RFID射频技术.docx

1、RFID射频技术目录1、什么叫射频识别RFID？ 22、RFID的组成 33、RFID工作频段 34、射频信号对物体的穿透能力 55、RFID与其他系统的比较 56、RFID的技术特点 67、电子标签 78、RFID分类 79、RFID 技术主要应用 82. 1 现代物流与供应链管理 82. 2 公共安全 92. 3 生产管理和过程控制 102. 4 交通管理 112. 5 移动追踪 1110 RFID 面临的问题与挑战 123. 1 隐私问题 123. 2 安全性问题 133. 3 RFID 融合问题 131、什么叫射频识别RFID？ 射频识别是无线电频率识别（Radio Frequency

2、 Identification ，RFID）的简称，即射频识别，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。 RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个阅读器（或询问器）和很多标签（或应答器）组成。 RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点，可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域，被公认为二十一世纪十大重要技术之一

3、。2、RFID的组成最简单的RFID系统：由标签（Tag）、阅读器（Reader）及天线（Antenna）组成，实际应用时需与计算机及应用系统（数据管理系统）相结合。3、RFID工作频段(1)低频(LF，频率范围为30300 kHz):工作频率低于135 kHz，最常用的是125 kHz。 (2)高频(HF，频率范围为330 MHz):工作频率为13.56 MHz7 kHz。(3)特高频（UHF，频率范围为300 MHz3 GHz）：工作频率为433 MHz，866960 MHz和2.45 GHz; (4)超高频（SHF，频率范围为330 GHz）：工作频率为5.8 GHz和2.4 GHz，但

4、目前2.4 GHz基本没有采用。4、射频信号对物体的穿透能力5、RFID与其他系统的比较6、RFID的技术特点 (1)非接触式，中远距离工作 (2)大批量、由读写器快速自动读取 (3)信息量大、可以细分单品 (4)芯片存储，可多次读取 (5)可以与其他各种传感器共同使用阅读器阅读器天线7、电子标签电子标签是RFID主要核心部件，也称射频卡，用于存储物体的识别信息。内部包含一个电子芯片和一个微型天线。每个芯片都含有唯一的识别码，在实际的应用中，射频标签粘贴在待识别物体的表面。8、RFID分类按供电方式分 :有源 (Active) 标签和无源 (Passive)标签按工作频率分:低频(LF)标签、

5、高频(HF)标签、超高频(UHF)标签和微波(MW)标签按通信方式分:主动式标签(TTF)和被动式标签(RTF)。按标签读写分:只读(R/O)标签、读写(R/W)标签和CPU标签。9、RFID 技术主要应用目前 ,RFID 的应用已经非常广泛 ,高速公路自动收费及交通管理 ,门禁保安 ,RFID 卡收费 ,生产线自动化 ,仓储管理 ,汽车防盗 ,电子物品监视系统 ,畜牧管理与动物识别 ,火车和汽车运输集装箱的识别 ,运动计时 ,军事物流上的应用等。下面介绍 RFID 的几个典型应用2. 1 现代物流与供应链管理RFID 技术应用在物品的流通环节 , 可以实现物品跟踪与信息共享 ,彻底改变了传统

6、的供应链管理模式 ,提高企业运行效率. 具体应用方向包括仓储管理、物流配送、零售管理、集装箱运输、邮政业务等. 例如 :全球最大的连锁零售商沃尔玛就已提出采用 RFID 电子标签系统 , 要求它的供应商在包装上开始采用 RFID技术. 由于 RFID 技术的最大特点就是可以同时识别多个电子标签 ,阅读时间快 ,所以去超市进行大量商品采购 , 通过收银台时 , 只需停留数秒钟 , 而不用将商品一件件去阅读 ,大大地缩短了结帐排队的等候时间 ,只需直接付费. 若与超市系统有对接的购物卡 ,那就更方便了 , 此时 , 只要将卡在阅读器上轻轻一放 , 就能自动扣款. 对超市来说 ,更便于管理 ,超市可

