用了非接触ID设备。该设备为只读设备。集成了串口通信模式及通信接口,使得上位机调试带来了方勿预留的卡有效信号接口可以供外部设备进行查询使用。本设计中的RFC采用感应偶合方式。

3总体设计

该系统主要由五部分组成，具体说明如下:

3.1中心处理系统

作为整个系统的控制中心，主要负责并协调各个子系统能稳定、高效的工作。

3.2射频识别管理子系统

该子系统，同时面向管理者与广大用户，管理者的任务是对ID设备管理、ID标签的录入及产品查询记录状态的相关管理。用户主要对已选商品进行相关查询，以便更清楚了解自己所选的产品，包括违规查询操作和正常查询操作，若查询产品信息前未进行刷卡确认，则产品查询详清界面发出警告信息，提示用户进行刷卡查询，若查询产品信息前用户进行了刷卡确认，则在产品详情界面会向用户展示产品的详细信息。

3.3环境温度监测子系统

用于要求产品信息与环境温度相结合的场所，系统实时检测产品周围环境的信息，并使得对产品相关信息更加直观的展示。

3.4实时时钟管理子系统

时间调整部分我们可针对年、月、日、时、分、秒进行调节，其它调节功能(农历、星期)已经利用算法实现自动更新与校准。时间存储部分，主要实现对ID标签查询的时间状态信息。

3.5状态信息子系统

首先，能对系统时间进行校准和设定;其次，能对产品的有效信息进行便捷查询;最后，管理者可以对用户已经查询的D产品进行回顾查询ID卡号、时间记剥。

4总结