無線射頻識別（RFID）技術的應用論文
無線射頻識別技術(RFID) 是非接觸式自動識別技術的一種，相對于傳統(tǒng)的磁卡及IC卡技術，具有非接觸、閱讀速度快、無磨損等特點。下面是學習啦小編帶來的關于無線射頻識別(RFID)技術的應用論文的內(nèi)容，歡迎閱讀參考!
無線射頻識別(RFID)技術的應用論文篇1
淺談無線射頻識別(RFID)技術的應用
摘要：超市內(nèi)使用條形碼作為商品識別的技術已經(jīng)非常成熟。然而條形碼因為存在必須使用人工接觸式讀取，信息只能讀取不能寫入，不能同時識別多個標簽等缺點， RFID技術的優(yōu)勢正好可以解決條形碼技術存在的問題。然而RFID技術目前并沒有在超市內(nèi)實際運行，主要原因便是成本較高和多商品標簽讀取容易碰撞，而且使用基于RFID的計費付費系統(tǒng)會使原有的系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)出現(xiàn)沖突。
關鍵詞：RFID;RFID技術;RFID應用
1 RFID技術概述
射頻識別(Radio Frequency Identification，以下簡稱RFID)亦稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術。RFID技術越來越受到人們的重視，在我國，RFID技術在工廠生產(chǎn)、鐵路運營、倉儲物流、貴重品貿(mào)易、身份識別等領域得到長足發(fā)展，已經(jīng)有相當成熟的應用。[4]
RFID技術的技術原理是利用感應識別特定的電子標簽(RFID Tags)發(fā)出的無線電波特定頻段的能量，或由電子標簽主動發(fā)送某一頻率的信號，進行非接觸式雙向通信，完成目標識別和數(shù)據(jù)交換目的的自動識別技術，而不需要識別系統(tǒng)(一般是RFID閱讀器)與電子標簽之間建立機械或光學接觸。[5] RFID技術可應用的領域十分廣泛，可以說，在物聯(lián)網(wǎng)的概念中，RFID技術被看作是繼互聯(lián)網(wǎng)和移動通信兩大技術之后的第三大技術。
RFID系統(tǒng)組成包括硬件和軟件。其中硬件主要包括電子標簽、閱讀器(Reader)、計算機、網(wǎng)絡設備;軟件主要包括應用軟件、嵌入式軟件(又稱中間件)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
2 RFID和其他識別技術的比較
RFID技術和條形碼等其他識別技術相比，有以下幾個特點：遠距離讀寫，存儲量大，可重復使用。使用壽命長?？梢酝瑫r識別多個標簽。形狀不受限制。耐環(huán)境變化，保養(yǎng)方便。數(shù)據(jù)安全。
3 RFID應用時的制約因素
RFID技術目前尚在托盤標簽而未達到單品標簽的階段，原因之一就是成本。第二個制約因素是安全問題。第三個問題在于標準和頻段的不統(tǒng)一。
總而言之，由于受到技術水平和標準問題的限制，RFID技術目前尚在部分行業(yè)得以應用，未能建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而在超級市場等零售業(yè)界，更只是在實施試點項目，未能形成普遍的氣候。
4 RFID系統(tǒng)優(yōu)勢
RFID標簽全面取代條形碼后，能帶來更多的便利、快捷、創(chuàng)新和利潤。首先是能大大減少人工計費的失誤，將現(xiàn)有的計費系統(tǒng)耗時減少1/2到2/3，減少商品非預期性損失等，能給顧客和零售商均帶來極大的便利。
5 現(xiàn)有條形碼系統(tǒng)存在的問題
1)條碼條形碼是"可視技術"，掃描器必須人為操作，只能接收它視野范圍內(nèi)的條碼條形碼。
2)條形碼的數(shù)據(jù)不能更改。
3)條形碼對完整性有較高要求。
4)條形碼只能識別生產(chǎn)者和產(chǎn)品，并不能辨認具體的商品，