7、在系统中设定一个商品数 ,当商品已售则会实时扣除已售商品 ,若货物少于设定数 ,会自动提醒超市管理者 ,以便及时补货 ,实现超市商品的进销存管理。近年来 , RFID 技术已经成功地应用于美军后勤的物流管理 ,无论是在物资采购中、运输途中、还是在某个仓库存储中 ,通过该系统 ,各级指挥人员都可以实时掌握物流所有信息. RFID 接收发送装置通常安装在运输线检查站以及仓库、车站、码头、机场等关键节点上. 接收装置收到 RFID 标签信息后 ,连同接收地的位置信息 ,传送给后勤调度管理中心 ,同时存入中心信息数据库. 无论军用物资处于采购、运输、仓储、使用、维修的任何环节 ,各级指挥人员都可以实时

8、掌握其信息和状态. RFID 可以极快的速度在读/ 写器和电子标签之间采集和交换数据并有极强的信息保密性 ,这对于军事物流要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。2. 2 公共安全在公共安全领域可以通过应用 RFID 技术加强管理 ,具体方向包括医药卫生、食品安全、危险品管理、防伪安全、煤矿安全、电子证照、动物标识 (涉及公共卫生安全) 、门禁管理等. 我国的第二代居民身份证就是一种电子标签 ,可以与阅读身份证的机具进行相互认证 ,通过机读信息进行安全性确认 ,实现现代化人口信息管理. 门禁保安系统均可应用射频卡 ,一卡可以多用. 比如 ,可以用作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡

9、等 ,目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等. 这样可以简化出入手续、提高工作效率和安全保护. 安全级别要求高的地方还可以结合其他识别方式 ,将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡. RFID 技术也可以用于汽车防盗 ,将含有特定码字的射频卡封装到汽车钥匙当中 ,在汽车上装有读/ 写器 ,当钥匙插入到点火器中时 ,读/写器能够辨别钥匙的身份. 如果读/ 写器接收不到射频卡发送来的特定信号 ,汽车的引擎将不会发动。2. 3 生产管理和过程控制用 RFID 技术在生产流水线上 (汽车制造、家电生产、纺织服装等) 可以实现自动控制、监视 , 提高生产率 ,改进生产方式 ,节约生产成本. 例如 :德国宝马

10、汽车公司在装配流水线上应用射频技术 , 尽可能大量地生产用户定制的汽车 : 用户可以从上万种内部和外部选项中 ,选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等. 然后 ,根据用户提出的要求式样定制生产. 因此 ,汽车装配流水线上必须可以装配上百种式样的宝马汽车. 宝马公司的做法是 :在其装配流水线上配上 RFID 系统 ,使用可重复使用的电子标签. 该电子标签上带有汽车所需的所有详细的要求 , 在每个工作点处都有读写器 , 这样可以保证汽车在各个流水线位置 ,能准确地完成装配任务.2. 4 交通管理利用 RFID 技术能够对高速移动物体识别的特点 ,可以对运输工具进行快速有效的定位与统计 , 方便

11、对车辆的管理和控制. 具体应用方向包括公共交通票证、不停车收费、车辆管理及铁路机车、车辆、相关设施管理等. 例如 :高速公路自动收费系统是国内在射频识别技术方面最成功的应用之一. RIFD 读写设备可以在过往车辆时速达 250 公里情况下用少于 0. 5 毫秒的时间正确读取识别车辆信息 ,并且正确率达 99. 95 %.高速公路实施 RFID 项目后 ,可在高速公路不同地段设计安装 RFID 读写器 ,实现高速公路对过往车辆的全程监控 ; 另一方面在收费站实现 RFID 不停车收费 ,节省过往车辆的排队交费时间 , 充分发挥了高速公路作用.2. 5 移动追踪利用携带在某个移动物体上的 RFID

