劉立彪RFID應(yīng)用研

1、作者:日期:RFID應(yīng)用研究一，緒論 3二,RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 4（一）RFID應(yīng)用現(xiàn)狀41國外應(yīng)用現(xiàn)狀42國內(nèi)現(xiàn)狀5（二）RFID發(fā)展方向5三，RFID技術(shù)的主要應(yīng)用 5（一）現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理 6（二）生產(chǎn)管理和過程控制 6（三）公共安全 6（四）交通管理 6（五）移動追蹤 7四，RFID技術(shù)在應(yīng)用中存在的主要問題分析 7（一 ）隱私問題7（二 ）安全性問題7（三）電子標簽與相關(guān)設(shè)備價格偏高 7（四）RFID標準問題8五，加速RFID技術(shù)推廣的策略探討 8（一）安全性問題的解決方案 9（二）電子標簽與相關(guān)設(shè)備價格偏高解決方案 9（三）RFID標準問題解決方案 9結(jié)語9參考文獻 9致謝

2、 10一，緒論RFID被譽為本世紀十大重要項目之一，所以各國無不全力發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計， 過去十年，就有超過6000多種關(guān)于RFID的專利申請。美國已經(jīng)在 RFID標準的 建立，相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域走在世界的前列。歐洲標準追隨美國的 EPCGLOB/標準。日本雖然已經(jīng)提出UID標準，但主要得到本國廠商的支持，要 成為國際標準還有很長距離，RFID在韓國得到了重視，政府給予支持.當(dāng)前，我 國RFID市場大項目寥寥可數(shù)，例如鋼瓶，安全瓶防偽，集裝箱防偽，身份證件防 偽等。RFID技術(shù)的發(fā)展，一方面是受到了應(yīng)用需求的驅(qū)動，另一方面RFID的應(yīng)用 使應(yīng)用需求得到擴展。十大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點領(lǐng)域分別是

3、智能電網(wǎng)、智能交通、 智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測、工業(yè)與自動化控制、醫(yī)療健康、精細農(nóng) 牧業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、國防軍事。 RFID 應(yīng)用很廣泛如圖書館，高速公路收費系 統(tǒng)，車輛自動識別系統(tǒng)，數(shù)字化校園系統(tǒng)，食品安全監(jiān)督等領(lǐng)域。關(guān)鍵詞： RFID 標準RFID known as one of ten important of the century, so the full development of all countries, according to statistics, over the past decade alone, more than 6， 000 kinds of p

4、atent applications on RFID. The United States has established the standard in RFID and related hardware and software technology development ， applications take the forefront in the world 。 EPCGLOBAL European standards follow the U.S 。 standards. Although Japan has proposed UID standards, but mainly

5、by the support of domestic firms to become the international standard is still a long distance ， RFID received attention in South Korea, the government support. At present ， China's RFID market ， only a few large projects, such as cylinders, bottles of anti-counterfeiting security ， container se

6、curity, identity security and so on。 RFID technology, one is driven by application requirements, on the other hand the application of RFID application needs to be expanded 。 Top Ten Things the application areas of focus are the smart grid, smart transportation, smart logistics ， smart home, environm

7、ent and safety testing, industrial and automation control ， medical and health ， fine agricultural, financial and services ， national defense and military. Very wide range of RFID applications such as libraries, highway toll systems ， automatic vehicle identification systems, digital campus system,

8、the field of food safety supervision 。 本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途文檔為個人收集整理 , 來源于網(wǎng)絡(luò)， RFID 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀（一）RFID應(yīng)用現(xiàn)狀盡管RFID技術(shù)已出現(xiàn)多年，在很多領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景，但仍然 有很多因素制約著技術(shù)的發(fā)展。由于 RFID被譽為本世紀十個重大的技術(shù)項目之 一，所以各個國家無不全力發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計,在過去十幾年里，關(guān)于RFID技術(shù)的專 利就已經(jīng)申請了 8000 多項。1國外應(yīng)用現(xiàn)狀全球范圍來看，美國已經(jīng)在RFID技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著成果，例如 RFID標 準設(shè)立 , 相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域在世界走在前列。歐洲標

