射頻識別（RFID）技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望

天線特性還受天線周圍物體和環(huán)境的影響。障礙物會妨礙電磁波傳輸；金屬物體產(chǎn)生電磁屏蔽，會導(dǎo)致無法正確地讀取電子標(biāo)簽內(nèi)容；其他寬頻帶信號源，比加發(fā)動機(jī)、水泵、發(fā)電機(jī)和交直流轉(zhuǎn)換器等，也會產(chǎn)生電磁干擾，影響電子標(biāo)簽的正確讀取。如何減少電磁屏蔽和電磁干擾，是RFID 技術(shù)研究的一個重要方向。

2.2.3防沖突技術(shù)研究

鑒于多個電子標(biāo)簽工作在同一頻率，當(dāng)它們處于同一個讀寫器作用范圍內(nèi)時，在沒有采取多址訪問控制機(jī)制情況下，信息傳輸過程將產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致信息讀取失敗。同時多個閱讀器之間工作范圍重疊也將造成沖突。文獻(xiàn)提出了Colorwave 算法以解決閱讀器沖突問題。根據(jù)電子標(biāo)簽工作頻段之不同，人們提出了不同的防沖突算法。對于標(biāo)簽沖突，在高頻（HF）頻段，標(biāo)簽的防沖突算法一般采用經(jīng)典ALOHA 協(xié)議。使用ALOHA 協(xié)議的標(biāo)簽，通過選擇經(jīng)過一個隨機(jī)時間向讀寫器傳送信息的方法，來避免沖突。絕大多數(shù)高頻讀寫器能同時掃描幾十個電子標(biāo)簽。在超高頻（UHF）頻段，主要采用樹分叉算法來避免沖突。同采用ALOHA 協(xié)議的高頻頻段電子標(biāo)簽相比，樹分叉算法泄漏的信息較多，安全性較差。

上面兩種標(biāo)簽防沖突方法均屬于時分多址訪問（TDMA）方式，應(yīng)用比較廣泛。除此之外，目前還有人提出了頻分多址訪問（FDMA）和碼分多址訪問（CDMA）方式的防沖突算法，主要應(yīng)用于超高頻和微波等寬帶應(yīng)用場景。

2.2.4安全與隱私問題

RFID 安全問題集中在對個人用戶的隱私保護(hù)、對企業(yè)用戶的商業(yè)秘密保護(hù)、防范對RFID 系統(tǒng)的攻擊以及利用RFID 技術(shù)進(jìn)行安全防范等多個方面。面臨的挑戰(zhàn)是：

（1）保證用戶對標(biāo)簽的擁有信息不被未經(jīng)授權(quán)訪問，以保護(hù)用戶在消費(fèi)習(xí)慣、個人行蹤

等方面的隱私；

（2）避免由于RFID 系統(tǒng)讀取速度快，可以迅速對超市中所有商品進(jìn)行掃描并跟蹤變化，而被利用來竊取用戶商業(yè)機(jī)密；

（3）防護(hù)對RFID 系統(tǒng)的各類攻擊，如：重寫標(biāo)簽以竄改物品信息；使用特制設(shè)備偽造

標(biāo)簽應(yīng)答欺騙讀寫器以制造物品存在的假相；根據(jù)RFID 前后向信道的不對稱性遠(yuǎn)距離竊聽標(biāo)簽信息；通過干擾RFID 工作頻率實(shí)施拒絕服務(wù)攻擊；通過發(fā)射特定電磁波破壞標(biāo)簽等；

（4）如何把RFID 的唯一標(biāo)識特性用于門禁安防、支票防偽、產(chǎn)品防偽等。

2.3 RFID 應(yīng)用研究

基于RFID 標(biāo)簽對物體的唯一標(biāo)識特性，引發(fā)了人們對基于RFID 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究的熱潮。物流與實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前RFID 應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，其他應(yīng)用研究還包括空間定位與跟蹤、普適計算、系統(tǒng)安防等多個方面。

2.3.1物流與實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)

實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)是通過給所有物品貼上RFID 標(biāo)簽，在現(xiàn)有互連網(wǎng)基礎(chǔ)之上構(gòu)建所有參與流通的物品信息網(wǎng)絡(luò)。實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)的建立將對生產(chǎn)制造、銷售、運(yùn)輸、使用、回收等物品流通的各個環(huán)節(jié)，并將對政府、企業(yè)和個人行為帶來深刻影響。通過實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)，世界上任何物品都可以隨時隨地按需的被標(biāo)識、追蹤和監(jiān)控。實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)被視為繼Internet 后IT 業(yè)的又一次革命。

2.3.2空間定位與跟蹤

無線及移動通信設(shè)備的普及帶動了人們對位置感知服務(wù)的需求，人們需要確定物品的三維坐標(biāo)并跟蹤其變化?，F(xiàn)有的定位服務(wù)系統(tǒng)主要包括基于衛(wèi)星定位的GPS 系統(tǒng)、基于紅外線或超聲波的定位系統(tǒng)以及基于移動網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)。RFID 的普及為人與物體的空間定位與跟蹤服務(wù)提供了一種新的解決方案。RFID 定位與跟蹤系統(tǒng)主要利用標(biāo)簽對物體的唯一標(biāo)識特性，依據(jù)讀寫器與安裝在物體上的標(biāo)簽之間射頻通信的信號強(qiáng)度來測量物品的空間位置，主要應(yīng)用于GPS 系統(tǒng)難以應(yīng)用的室內(nèi)定位。

2.3.3普適計算

RFID 標(biāo)簽具有對物體的唯一標(biāo)識能力，可以通過與傳感器技術(shù)相結(jié)合，感知周圍物品和環(huán)境的溫度、濕度和光照等狀態(tài)信息，并利用無線通信技術(shù)方便地把這些狀態(tài)信息及其變化傳遞到計算單元，提高環(huán)境對計算模塊的可見度，構(gòu)建未來普適計算的基礎(chǔ)設(shè)施，讓計算無處不在，主動地、按需地為人們提供服務(wù)。

3 結(jié)論

RFID 將構(gòu)建虛擬世界與物理世界的橋梁?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，RFID 技術(shù)不僅會在各行各業(yè)被廣泛采用，最終RFID 技術(shù)將會與普適計算技術(shù)相融合，對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

作為全球的制造業(yè)基地，中國將是未來全球最大的RFID 應(yīng)用市場。這對于國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)將是一次難得的機(jī)遇。目前，我國在RFID 芯片、RFID 系統(tǒng)安全等核心技術(shù)方面的研究幾乎還是空白，在RFID 應(yīng)用方面也還處于起步階段。但是可以相信，在政府推動、企業(yè)參與的環(huán)境下，在龐大市場空間的吸引下，在中國會有越來越多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)參與RFID 技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，會有更多的企業(yè)利用RFID 技術(shù)進(jìn)行企業(yè)信息化改造。中國將不僅主導(dǎo)RFID 技術(shù)的應(yīng)用市場，也應(yīng)該成為RFID 技術(shù)的全球研發(fā)中心。