12、 标签中的信息实现对物体的追踪. 目前 ,美国的一些医院已经将RFID 标签应用于新生婴儿的护理中. 通过 RFID) 标签能有效确认新生儿的身份 ,防止婴儿的误领. 另外 ,利用标签可以监控婴儿在医院的行踪 ,一旦发现婴儿离开监控有效区 ,系统将会报警 ,从而防止陌生人未经允许带走小孩. 医院还可以使用标签追踪医疗设备和仪器的移动情况 ,进行有效管理. 图书馆也可以利用标签 ,有效管理大量图书 ,对图书进行规整分类.10 RFID 面临的问题与挑战RFID 技术的应用很广 ,发展速度很快 ,但也面临着一些问题和挑战 ,主要表现在以下方面：3. 1 隐私问题随着 RFID 逐渐广泛使用 ,隐私

13、问题越来越得到人们的关注. 很多企业在使用 RFID 标签追踪商品流向的同时 ,也在无意中泄漏了顾客隐私. 因为在购买物品时他们的身份已经与物品链接 ,一旦再次通过某些商场或中心时 ,自己的身份就有可能被嵌入在服装或随身物品上的 RFID 标签泄漏.像 RFID 标签这种基于无线传输技术的产品存在一个与生俱来的缺点 ,那就是它通过不可见的无线信道进行信息交换 ,因此很难判断标签在什么时候向外发送信息. 如果很多商品上都贴有 RFID 标签 ,从商店的角度来说 ,管理商品很方便 ,不管是分类还是快速收费或防止盗窃都很容易. 但一旦商品出售后 ,若附在上面的 RFID 标签没有去掉 ,买主的身份就

14、很容易被泄漏.为了解决上述问题 ,EPCglobal 公司提出了一个方案 ,采用 “ kill switches”技术 ,可以在贴有 RFID 标签的物品完成交易后 ,通过激活开关 ,将标签置入死锁状态 ,那么标签就不再向外发送信号. 同样 ,RSA 公司也开发了一种阻塞器标签 (bloking tag) ,它利用了 EPCglobal 公司提出的防碰撞协议.实际上 ,很多因为 RFID 标签所涉及到的隐私问题都是可以解决的. 由于现有 RFID 识别技术的限制 ,标签的识别距离还十分有限 ,要做到在远离某人视距范围的汽车或大楼中通过读写器来读取某人的标签信息基本上是不可能的. 并且 ,微弱射

15、频信号在障碍物的阻挡下也会使读写器无法识别 ,因此 ,RFID 技术应该是安全的. 但在有些情况下 ,如在通过门禁系统或付费系统时 ,用户的个人信息及相关信息都有可能泄漏. 随着天线技术和 IC 技术的发展 ,远距离识别终会成为现实 ,建立一种能有效保护隐私的机制是必不可少的.3. 2 安全性问题安全性是另一个倍受使用者关注的问题. 例如 ,一些公司采用 RFID 技术对货物的供应链进行管理 ,其他竞争对手能通过货物上的标签追踪到货物的行踪及货物种类. 同样 ,一些带有与用户金融信息有关的设备如果使用了 RFID 标签 ,那么与用户帐户相关的信息也应该得到保护.为此 ,研究人员提出了一些加密算

16、法 ,用于标签对读写器实现身份认证 ,只对通过身份认证的读写器传送信息. 在认证过程中 ,标签需要记录通过认证的读写器的 ID 号 ,读写器也应以广播的形式向标签发送 ID号. 为了保证自身 ID 号不被其他攻击者截获 ,读写器与标签之间必须实现加密传送. 一旦标签对读写器的认证没有通过 ,标签将拒绝传送所存储的信息. 但是 ,这种带密钥的认证策略同样会受到中间人扮演攻击、重放攻击等方式的攻击.3. 3 RFID 融合问题RFID 技术面临的另一个问题是如何将 RFID 技术融合到现有系统中. 很多研发部门都希望通过 RFID中间件解决这个问题 ,通过中间件提供的接口 ,将 RFID 系统与已有的后端系统相连. 中间件