9、準追隨美國 的 epcglobal 標準. 日本雖然已經(jīng)提出 uid 標準，但主要得到本國廠商的支持， 要成為國際標準還有很長距離，RFID在韓國得到了重視，政府給予支持.在歐洲，歐洲的 philips 公司， st 微電子公司正在積極開發(fā)廉價 RFID 芯 片；checkpoint公司在開發(fā)支持多系統(tǒng)的 RFID識別系統(tǒng);諾基亞正在開發(fā)移動 電話購物系統(tǒng)；sap公司正積極開發(fā)支持 RFID企業(yè)管理應(yīng)用軟件.應(yīng)用方面，歐 洲在交通，身份識別 , 生產(chǎn)線自動化控制，物資跟蹤系統(tǒng)跟美國處于同一階段。在美國，ti公司,in tel公司等集成電路廠商都投巨資在 RFID芯片領(lǐng)域。 在物流方面，美國已有

10、幾百家企業(yè)承諾支持RFID應(yīng)用，值得關(guān)注的是，美國政府是RFID的積極推動者。按照國防部合同規(guī)定，2004年10月1或2005年月1, 所有的軍需用品都要用射頻標簽 ; 美國食品和藥物管理局建議制藥廠從 2006 年 起跟蹤最易造假的藥品；美國社會安全局于2005年年初正式使用RFID追蹤表格 與手冊.2 國內(nèi)現(xiàn)狀當(dāng)前，我國RFID市場大項目寥寥可數(shù)，例如鋼瓶，安全瓶防偽，集裝箱防 偽，身份證件防偽等 .RFID 技術(shù)的發(fā)展 , 一方面是受到了應(yīng)用需求的驅(qū)動，另一 方面RFID的應(yīng)用使應(yīng)用需求得到擴展。十大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重點領(lǐng)域分別是智能 電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測、工業(yè)

11、與自動化控制、 醫(yī)療健康、精細農(nóng)牧業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、國防軍事。RFID應(yīng)用很廣泛如圖書館，高速公路收費系統(tǒng)， 車輛自動識別系統(tǒng)， 數(shù)字化校園系統(tǒng)， 食品安全監(jiān)督等領(lǐng)域。隨著 RFID 重要性的日益體現(xiàn)，我國政府也希望在這方面有所發(fā)展 .2004 年，我國國家標準化管理委員會宣布成立“電子標簽”國家標準工作組，負責(zé)起 草, 制定我國國家“電子標簽”的國家標準。（二）RFID發(fā)展方向RFID 的發(fā)展得益于多項技術(shù)的綜合發(fā)展，其關(guān)鍵技術(shù)是：芯片技術(shù)，無 線技術(shù) , 無線收發(fā)技術(shù)，數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)，電磁傳播技術(shù)。1 RFID 電子標簽方面， 電子標簽的芯片成本更低 , 功耗更低，無緣標簽， 半無緣標

12、簽技術(shù)的日益成熟。距離更遠 , 無限可讀寫性能更加完善，并且能識別 高速移動的物體，具有快速可讀寫功能 , 一致性更好。與此同時，在強場下的保 護能力也更加完善，智能性更強，成本更低 .2 RFID 閱讀器方面 , 多功能讀寫器包括與條形碼識別集成 , 無線數(shù)據(jù)傳 輸，脫機工作等將被更廣泛的應(yīng)用。同時智能多端口，多種數(shù)據(jù)接口 , 多制式兼 容. 讀寫器會朝著便攜式，小型化 , 模塊化方向發(fā)展 , 成本更廉價 , 應(yīng)用范圍更廣 泛。3在RFID系統(tǒng)種類方面，低頻的系統(tǒng)具有更高的智能，安全特性，高頻遠 距離系統(tǒng)將更加完善，成本更低；無芯片系統(tǒng)得到逐步應(yīng)用 .4在RFID標準化方面，與RFID標準相

13、關(guān)的基礎(chǔ)性能研究更加深入,成熟; 并形成,發(fā)布的標準被更多的RFID企業(yè)所接受。不同制造商生產(chǎn)系統(tǒng)，模塊可替 代性更好，更為普及。射頻識別技術(shù)在未來發(fā)展中， 再結(jié)合其他高新技術(shù)實現(xiàn)從單一功能識別到 多功能識別方向發(fā)展的同時，將與現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)一道實現(xiàn)跨區(qū)域 , 跨行業(yè)應(yīng)用 .三，RFID技術(shù)的主要應(yīng)用（ 一）現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理電子標簽技術(shù)應(yīng)用在物品的流通環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)物品跟蹤與信息共享 , 徹底改變了傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理模式， 提高企業(yè)運行效率。 具體應(yīng)用方向包括倉儲 管理，物流配送，零售管理，集裝箱運輸，郵政業(yè)務(wù)等 。目前我國大部分企業(yè) 還是依靠傳統(tǒng)的商品條形碼進行管理和識別， 與傳

