射頻識別技術(shù)RFID在體育中的運(yùn)用

1 前言

北京在奧運(yùn)會門票史上首次采用了芯片嵌入技術(shù)，持票者進(jìn)入比賽場館時，只需在檢票儀器上刷一下手中的門票即可。其實(shí)這種芯片只是整個識別系統(tǒng)的一部分，這項(xiàng)技術(shù)的全稱為射頻識別技術(shù)，英文為 Radio Frequency Identification，RFID是它的縮寫。一套完整的RFID系統(tǒng)是由讀寫器(Reader)、電子標(biāo)簽 (TAG)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部分組成，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

RFID 無線射頻識別系統(tǒng)被視為本世紀(jì)最重要的十大技術(shù)之一，雖然此技術(shù)存在已久，但直到美國的大型連鎖超市Wal-Mart要求其各大供貨商必須將商品貼上 RFID電子標(biāo)簽后，一場RFID的風(fēng)暴才就此展開。RFID技術(shù)在體育領(lǐng)域的應(yīng)用早有先例，2006年的足球世界杯賽就使用了這種RFID門票，其在高爾夫、田徑等體育運(yùn)動中的運(yùn)用也取得了良好的效果，本文旨在通過對RFID技術(shù)原理的介紹，分析其在體育領(lǐng)域的運(yùn)用現(xiàn)狀和開發(fā)前景，引起國內(nèi)體育學(xué)界對這項(xiàng)技術(shù)的認(rèn)識和進(jìn)一步研究運(yùn)用的開展。

2 RFID技術(shù)系統(tǒng)組成及工作原理

2．1 RFID技術(shù)系統(tǒng)組成

2．1．1 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)的真正的載體，標(biāo)簽相當(dāng)于條形碼技術(shù)中的條形碼符號，用來存儲需要識別和傳輸?shù)男畔?，每個電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼。電子標(biāo)簽由標(biāo)簽專用芯片和標(biāo)簽天線組成，標(biāo)簽芯片用于存儲數(shù)據(jù)信息，標(biāo)簽天線具有接收和傳輸標(biāo)簽信息。依據(jù)電子標(biāo)簽的供電方式的不同，電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽和無源電子標(biāo)簽。從功能方面來分，可將電子標(biāo)簽分為只讀標(biāo)簽、可重寫標(biāo)簽、帶微處理器標(biāo)簽和配有傳感器的標(biāo)簽。按調(diào)制方式來分，標(biāo)簽還可以分為主動式標(biāo)簽和被動式標(biāo)簽。

2．1．2 讀寫器

讀寫器是負(fù)責(zé)讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備。它可以單獨(dú)完成數(shù)據(jù)的讀寫、顯示和處理等功能，也可以與計算機(jī)或其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，完成對電子標(biāo)簽的操作。典型的讀寫器包含有控制模塊、射頻模塊、接口模塊以及讀寫器天線。此外，許多讀寫器還有附加的接13(RS232，RS485、以太網(wǎng)接El等)，以便將獲得的數(shù)據(jù)傳給應(yīng)用系統(tǒng)或從應(yīng)用系統(tǒng)接收命令。

2．1．3 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲、管理、分析以及對電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫控制。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以是各種大小不一的數(shù)據(jù)庫或供應(yīng)鏈系統(tǒng)。

2．2 RFID技術(shù)系統(tǒng)工作原理

2．2．1 RFID技術(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞的原理

電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合。在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種：電感耦合和電磁反向散射耦合。電感耦合通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)，識別作用距離小于一米，奧運(yùn)會的門票識別系統(tǒng)就是運(yùn)用這種耦合方式。電磁反向散射耦合按照雷達(dá)原理模型工作，即發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律，電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識別系統(tǒng)，識別作用距離大于一米，中國一家公司已經(jīng)按照美國的訂單生產(chǎn)了一種內(nèi)置電子標(biāo)簽的高爾夫球，以方便球被打丟之后的尋找。

2．2．2 RFID 技術(shù)系統(tǒng)基本工作流程

讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當(dāng)附著標(biāo)簽的目標(biāo)對象進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電子標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，讀寫器對接收天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號進(jìn)行解調(diào)和解碼后，送到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的處理。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該電子標(biāo)簽的合法性，針對不同的設(shè)置做出相應(yīng)的處理和控制。