淺談RFID技術及其在物聯網上的應用

摘要：隨著科技的不斷增強，物聯網技術發展地愈發成熟，并且在多處躋身為主力技術。通過對物聯網四大關鍵技術的重點研究，本文主要針對射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）進行描述。本文從RFID基本組成、應用領域、優勢等方面進一步分析，探討RFID在物聯網的廣泛應用。

關鍵詞：射頻識別技術；RFID；關鍵技術；應用領域

1 引 言

物聯網（Internet of Things，簡稱 IoT），是新一代信息科技的重要組成部分，是繼計算機、互聯網之后世界信息發展的第三次浪潮。其中，作為對現在生活影響最深遠的技術之一，RFID技術正悄無聲息地滲透到了人們的生活中，在倉庫物流、軍事裝備、工業制造、珠寶行業等均有所涉及。RFID作為物聯網的底層——感知層中的關鍵技術之一，逐步實現對物理世界的智能感知、識別及控制等，是物聯網應用和發展的基礎。如此強大的技術是怎樣一步步、地實現的呢？在本文中將會逐一介紹。

2RFID技術的基本組成

射頻識別RFID，是一種非接觸式的自動識別技術，它無需與被識別物品直接接觸，通過無線射頻方式獲取物體的相關數據，并對物體加以識別，即可完成信息的輸入和處理。

一般而言，RFID系統分為閱讀器、天線和標簽三大組件。閱讀器是RFID系統最重要也是最復雜的一個組件。閱讀器一方面通過標準網口、RS232串口或USB接口同主機相連，另一方面通過天線同RFID標簽進行通信。天線同閱讀器相連，用于標簽和閱讀器之間傳遞射頻信號。因為RFID系統的工作頻率范圍很廣，這導致天線與標簽芯片之間的匹配問題變得很復雜。標簽由耦合元件及芯片組成，每個RFID標簽具有唯一的電子編碼（EPC），附著在物體上標識目標對象。

RFID源于雷達技術，所以其工作原理和雷達極為相似：首先閱讀器通過天線發出電子信號，標簽接收到信號后發射內部存儲的標識信息，閱讀器再通過天線接收并識別標簽發回的信息，最后閱讀器再將識別結果發送給主機。

3RFID技術的優勢

RFID技術，是一種非接觸式的自動識別技術，主要用來為各種物品建立唯一的身份標識，是物聯網的重要支持技術。與傳統條形碼相比，RFID標簽具有很好的綜合性能，它的優勢主要體現在：

①非接觸：條形碼必須近距離掃描，而RFID標簽無需靠近讀取器，遠距離也可讀取。

RFID標簽與RFID讀寫器是通過無線進行傳輸的，可以識別高速、移動、多物體。

②耐用：條形碼每次只能掃描一張，且易泄露信息、易被偽造。而RFID可同時讀取多張標簽，讀取速度快。同時標簽內容可反復擦寫，寫入時間相比打印條形碼更省時。并且，RFID承載的是電子式信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造。

③安全：條形碼易劃破、污染、脫落，且不能辨認軀體的商品。而RFID標簽具有耐高溫、防水、耐腐蝕等特性。另外，RFID標簽是采用大規模集成電路技術的芯片。

④唯一性：每個RFID標簽都是唯一的，在生產標簽過程中，便已將標簽與商品信息綁定，所以在后續商品流通、使用過程中，這個標簽都是唯一代表所對應的那一件商品。

⑤防偽：RFID芯片無論設計與制造都是技術難度要求高而且投入大，因此給造假者造成了難以逾越的障礙。同時RFID技術與密碼技術相結合，從軟件破譯方面也增大了造假者的成本，從而使得安全性更為可靠。

4RFID技術的應用

RFID技術的應用在國內已經十分廣泛了，應用在了生活的方方面面，在倉庫物流、軍事裝備、身份識別、珠寶行業、工業控制領域等均有涉及，并且取得明顯的成效。

例如，高速公路自動收費系統就是射頻識別技術最成功的應用之一。目前中國的高速公路發展非?？?，而高速公路收費卻存在一些問題，首先是交通堵塞，在收費站口，車輛要停車排隊交費，而過多的車輛會使得交通堵塞的概率更加。其次，少數過路費存在被貪污現象，使財政收入受到影響。REID技術應用在高速公路自動收費上充分體現它的優勢。在車輛高速通過收費站的同時自動完成繳費，解決了交通的瓶頸問題，提高了車行速度，避免了擁堵，提高了收費計算效率。

另外，將射頻識別系統用于物流倉儲管理系統，使得物流倉儲更加方便快捷。在貨物上貼上RFID標簽即可完成貨物與標簽的綁定。貨物入庫時，倉庫工作人員可以用RFID讀寫器驗證貨物，讀寫器會迅速讀取貨物的相關信息，可以迅速的核對貨物是否正確，保證貨物及時的入庫。出庫時，系統會自動調出貨物的相關信息，可以確定貨物的庫區和貨位，通過RFID讀取核對貨物是否準確，準確時綠燈亮起。掃描時會將貨物信息錄入電腦，已確認倉庫管理系統取貨信息，并自動更改系統中的貨物信息。而當異常貨物出庫時，紅燈亮起，禁止通行。

5RFID技術的發展

近年來，RFID技術的快速發展，不僅增加了物聯網的功能，同時也使很多想法成為可能。同時，物聯網的發展也推動了RFID技術的更新，如針對生鮮物品、藥物等對物聯網提出的特殊要求，RFID標簽不但能夠提供商品的靜態信息，還能提供商品所在位置以及周圍的溫度、濕度等動態信息。

目前采用RFID感知層的物聯網已實現了“人與人”通信與“人與物”通信，但要在未來的物聯網中要實現“物與物”通信與互動，必須提升RFID標簽的智能化水平。此外，對于遠程的RFID存在著傳輸距離、防碰撞算法等問題以及標準化、互操作性、協議、法規以及連接技術等，仍有待提升和完善。這意味著，未來RFID芯片的設計和制造技術仍需朝著功耗更低、距離更遠、讀寫速度更快、可靠性和安全性更高，并且成本不斷降低的方向不斷精進。

6結束語

本文著重介紹了RFID技術的工作原理、與傳統相比存在的優勢以及應用領域，也對目前RFID技術所存在的不足提出了展望。雖然說RFID技術在國內外都引起了轟動，但我國在該技術方面仍處于起步階段，但可以相信在國家的大力推動下，國內在RFID技術方面的研究會更加深入?？梢灶A見，在不久的將來，RFID 技術會在各行各業被廣泛采用，最終對人類社會產生深遠影響。

參考文獻

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作者簡介：盧浩琴（1997年9月17日-）女，：漢，浙江金華，本科在讀，研究方向：電子信息工程。

（作者單位：浙江大學城市學院）