射頻識別（RFID）技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID），又稱電子標簽（E-Tag），是一種利用射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。RFID 最早的應用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中用于區(qū)分聯(lián)軍和納粹飛機的“敵我辨識”系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進步，RFID 應用領域日益擴大，現(xiàn)已涉及到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，并將成為未來信息社會建設的一項基礎技術(shù)。RFID 典型應用包括：在物流領域用于倉庫管理、生產(chǎn)線自動化、日用品銷售；在交通運輸領域用于集裝箱與包裹管理、高速公路收費與停車收費；在農(nóng)牧漁業(yè)用于羊群、魚類、水果等的管理以及寵物、野生動物跟蹤；在醫(yī)療行業(yè)用于藥品生產(chǎn)、病人看護、醫(yī)療垃圾跟蹤；在制造業(yè)用于零部件與庫存的可視化管理；RFID 還可以應用于圖書與文檔管理、門禁管理、定位與物體跟蹤、環(huán)境感知和支票防偽等多種應用領域。

目前，RFID 已成為IT 業(yè)界的研究熱點，被視為IT 業(yè)的下一個“金礦”。各大軟硬件廠商，包括IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、SAP 等在內(nèi)的各家企業(yè)都對RFID 技術(shù)及其應用表現(xiàn)出了濃厚的興趣，相繼投入大量研發(fā)經(jīng)費，推出了各自的軟件或硬件產(chǎn)品及系統(tǒng)應用解決方案。在應用領域，以Wal-Mart、UPS、Gillette 等為代表的大批企業(yè)已經(jīng)開始準備采用RFID 技術(shù)對業(yè)務系統(tǒng)進行改造，以提高企業(yè)的工作效率并為客戶提供各種增值服務。在標簽領域，RFID 標簽與條碼相比，具有讀取速度快、存儲空間大、工作距離遠、穿透性強、外形多樣、工作環(huán)境適應性強和可重復使用等多種優(yōu)勢。

因此，分析RFID技術(shù)現(xiàn)狀，并展望其未來無疑將非常重要。

2.研究現(xiàn)狀

當前RFID 的研究主要圍繞RFID 技術(shù)標準、RFID 標簽成本、RFID 技術(shù)和RFID 應用

系統(tǒng)等多個方面展開。

2.1 RFID 技術(shù)標準

RFID 的標準化是當前亟需解決的重要問題，各國及相關(guān)國際組織都在積極推進RFID 技術(shù)標準的制定。目前，還未形成完善的關(guān)于RFID 的國際和國內(nèi)標準。RFID 的標準化涉及標識編碼規(guī)范、操作協(xié)議及應用系統(tǒng)接口規(guī)范等多個部分。其中標識編碼規(guī)范包括標識長度、編碼方法等；操作協(xié)議包括空中接口、命令集合、操作流程等規(guī)范。當前主要的RFID 相關(guān)規(guī)范有歐美的EPC 規(guī)范、日本的UID（Ubiquitous ID）規(guī)范和ISO 18000系列標準。其中ISO 標準主要定義標簽和閱讀器之間互操作的空中接口。

EPC 規(guī)范由Auto-ID 中心及后來成立的EPCglobal 負責制定。Auto-ID 中心于1999年由美國麻省理工大學（MIT）發(fā)起成立，其目標是創(chuàng)建全球“實物互聯(lián)”網(wǎng)（internet ofthings），該中心得到了美國政府和企業(yè)界的廣泛支持。2003 年10 月26 日，成立了新的EPCglobal 組織接替以前Auto-ID 中心的工作，管理和發(fā)展EPC 規(guī)范。關(guān)于標簽，EPC 規(guī)范已經(jīng)頒布第一代規(guī)范。

UID（Ubiquitous ID）規(guī)范由日本泛在ID 中心負責制定。日本泛在ID 中心由T-Engine論壇發(fā)起成立，其目標是建立和推廣物品自動識別技術(shù)并最終構(gòu)建一個無處不在的計算環(huán)境。該規(guī)范對頻段沒有強制要求，標簽和讀寫器都是多頻段設備，能同時支持13.56MHz 或2.45GHz 頻段。UID 標簽泛指所有包含ucode 碼的設備，如條碼、RFID 標簽、智能卡和主動芯片等，并定義了9 種不同類別的標簽。

2.2 RFID 技術(shù)研究

當前，RFID 技術(shù)研究主要集中在工作頻率選擇、天線設計、防沖突技術(shù)和安全與隱私

保護等方面。

2.2.1工作頻率選擇

工作頻率選擇是RFID 技術(shù)中的一個關(guān)鍵問題。工作頻率的選擇既要適應各種不同應用需求，還需要考慮各國對無線電頻段使用和發(fā)射功率的規(guī)定。當前RFID 工作頻率跨越多個頻段，不同頻段具有各自優(yōu)缺點，它既影響標簽的性能和尺寸大小，還影響標簽與讀寫器的價格。此外，無線電發(fā)射功率的差別影響讀寫器作用距離。

低頻頻段能量相對較低，數(shù)據(jù)傳輸率較小，無線覆蓋范圍受限。為擴大無線覆蓋范圍，必須擴大標簽天線尺寸。盡管低頻無線覆蓋范圍比高頻無線覆蓋范圍小，但天線的方向性不強，具有相對較強的繞開障礙物能力。低頻頻段可采用1 至2 個天線，以實現(xiàn)無線作用范圍的全區(qū)域覆蓋。此外，低頻段電子標簽的成本相對較低，且具有卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀等多種形狀。高頻頻段能量相對較高，適于長距離應用。低頻功率損耗與傳播距離的立方成正比，

而高頻功率損耗與傳播距離的平方成正比。由于高頻以波束的方式傳播，故可用于智能標簽定位。其缺點是容易被障礙物所阻擋，易受反射和人體擾動等因素影響，不易實現(xiàn)無線作用范圍的全區(qū)域覆蓋。高頻頻段數(shù)據(jù)傳輸率相對較高，且通訊質(zhì)量較好。表1為RFID 頻段特性表。