5)條形碼雖然只存儲了少量數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)卻是未經(jīng)過編碼的，識別碼是全球通用，因此數(shù)據(jù)保密性和安全性還是有一些欠缺。
而以上這種種問題，使用基于無線射頻識別(RFID)的超市購物自動計費系統(tǒng)則可以一一解決。
6 RFID技術的實現(xiàn)
根據(jù)前文所述可以通過設計RFID通道、閱讀器勘誤(中間層)和自動計費系統(tǒng)來實現(xiàn)。
1)RFID通道
RFID閱讀器通道，簡稱RFID通道。它將閱讀器固定在收銀臺附近的三個位置，從不同的位置對購物車進行計費。其設計如圖1所示。
2)閱讀器勘誤(中間層)
每個通道架設三臺閱讀器，分設左右兩邊，而位置亦是高中低三個位置，便于從不同角度來獲取RFID標簽的信號。通過一個控制器使用TDMA技術，控制三個閱讀器分時讀取購物車上的RFID標簽發(fā)出的經(jīng)過編碼的信息，一方面實現(xiàn)三個閱讀器在不同時間接收信號，以保證閱讀器不會互相干擾，另一方面實現(xiàn)防碰撞功能，即每個閱讀器可在短時間內(nèi)的不同時刻讀取不同RFID標簽上的信息，使所以在范圍內(nèi)的商品RFID標簽在通過通道的時候全被讀取。
3)自動計費系統(tǒng)
自動計費系統(tǒng)連接物聯(lián)網(wǎng)和超市內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫，待系統(tǒng)根據(jù)清單上各種商品的代碼連接數(shù)據(jù)庫建立帳單視圖并顯示到顯示屏中后，顧客可在顯示器屏幕上見到清單，并可選擇是將信用卡(銀聯(lián)卡)插入卡槽，還是在現(xiàn)金放置口中放入現(xiàn)金，進行付費。付費完成后系統(tǒng)將控制通道末端的閘門開放，顧客可將購物車推離通道，系統(tǒng)將自動修改庫存相關信息。
7 RFID技術的應用
進入21世紀后更是因為其定位追蹤及數(shù)據(jù)交互方面的優(yōu)勢，RFID技術越來越受到人們的重視，在我國，RFID已經(jīng)在生產(chǎn)及包裝業(yè)、產(chǎn)品倉儲中、配送中心、門禁管理中、產(chǎn)品防偽中、制造業(yè)中、生產(chǎn)物流實驗系統(tǒng)等廣泛應用，相信在不久的將來RFID技術的應用會越來越廣泛。
無線射頻識別(RFID)技術的應用論文篇2
試論RFID無線射頻識別技術的應用
RFID技術興起于二十世紀90年代，該技術在世界范圍內(nèi)廣泛地應用于社會生活的各個領域，而在我國則起步較晚，與先進國家相比還存在較大的差距，包括技術水平不高，標準規(guī)范不完整等問題。如今，我國已經(jīng)開始研究制定自己的RFID標準，并堅持“以應用促標準，以標準帶應用”的原則，適時出臺適用通用的標準，給中國企業(yè)一個快速發(fā)展的空間和時間。因此，我國射頻識別技術擁有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。
RFID無線射頻識別技術基本介紹
1、RFID基本原理
射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術是自動識別技術的一種，是利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對目標進行識別并獲取相關數(shù)據(jù)的一種技術。RFID存儲介質(zhì)的存儲容量最大可以達到296以上，足以讓地球上每一個商品都擁有獨一無二的電子標識;而且它的最大優(yōu)點在于非接觸，完成識別工作時無須人工參與、可以同時讀取多個被識別物體(標簽)的信息、可以在惡劣污染環(huán)境下工作，RFID技術以其上述的眾多優(yōu)勢被認為是二十一世紀十大重要技術之一。
2、RFID技術的歷史與發(fā)展
