射頻識別（RFID）技術研究現(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信息的技術。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)。隨著技術的進步，RFID 應用領域日益擴大，現(xiàn)已涉及到人們日常生活的各個方面，并將成為未來信息社會建設的一項基礎技術。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 等在內的各家企業(yè)都對RFID 技術及其應用表現(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 技術標準、RFID 標簽成本、RFID 技術和RFID 應用

系統(tǒng)等多個方面展開。

2.1 RFID 技術標準

RFID 的標準化是當前亟需解決的重要問題，各國及相關國際組織都在積極推進RFID 技術標準的制定。目前，還未形成完善的關于RFID 的國際和國內標準。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并最終構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 技術研究

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

保護等方面。

2.2.1工作頻率選擇

工作頻率選擇是RFID 技術中的一個關鍵問題。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，且通訊質量較好。表1為RFID 頻段特性表。