頻識(shí)別技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification Technology）是從二十世紀(jì)九十年代開始興起的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。與其它自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)一樣，它也是由信息載體、信息獲取裝置組成。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)。它和同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同，RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識(shí)別，因此它的應(yīng)用場合更廣泛。

射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可以替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。超高頻段由于其識(shí)讀距離長和傳輸速度快，產(chǎn)品多用于交通上，識(shí)別距離可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或車輛管理等。

RFID系統(tǒng)組成

最基本的RFID系統(tǒng)基本上由三部分組成：電子標(biāo)簽、閱讀器和天線(Antenna)。

電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)的核心，又稱為射頻標(biāo)簽，其英文名為TAG，也有稱為LABEL的。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。一般情況下，射頻標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；當(dāng)受無線電射頻信號(hào)照射時(shí)，能反射回?cái)y帶有數(shù)字字母編碼信息的無線電射頻信號(hào)，供閱讀器處理識(shí)別。依據(jù)射頻標(biāo)簽供電方式的不同，可以分為有源（Active Tag）和無源（Passive Tag）,有源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，無源標(biāo)簽內(nèi)部沒有電池。

閱讀器是讀或讀/寫電子標(biāo)簽的電子裝置，有時(shí)也被稱為讀寫器（Reading Device）、查詢器（Interrogator）、通訊器或稱為讀出裝置，用以產(chǎn)生發(fā)射無線電射頻信號(hào)并接收由電子標(biāo)簽反射回的無線電射頻信號(hào)，經(jīng)處理后獲取標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息，有時(shí)還可以寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)，讀寫器的天線可以內(nèi)置也可以外置。

RFID系統(tǒng)的工作原理

RFID系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面，電子標(biāo)簽中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。閱讀器可無接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的，圖1所示便是RFID感應(yīng)技術(shù)的基本原理圖。

對(duì)于無源標(biāo)簽，閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。在電磁場系統(tǒng)中，閱讀器（Reader）發(fā)出一個(gè)電磁（EM）波，電磁波以一個(gè)球形波向前傳播。電子標(biāo)簽位于電磁場中，淹沒在這樣傳播的電磁波中并從中收集一些能量。在任何一個(gè)點(diǎn)上，可用能量的大小與該點(diǎn)距發(fā)射機(jī)的距離有關(guān)。

在目前有關(guān)的射頻約束下，在大部分地區(qū)各向同性有效輻射功率限制在500mW，這樣的輻射功能在915MHz，可近似達(dá)到1米。

有源標(biāo)簽由于內(nèi)部裝有電池，可以主動(dòng)地向讀寫器發(fā)送射頻信號(hào)，一般讀寫距離比較遠(yuǎn)。無源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽不同的特點(diǎn)使得它們可以用在不同需要的場合，表1是無源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽之間的比較。

RFID發(fā)展現(xiàn)狀

目前RFID的研究主要圍繞RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、RFID標(biāo)簽成本、RFID技術(shù)和RFID應(yīng)用系統(tǒng)等多個(gè)方面展開。

RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

作為一種將深入影響每個(gè)人日常生活的技術(shù)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)世界范圍內(nèi)的物品進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)也為了規(guī)范標(biāo)簽及讀寫器的開發(fā)工作，解決RFID系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容問題，必須對(duì)RFID技術(shù)進(jìn)行規(guī)范。RFID的標(biāo)準(zhǔn)化是目前亟需解決的重要問題，各國及相關(guān)國際組織都在積極推進(jìn)RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，但目前尚未形成完善的關(guān)于RFID的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。