14、統(tǒng)的條形碼相比， 電子標簽具 有讀取信息速度快， 抗污染能力和耐久性較強， 可重復(fù)使用 , 數(shù)據(jù)的記憶容量大， 可穿透性和無屏障讀取信息安全性高等特點 . 近年來 , 一些大型企業(yè)認識到電子 標簽在物流和供應(yīng)鏈方面管理的優(yōu)勢， 幫助企業(yè)大幅提高貨物 , 信息管理的效率， 還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián)，從而更加準確地接收反饋信息 , 控制需求信 息，優(yōu)化整個供應(yīng)鏈。二）生產(chǎn)管理和過程控制用RFID技術(shù)在生產(chǎn)流水線上（汽車制造、家電生產(chǎn)、紡織服裝等）可以實 現(xiàn)自動控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)率 , 改進生產(chǎn)方式，節(jié)約生產(chǎn)成本例如：德國寶 馬汽車公司在裝配流水線上應(yīng)用射頻技術(shù)， 盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制

15、的汽車: 用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項中 , 選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎 式樣等然后 , 根據(jù)用戶提出的要求式樣定制生產(chǎn)因此，汽車裝配流水線上必 須可以裝配上百種式樣的寶馬汽車 寶馬公司的做法是： 在其裝配流水線上配上 RFlD 系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的電子標簽該電子標簽上帶有汽車所需的所有詳 細的要求，在每個工作點處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個流水線位置 , 能準確地完成裝配任務(wù)（三）公共安全在公共安全領(lǐng)域可以通過應(yīng)用 RFID 技術(shù)加強管理具體方向包括醫(yī)藥衛(wèi) 生食品安全危險品管理防偽安全煤礦安全電子證照動物標識， 涉及公共衛(wèi)生安全 門禁管理等我國的第二代居民身份證其實就是一

16、種電子標簽采用的標準是iso14443typeb 協(xié)議第二代居民身份證與第一代居民身份證比較， 克服了不能機 讀, 防偽造和防變造性能差等方面的缺點。此外，第二代居民身份證可以與閱讀身份證的機具進行相互認證， 通過機讀信息進行安全性確認， 實現(xiàn)現(xiàn)代化人口信 息管理. 電子標簽具有成本低和難以偽造等特點，在商品上使用電子標簽，可以 有效制止假冒偽劣商品。 如中國鐵路車號識別系統(tǒng)在投入應(yīng)用期間在 55 萬節(jié)車 廂上安裝了電子標簽 較好地杜絕了“以舊換新”等侵吞國家財產(chǎn)的行為 . 上海市 將電子標簽用于氣瓶防偽， 在電子標簽中存儲氣瓶的出廠日期， 報廢日期， 等信 息有效地避免了氣瓶超期服役現(xiàn)象。（

17、四）交通管理利用 RFID 技術(shù)對高速移動物體識別的特點 , 可以對運輸工具進行快速有 效的定位與統(tǒng)計， 方便對車輛的管理和控制 。具體應(yīng)用方向包括公共交通票證， 不停車收費車輛管理及鐵路機車車輛相關(guān)設(shè)施管理等。 例如高速公路自動收費 系統(tǒng)是中國在射頻識別技術(shù)方面最成功的應(yīng)用之一。 佛山市政府是我國第一個在 高速公路安裝自動收費系統(tǒng)的單位， 整個系統(tǒng)主要用于自動收取路橋費以提高車 輛通過率，緩解公路交通瓶頸 . 讀寫設(shè)備可以在過往車輛時速達 250 公里情況 下用少于 0。5 毫秒的時間正確讀取識別車輛信息 并且正確率達 99。95 其后是 上海市在高速公路上也安裝了基于 RFID 的自動收取

18、養(yǎng)路費系統(tǒng)。 其他各省市 也陸續(xù)有自動收費項目實施。 高速公路實施項目后，可在高速公路不同地段設(shè) 計安裝讀寫器， 實現(xiàn)高速公路對過往車輛的全程監(jiān)控， 另一方面在收費站實現(xiàn)不 停車收費，節(jié)省過往車輛的排隊交費時間，充分發(fā)揮了高速公路作用。（ 五 ） 移動追蹤利用攜帶在某個移動物體上的 RFID 標簽中的信息實現(xiàn)對物體的追蹤目 前，美國的一些醫(yī)院已經(jīng)將 RFID標簽應(yīng)用于新生嬰兒的護理中通過 RFID）標 簽?zāi)苡行Т_認新生兒的身份， 防止嬰兒的誤領(lǐng) 另外，利用標簽可以監(jiān)控嬰兒在 醫(yī)院的行蹤， 一旦發(fā)現(xiàn)嬰兒離開監(jiān)控有效區(qū)， 系統(tǒng)將會報警， 從而防止陌生人未 經(jīng)允許帶走小孩醫(yī)院還可以使用標簽追蹤醫(yī)療設(shè)

