1 RFID技術

　　1.1 RFID系統結構

　　RFID是一種新型非接觸自動識別技術，叫做電子標簽。該技術不涉及人工干預和物理接觸限制，對于建立和發展計算機環境極其重要。為了達到對目標物體進行自動識別，該技術運用了耦合傳輸以及射頻信號。RFID的基礎就是芯片技術以及無線電技術。天線、標簽、閱讀器共同構成了RFID系統。該技術具有對工作環境限制小、對高速運動目標能夠識別、進行N個目標的識別、操作簡便等優點。在構成RFID系統結構中，電子標簽簡稱標簽，同時還被稱之為射頻標簽，控制邏輯和射頻電路裝設于標簽中，伴隨越來越發達的集成工藝的發展，在標簽中，集成的芯片體積小、而功能卻越發全面、強大。詢問器又稱為閱讀器，其通信操作電子標簽是通過RFID協議實現的。數字控制單元及射頻模塊組成了閱讀器。當磁場中出現標簽后，開始接收射頻信號，該信號源自于閱讀器，芯片中所存儲的產品信息來自于感應電流所獲得的的能量。信息被閱讀器讀取、并經過解碼，相關數據的處理被送至中央信息系統中進行。系統框架如圖1所示。

　　圖1 系統框架

　　1.2 RFID技術類型

　　根據頻率的不同，RFID技術系統主要分為高頻系統、中頻系統以及低頻系統三種類型。形狀多樣、成本低屬于低頻系統標簽的特點，位于頻率100~500 kHz為低頻系統。低頻系統自身存在的不足：閱讀天線缺乏有效、穩定方向;閱讀速度不夠理想;相對較短的閱讀距離;較少的數據量保存等。所以，主要用于技術要求不高的環境，如門禁系統等。中頻系統的工作頻率為10~15 MHz，相對于低頻系統而言，中頻系統增加了閱讀距離，其標簽內存數量也相對較大，實現了中等閱讀速度。但其缺點為閱讀天線較強，方向性不足、閱讀器及標簽成本高等，因此，智能卡與門禁系統的工作環境適合中頻系統的運用。軟襯底是高頻系統標簽形狀，與前兩種類型系統相比較，高頻系統進一步增大了標簽內存，優點就是閱讀速度快、且距離遠。缺點是閱讀器與標簽具有很高的成本。高頻系統在零售系統以及監視火車車皮系統中得以應用。

　　1.3 標簽類型

　　標簽一般分為兩類，一類是被動式標簽、另一類就是主動式標簽。被動式標簽價格低廉、外觀多變靈巧，由閱讀器提供電源，通過耦合的方式，標簽芯片的電源來自于閱讀器能量，而主動式標簽在標簽中集成了電源模塊。

　　2 物聯網

　　隨著我國社會經濟和科學技術水平的不斷提升，新興信息技術得到人們普遍應用。再進一步延伸傳統互聯網后，產生了物聯網，與此同時，信息在任何物體之間的交換也得以實現，可以說物聯網占據著十分關鍵的地位。物聯網要想獲取具體信息，依靠的是傳感設備以及RFID技術，信息的傳輸依照協議約定，其組織網絡規模大，可以智能化監控與處理各種數據信息。以先進的計算機技術為依托，監控和處理各種數據及信息、職能處理、準確及時傳遞信息、傳遞可靠、更加快捷方便地獲取信息、全面感知性等，都體現了物聯網的典型特征。整合應用層、信息運行層、信息傳輸層、信息采集層是物聯網的層級結構。整合應用層分析實際信息問題，為決策和處理問題提供依據;信息運營層主要是進一步分析與處理信息，并闖將信息平臺，分類管理信息;傳輸信息層通過對傳感器的運用，傳遞整合所采集的信息。采集信息層對各種數據和信息進行收集，應用先進的技術方法，標記出數據和信息，以自動糊處理職能數據的標準來轉化這些數據和信息。分析該分層結構，最關鍵的是收集與處理信息，在科學應用RFID技術后，能夠對目標物體進行自動、有效識別，最終將所需數據信息成功獲取。

　　3 物聯網中RFID技術的應用

　　3.1 系統組成

　　天線、閱讀器以及標簽是組成基本射頻識別系統的三部分，射頻信號由閱讀器發射，能量被磁場內的標簽撲捉后，開展與閱讀器之間的通信。存儲于標簽的信息被閱讀器讀取并經過解碼，之后給管理系統傳遞數據信息，并處理。如圖2所示。

　　圖2 標簽的系統組成

　　3.1.1 天線

　　讀寫器以及標簽之間的無線通信通過傳遞射頻信號來實現，這就是天線的功能。天線分為固定式天線、手持式天線、有源天線、無源天線等。實際應用中，天線其波長與尺寸是相同且一致的。對于傳輸數據而言，天線的位置和形狀也具有十分重要的作用，從這點可以看出，對于工作人員，設計、安裝天線是具有較高的技術含量的。