RFID的標(biāo)準(zhǔn)化涉及標(biāo)識(shí)編碼規(guī)范、操作協(xié)議及應(yīng)用系統(tǒng)接口規(guī)范等多個(gè)部分。其中標(biāo)識(shí)編碼規(guī)范包括標(biāo)識(shí)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。目前主要的RFID相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)，其中ISO標(biāo)準(zhǔn)主要定義標(biāo)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(fù)責(zé)制定。Auto-ID中心于1999年由美國麻省理工大學(xué)（MIT）發(fā)起成立，其目標(biāo)是創(chuàng)建全球“實(shí)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，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(guān)于標(biāo)簽，EPC規(guī)范已經(jīng)頒布第一代規(guī)范。規(guī)范把標(biāo)簽細(xì)分為Class 0、Class 1、Class 2三種。其中Class 0和Class 1標(biāo)簽都是一次寫入多次讀取標(biāo)簽。Class 0標(biāo)簽只能由廠商寫入信息，用戶無法修改，因而又稱為只讀標(biāo)簽，主要用于供應(yīng)鏈管理。Class 1則提供了更多的靈活性，信息可由用戶寫入一次。Class 0和Class 1標(biāo)簽采用不同的空中接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，因此兩類標(biāo)簽不能互操作。Class 2標(biāo)簽具備多次寫入能力，并增加了部分存儲(chǔ)空間用于存儲(chǔ)用戶的附加數(shù)據(jù)。

Class 2標(biāo)簽允許加入安全與訪問控制、感知網(wǎng)絡(luò)和Ad hoc網(wǎng)絡(luò)等功能支持。目前EPCglobal正在制定第二代標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)，即UHF Class 1 Generation 2（Gen2）。Gen2具有隨時(shí)更新標(biāo)簽內(nèi)容的能力，保證標(biāo)簽始終保存最新信息。EPC規(guī)范1.0版本目前包括EPC Tag數(shù)據(jù)規(guī)范、Class 0（900MHz）標(biāo)簽規(guī)范、Class 1（860MHz～930MHz）標(biāo)簽射頻與邏輯通訊接口規(guī)范、物理標(biāo)識(shí)語言（Physical Markup Language，PML）。

UID規(guī)范由日本泛在ID中心負(fù)責(zé)制定，該中心由T-Engine論壇發(fā)起成立，其目標(biāo)是建立和推廣物品自動(dòng)識(shí)別技術(shù)并最終構(gòu)建一個(gè)無所不在的計(jì)算環(huán)境。該規(guī)范對(duì)頻段沒有強(qiáng)制要求，標(biāo)簽和讀寫器都是多頻段設(shè)備，能同時(shí)支持13.56MHz或2.45GHz頻段。UID標(biāo)簽泛指所有包含ucode碼的設(shè)備，如條碼、RFID標(biāo)簽、智能卡和主動(dòng)芯片等，并定義了9種不同類別的標(biāo)簽。與RFID標(biāo)簽相關(guān)的包括：Class 1只讀RFID標(biāo)簽、Class 2可讀寫RFID標(biāo)簽、Class 5帶電源RFID標(biāo)簽。除了標(biāo)簽，UID網(wǎng)絡(luò)還包含另兩個(gè)關(guān)鍵部分：一是讀取標(biāo)簽的終端，稱為普適通信器（Ubiquitous Communicators，UCs），它除了能和標(biāo)簽通信外，還提供3G、PHS、802.11等多種接入方式與廣域網(wǎng)上的信息服務(wù)器相連；另一個(gè)是ucode解析服務(wù)器，提供由ucode獲取信息服務(wù)器地址的功能。

EPC編碼目前有三個(gè)版本，其主要區(qū)別在于編碼長度不同，分別為64位、96位和256位。使用64位編碼的目的是為了減少Tag存儲(chǔ)量，從而降低Tag生產(chǎn)成本。96位編碼則為取得性能與成本之間的平衡。但為了滿足為世界上任意物體提供標(biāo)識(shí)的目標(biāo)，則必須采用至少256位編碼。三個(gè)版本的EPC編碼都由統(tǒng)一的四個(gè)域組成，依次為：版本號(hào)、管理域（對(duì)應(yīng)生產(chǎn)廠家）、類別（商品種類）以及序列號(hào)（標(biāo)識(shí)單件物品）。