19、備和儀器的移動情況, 進行有效管理圖書館也可以利用標簽，有效管理大量圖書 , 對圖書進行規(guī)整分類四 ,RFID 技術(shù)在應(yīng)用中存在的主要問題分析一） 隱私問題隨著RFID逐漸廣泛使用，隱私問題越來越得到人們的關(guān)注很多企業(yè)在 使用RFID標簽追蹤商品流向的同時，也在無意中泄漏了顧客隱私因為在購買 物品時他們的身份已經(jīng)與物品鏈接， 一旦再次通過某些商場或中心時， 自己的身 份就有可能被嵌入在服裝或隨身物品上的RFID標簽泄漏.像RFID標簽這種基于無線傳輸技術(shù)的產(chǎn)品存在一個與生俱來的缺點， 那就是它通過不可見的無線信道 進行信息交換， 因此很難判斷標簽在什么時候向外發(fā)送信息 如果很多商品上都 貼有R

20、FID標簽，從商店的角度來說，管理商品很方便，不管是分類還是快速收費 或防止盜竊都很容易但一旦商品出售后，若附在上面的 RFID 標簽沒有去掉 , 買主的身份就很容易被泄漏（ 二）安全性問題安全性是另一個倍受使用者關(guān)注的問題.例如,一些公司采用RFID技術(shù)對 貨物的供應(yīng)鏈進行管理， 其他競爭對手能通過貨物上的標簽追蹤到貨物的行蹤及 貨物種類同樣，一些帶有與用戶金融信息有關(guān)的設(shè)備如果使用了 RFID 標簽, 那么與用戶帳戶相關(guān)的信息也應(yīng)該得到保護（三） 電子標簽與相關(guān)設(shè)備價格偏高對于預(yù)算普遍有限的圖書館而言 ,RFID 設(shè)備的實施成本偏高現(xiàn)在普通圖 書館使用的無源電子的價格為 10 美分到 20

21、 美分, 而條形碼的成本價格還不到 1美分此外，RFID設(shè)備也相當(dāng)昂貴一臺電子標簽閱讀器需要約5000美元，一套自助還書設(shè)備約3500美元深圳圖書館新館開通僅更換 RFID標簽就花費1000余萬 元，后續(xù)配套設(shè)備的投入更是多達數(shù)千萬元， 昂貴的設(shè)備價格和實施成本讓國內(nèi) 圖書館望而卻步， 這也成為目前阻礙 RFID 技術(shù)在國內(nèi)圖書館大規(guī)模推廣的重要 因素。（四）RFID標準問題目前,RFID行業(yè)標準以及相關(guān)產(chǎn)品標準還不統(tǒng)一，電子標簽迄今為止仍沒有形成一個全球統(tǒng)一的標準，這也使 RFID 產(chǎn)品互不兼容，阻礙了未來 RFID 產(chǎn) 品的互通和發(fā)展因此， 標準的統(tǒng)一和相互兼容成為當(dāng)前重要而緊迫的問題我國

22、目 前也正在加緊 RFID 標準的測試和制定。目前全球有三大RFID標準陣營歐美的EPCGLOBA日本的UID:和 IS0/IEC18000。他們各自推出了自己的系列標準這給的大范圍應(yīng)用帶來了困難這 三個標準相互之間并不兼容主要差別在通訊方式， 防沖突協(xié)議和數(shù)據(jù)格式這三個 方面這三個系列標準都按照的工作頻率分為多個部分。 ISO/IEC18000 標準是最 早開始制定的關(guān)于 RFID 的國際標準按頻段被劃分為 7 個部分目前支持 ISO/IEC標準的RFID產(chǎn)品最多相對也最成熟 。ISO/IEC是由UCC和EAN兩大組 織聯(lián)合成立（這兩大組織打造的條碼識別系統(tǒng)在全球有極為權(quán)威和成熟的市場） ，