　　3.1.2 閱讀器

　　RFID閱讀器主要的作用體現在對目標物體的識別上。要準確識別目標物體，是需要對電子標簽的內存數據進行讀取及識別的。通過射頻信號和耦合作用，電子標簽和閱讀器之間的信息傳輸實現了無接觸，其工作原理如下：給電子標簽傳遞主機讀/寫命令，同時加密處理主機傳送給電子標簽的數據，再將解密電子標簽返回輸送的數據傳送給主機。收發范圍較大時讀寫器最主要的特點，但因較高成本的讀寫器對RFID系統發展形成了制約，所以，閱讀器的發展趨勢體現于低成本、便捷、規模小等。

　　3.1.3 標簽

　　貼標簽方式將目標物體轉變為智能物體，便于監控及跟蹤，因此，射頻卡也稱之為電子標簽，由芯片和耦合元件構成，RFID系統數據載體就是電子標簽。電子標簽與閱讀器之間的通信可以依靠連接的天線實現，這樣，才能將標簽的識別碼和數據輸入及讀出。根據實際需要來對標簽的形狀進行設計，這樣能夠對標簽內存數據進行保護，不易損壞標簽。長時間監控和追蹤多個快速運動目標、較長的使用壽命、數據存儲量較高、小體積方便使用等等都是電子標簽自身優點所在。電子標簽根據不同的頻率氛圍微波、超高頻、高頻、低頻電子標簽。而且，無源系統和有源系統是根據標簽是否裝設內置電池而進行劃分的。

　　3.2 實際應用

　　分別以安全防偽、收費系統、物流管理系統中RFID技術的應用為例進行介紹。

　　3.2.1 應用于安全防偽

　　RFID技術能夠實現快速掃描，因此被廣泛應用于安全防偽中，其標識號是惟一的。有別于傳統的條形碼掃描，RFID技術不受方向限制，能夠同時檢測磁場內目標物體，大幅提高了工作效率，適用于大批量操作。首先，該應用不易損壞、耐久性強。運用RFID技術，芯片中存儲物品信息，因此不易受損。而傳統紙質條形碼容易受到環境影響。其次，穿透性強，當物品被覆蓋時，應用穿透性強的RFID技術，同樣能夠識別標簽信息。在此，數據存儲量大，相比傳統條形碼，RFID標簽所攜帶的信息量要大的多。最后，可重復使用，應用RFID電子標簽，可以及時對數據和信息進行更新，并可重復修改和使用，而傳統的條形碼則不能修改、無法實現。

　　3.2.2 應用于收費系統

　　在現今高速公路自動收費系統中廣泛應用到RFID技術，將射頻卡裝設于車內、將天線設立與公路沿線，對電子技術以及現代信息技術的運用，借助電子標簽以及天線來傳輸數據，識別車輛后信息處理收費數據，從而自動收取車輛費用。

　　在自動收費系統中運用射頻技術具有很強的經濟效益，降低了人工成本、并對公路交通堵塞等狀況進行緩解，提升了車輛通過率，促進工作效率的提高。不僅如此，該技術還在門禁系統中得以應用，例如：門禁系統的電子護照、停車卡、出入證、門卡等，都屬于射頻卡，該卡能夠對用戶身份進行自動識別。另外，RFID技術還應用于公交系統卡中，節約了成本、便于操作、提高了公交運營效率。

　　3.2.3 應用于物流管理系統

　　從以下三個方面進行探討：第一，在郵件自動分揀系統中的應用。RFID技術已經在快遞業務分揀郵件系統中得到有效應用。在大量包裹進入識別區域時，充分發揮出RFID技術非接觸性的特點，不但將工作準確率有效提高，還大幅度提高了分揀工作效率。第二，在集裝箱識別系統中的應用。將相關數據和信息標明于集裝箱標簽上，例如數量、類別、位置等。位置監控追蹤集裝箱運用到RFID技術。當對集裝箱進行移動時，標簽同時能夠接收到變化的信息數據，并管理和監控禁止移動的集裝箱。第三，鐵路調度系統中的應用。為了對火車內行李物品以及火車運行的信息進行實時檢測，將閱讀器安裝于鐵路沿線。

　　在合理分析了獲取的信息后，對火車的運行展開監控和追蹤，這樣可以有效避免危險物品存在于車內的安全隱患以及運行中的列車碰撞事故等。

　　4 結 語

　　隨著我國科學技術的穩步發展，規模較大的組織網絡物聯網也獲得前所未有進步。物聯網中，在無需人員參與的條件下，商品、物品能夠進行彼此交流。實際上是通過計算機互聯網，利用射頻自動識別技術，共享與互聯商品自動識別的信息。而物聯網運營的技術前提就是傳感設備以及RFID技術。RFID技術能夠對目標物體進行準確、自動、有效的識別，通過對耦合傳輸以及射頻信號的運用得以實現。天線、閱讀器、標簽是組成射頻識別系統的重要部分。其中，天線是將讀寫器與標簽之間的無線通信通過傳遞射頻信號實現;而閱讀器為了對目標物體進行識別，而對電子標簽的內存數據進行讀取及識別的;通過給目標物體貼標簽的方式，電子標簽實現了追蹤與監控功能。