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一．技术简介1.概念射频识别，RFID（RadioFrequencyIdentification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入建筑锁住的部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐隐私忧。2.结构RFID系统分为应答器（标签）和阅读器两个部分。应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式RFID读写器或固定式读写器。应用软件系统：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。3.射频识别标签的类别依据标签内部供电有无，RFID标签分为被动式、半被动式（也称作半主动式）、主动式三类。被动式：被动式标签没有内部供电电源，其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动，这些电磁波是由RFID读取器发出的。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读取器发出数据。这些数据不仅包括ID号（全球惟一代码），还可以包括预先存在于标签内EEPROM(电可擦拭可编程只读内存)中的数据。由于被动式标签具有价格低廉，体积小巧，无需电源等优点。目前市场所运用的RFID标签以被动式为主。然而，为了使被动式标签工作，必须将其照射在约三倍于信号传输能量级的环境中，这导致了干涉和辐射问题。被动式射频标签借由读取器发射出的电磁波获得能量，并回传相对应的反向散射信号至读取器。然而在传播路径衰减的环境下，限制了标签的读取距离。半被动式：一般而言，被动式标签的天线有两种作用：1.接收读取器所发出的电磁波，藉以驱动标签内的IC。2.标签回传信号时，需要借由天线的阻抗作信号的切换，才能产生0与1的数字变化。关键是，想要有最好的回传效率的话，天线阻抗必须设计在“开路与短路”，这样又会使信号完全反射，无法被标签的IC接收，半主动式的标签设计就是为了解决这样的问题。半主动式的规格类似于被动式，只不过它多了一颗小型电池，电力恰好可以驱动标签内的IC，若标签内的IC仅收到读取器所发出的微弱信号，标签还是有足够的电力将标签内的内存资料回传到读取器。这样的好处在于，半主动式标签的内建天线不会因读取器电磁波信号强弱，而无法执行任务，并自有足够的电力回传信号。相较之下；半主动式标签，比被动式标签在反应上速度更快，距离更远及效率更好。主动式：与被动式和半被动式不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部IC所需电源以产生对外的信号。一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和可容纳较大的内存容量可以用来储存读取器所传送来的一些附加讯息。主动式与半被动式标签差异为：主动式标签可借由内部电力，随时主动发射内部标签的内存资料到读取器上。主动式标签又称为有源标签，内建电池，可利用自有电力在标签周围形成有效活动区，主动侦测周遭有无读取器发射的呼叫信号，并将自身的资料传送给读取器。4.工作原理RFID技术的基本工作原理并不复杂：无线射频辨识系统将标签附着在要辨识的物体上。标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。射频识别标签通过电子技术将信息存储在一个永久性的存储器上，标签中间有一个微型无线电波收发器。阅读器发出编码过的无线电信号来“询问”射频标签，标签收到信号后发出自身的识别信息来应答。识别信息既可以是标签自身的串行号，也可以是其他有关产品的信息，如物料编号、生产日期、批数或批号、抑或其他特定信息。标签可以是只读式或读写式的：只读式标签，厂方定出一个串行号，作为登陆该物品数据库的密码；读写式标签，系统使用者可以把某物品的特定数据写进标签。现场可编程序的标签是单次写入多次读取（WORM）的，用户可以把产品的电子码写进空白标签里。一个没有串行号的标签常常会有被操控的危险。射频识别标签至少有两部分：一是一个集成电路来存储和处理信息、调制和解调一段射频信号、从阅读器传来信号中的收集直流电能等等；二是一个天线收取信号传导信号。标签信息被储存在了非易失性内存中。射频识别标签包括一个逻辑集成芯片或一个已编程或可编程的数据处理器来分别处理传送和传感器数据。射频识别阅读器发出一个加密的无线信号来询问标签。标签收到信号后用它本身的串行号和其他信息来回应它。这可能是独一无二的标签串行号或者是像储藏量、份额、批号、生产日期这样的与产品相关的具体信息。固定式阅读器，装置若干部便可以创造一个可严密控制的“询问区”，标签进出询问区时就可以在这个界限分明的阅读器区域中被读取。移动式阅读器则可以手持使用或者装在车辆上使用。5.性能特点1.快速扫描。RFID阅读器可同时辨识读取数个RFID标签。2.体积小型化、形状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。3.抗污染能力和耐久性。传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。4.可重复使用。现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。5.穿透性和无屏障阅读。