23、 旗下有沃爾瑪集團英國 tesco 等企業(yè)還有微軟飛利浦 autolab 等公司提供技術(shù)支 持同時吸收了麻省理工autolab的研究成果后推出的epc系列標準而日本的泛在 中心：一直致力于本國RFID標準的產(chǎn)品開發(fā)和推廣拒絕米用美國的EPC編碼標準但是迫于和美國UHF頻段RFID產(chǎn)品互通的壓力日本也開始考慮和 EPC標準 兼容。 RFID 的低頻系統(tǒng)主要用于短距離低成本的應(yīng)用中如多數(shù)的門禁控制校園 卡煤氣表水表等高頻系統(tǒng)則用于需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)超高頻系統(tǒng)應(yīng)用于 需要較長的識讀距離和高速度的場合在火車監(jiān)控高速公路收費等系統(tǒng)中應(yīng)用另 外值得一提的是在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用 EPCglobal 規(guī)定用

24、于 epc 的載波頻率為 13.56MHZ和860MHZ兩個頻段其中13.56頻率采用的標準原型是ISO/IEC15693 已經(jīng)收入到 ISO/IEC18000 中圖書館通常使用這個標準但服務(wù)距離較短而 860 頻段的應(yīng)用則較復(fù)雜國際上各國采用的頻率不同歐洲為869MHZ美國為915MHZ而我國這一頻段由于被GSM CDMA機等占用目前仍然待定 . 個人收集整理，勿做商業(yè)用 途文檔為個人收集整理 , 來源于網(wǎng)絡(luò)五,加速RFID技術(shù)推廣的策略探討EPCglobal 公司提出了一個方案，采用“ kill switches ”技術(shù) , 可以在貼 有RFID標簽的物品完成交易后，通過激活開關(guān)，將標簽置

25、人死鎖狀態(tài)，那么標 簽就不再向外發(fā)送信號.同樣,RSA公司也開發(fā)了一種阻塞器標簽（bloking tag ）, 它利用了 EPCglobal公司提出的防碰撞協(xié)議實際上，很多因為RFID標簽所涉及到的隱私問題都是可以解決的由于現(xiàn)有RFID識別技術(shù)的限制，標簽的識別距離還十分有限， 要做到在遠離某人視距范圍的汽車或大樓中通過讀寫器來讀取 某人的標簽信息基本上是不可能的 并且，微弱射頻信號在障礙物的阻擋下也會 使讀寫器無法識別，因此,RFID技術(shù)應(yīng)該是安全的但在有些情況下，如在通過 門禁系統(tǒng)或付費系統(tǒng)時， 用戶的個人信息及相關(guān)信息都有可能泄漏 隨著天線技 術(shù)和 IC 技術(shù)的發(fā)展，遠距離識別終會成為現(xiàn)

26、實，建立一種能有效保護隱私的機 制是必不可少的（ 一）安全性問題的解決方案研究人員提出了一些加密算法 , 用于標簽對讀寫器實現(xiàn)身份認證，只對通 過身份認證的讀寫器傳送信息 在認證過程中， 標簽需要記錄通過認證的讀寫器 的 ID 號，讀寫器也應(yīng)以廣播的形式向標簽發(fā)送 ID 號為了保證自身 ID 號不被 其他攻擊者截獲， 讀寫器與標簽之間必須實現(xiàn)加密傳送 一旦標簽對讀寫器的認 證沒有通過， 標簽將拒絕傳送所存儲的信息 但是，這種帶密鑰的認證策略同樣 會受到中間人扮演攻擊、放攻擊等方式的攻擊（二）電子標簽與相關(guān)設(shè)備價格偏高解決方案成本居高不下這是電子標簽?zāi)壳白钪旅娜秉c。 僅電子標簽一項在日本的 制

27、作成本就達到十幾元人民幣， 而條形碼標簽的單位成本只有 0.3 元目前全球電 子標簽的年需求量大約是 3000萬片而只有需求量超過 30 億片后價格才能降到 6 美分。（三）RFID標準問題解決方案目前，美國，歐盟及其他國家分別采用不同標準 , 也就是說，統(tǒng)一標準是 迫切需要的，但是那是一個漫長的過程。結(jié)語9 月 8日，工信部電子科技委副主任張琪在 2010年中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)品 與儀器儀表發(fā)展論壇上表示，2009年中國RFID產(chǎn)值超過85億元，預(yù)計2010年 將超過120億元。她表示，隨著RFID的發(fā)展不斷拓展,2009年在世博,智能交通， 物流，食品，電力得到新的應(yīng)用。多年來，RFID產(chǎn)業(yè)已從政府需求向市