在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。6.数据的记忆容量大。一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。7.安全性。由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。6.接口协议空中接口空中接口通信协议规范读写器与电子标签之间信息交互，目的是为不同厂家生产设备之间的互联互通性。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议，这种思想充分体现标准统一的相对性，一个标准是对相当广泛的应用系统的共同需求，但不是所有应用系统的需求，一组标准可以满足更大范围的应用需求。ISO/IEC18000-1信息技术－基于单品管理的射频识别－参考结构和标准化的参数定义。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。这样每一个频段对应的标准不需要对相同内容进行重复规定。ISO/IEC18000-2信息技术－基于单品管理的射频识别－适用于中频125～134KHz，规定在标签和读写器之间通信的物理接口，读写器应具有与TypeA(FDX)和TypeB(HDX)标签通信的能力；规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法。ISO/IEC18000-3信息技术－基于单品管理的射频识别－适用于高频段13.56MHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式，而模式1又分为基本型与两种扩展型协议（无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议）。模式2采用时频复用FTDMA协议，共有8个信道，适用于标签数量较多的情形。ISO/IEC18000-4信息技术－基于单品管理的射频识别－适用于微波段2.45GHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。该标准包括两种模式，模式1是无源标签工作方式是读写器先讲；模式2是有源标签，工作方式是标签先讲。ISO/IEC18000-6信息技术－基于单品管理的射频识别－适用于超高频段860～960MHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三种无源标签的接口协议，通信距离最远可以达到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，并于2006年7月获得批准，它在识别速度、读写速度、数据容量、防碰撞、信息安全、频段适应能力、抗干扰等方面有较大提高。2006年递交V4.0草案，它针对带辅助电源和传感器电子标签的特点进行扩展，包括标签数据存储方式和交互命令。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的通信可靠性，不过其尺寸较大，价格也更贵一些。ISO/IEC18000-7适用于超高频段433.92MHz，属于有源电子标签。规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。有源标签识读范围大，适用于大型固定资产的跟踪。数据标准数据内容标准主要规定数据在标签、读写器到主机（也即中间件或应用程序）各个环节的表示形式。因为标签能力（存储能力、通信能力）的限制，在各个环节的数据表示形式必须充分考虑各自的特点，采取不同的表现形式。另外主机对标签的访问可以独立于读写器和空中接口协议，也就是说读写器和空中接口协议对应用程序来说是透明的。RFID数据协议的应用接口基于ASN.1，它提供一套独立于应用程序、操作系统和编程语言，也独立于标签读写器与标签驱动之间的命令结构。ISO/IEC15961规定读写器与应用程序之间的接口，侧重于应用命令与数据协议加工器交换数据的标准方式，这样应用程序可以完成对电子标签数据的读取、写入、修改、删除等操作功能。该协议也定义错误响应消息。ISO/IEC15962规定数据的编码、压缩、逻辑内存映射格式，再加上如何将电子标签中的数据转化为应用程序有意义的方式。该协议提供一套数据压缩的机制，能够充分利用电子标签中有限数据存储空间再加上空中通信能力。ISO/IEC24753扩展ISO/IEC15962数据处理能力，适用于具有辅助电源和传感器功能的电子标签。增加传感器以后，电子标签中存储的数据量再加上对传感器的管理任务大大增加，ISO/IEC24753规定电池状态监视、传感器设置与复位、传感器处理等功能。图1表明ISO/IEC24753与ISO/IEC15962一起，规范带辅助电源和传感器功能电子标签的数据处理与命令交互。它们的作用使得ISO/IEC15961独立于电子标签和空中接口协议。ISO/IEC15963规定电子标签唯一标识的编码标准，该标准兼容ISO/IEC7816-6、ISO/TS14816、EAN.UCC标准编码体系、INCITS256再加上保留对未来扩展。注意与物品编码的区别，物品编码是对标签所贴附物品的编码，而该标准标识的是标签自身。实时定位实时定位系统可以改善供应链的透明性，船队管理、物流和船队安全等。RFID标签可以解决短距离尤其是室内物体的定位，可以弥补GPS等定位系统只能适用于室外大范围的不足。GPS定位、手机定位再加上RFID短距离定位手段与无线通信手