20世紀初期，雷達技術的發(fā)展以及應用，是RFID技術的起源。1948年Harry Stockman發(fā)表的“Communication by means of reflected power ”文章，奠定了無線射頻識別技術的理論基礎，為RFID技術的全面研究拉開了序幕。20世紀70年代，RFID技術與其相關產(chǎn)品研發(fā)處于一個快速發(fā)展時期，許多科研院、所與商業(yè)機構(gòu)開始投入到RFID開發(fā)中，并出現(xiàn)了一些最早的RFID商業(yè)應用。20世紀80年代，RFID技術更加成熟，各種封閉獨立的RFID系統(tǒng)應用開始逐步出現(xiàn)。20世紀90年代，RFID技術發(fā)展更全面。RFID產(chǎn)品在門禁系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、航空行李識別、電子付費及運動計時方面都得到廣泛的應用。
3、RFID的工作流程
RFID閱讀器通過天線，發(fā)送一定頻率的射頻信號， 處在發(fā)射天線工作區(qū)域的標簽會產(chǎn)生感應電流， 把標簽芯片進行“催醒”;同時，標簽芯片獲得能量并將自身編碼等信息通過內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;閱讀器天線接收到從標簽發(fā)送的信號， 經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器， 閱讀器對接收的信號進行解調(diào)和解碼然后送到后臺系統(tǒng)進行相關處理。后臺系統(tǒng)通過邏輯運算判斷該標簽的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，并發(fā)出指令信號控制執(zhí)行相應的動作。
4、特殊應用環(huán)境下RFID天線設計的特殊性
在天線性能標準方面，最重要的標簽天線性能參數(shù)為天線的閱讀距離r，為了保證較長的閱讀距離，標簽天線要有至少0dB以上的增益，同時，對于標簽天線和標簽芯片組成的電路來說，標簽天線到標簽芯片要有較高的功率傳輸系數(shù)，而較高的功率傳輸系數(shù)由標簽天線與標簽芯片的較好匹配來實現(xiàn)。其次，在天線設計要求方面，標簽天線的形狀和大小要適合嵌入或貼在被識別的物體上，或者附于印刷標簽內(nèi);另外，必須控制標簽的制造成本，這要求標簽的天線結(jié)構(gòu)簡單。
RFID技術應用在智能電網(wǎng)中，實現(xiàn)智能電表批量出入庫功能，則需要更為高效讀寫性能和嚴格的尺寸要求，即整個天線的外形尺寸要小于70 mm x 30mm;識讀距離大于3m。對此，通過采用商業(yè)電磁仿真軟件Ansoft HFSS進行數(shù)值模擬仿真，設計出了一款可滿足智能電表應用需求的、尺寸為65mm x 25 mm的RFID天線。仿真時芯片阻抗設置為10-j140，表1為智能電表RFID天線的RCS參數(shù)。
通過對標簽天線應用在不同廠家的智能電表中，實測結(jié)果為：最小測試距離為4 m，最大距離為9m。群讀識別率100%，完全滿足智能電表的應用需求。
二、RFID技術應用情況
1、物流與零售領域的應用
在RFID技術的應用領域中，物流倉儲是最有潛力的領域之一，目前，在國際物流市場，UPS、FedEx、DHL、TNT國際四大物流巨頭都在積極試驗RFID技術，并準備大規(guī)模應用提升其物流能力。在物流管理系統(tǒng)中，將以RFID標簽作為物流管理過程中物品的信息載體，用RFID讀寫器進行信息采集，實現(xiàn)在物流管理過程中出入庫、盤點、運輸?shù)汝P鍵作業(yè)環(huán)節(jié)中信息的快速批量采集，實現(xiàn)物流管理中信息采集的自動化，提升物流管理水平和效率。應用的過程包括：物流過程中的貨物追蹤，信息自動采集，倉儲管理應用，港口應用，郵政包裹，快遞等。
另外，由Wal-Mart、Metro等零售集團一手推動的RFID應用，已經(jīng)可以為零售業(yè)帶來包括降低勞動力成本、提高商品可視度，降低因商品斷貨造成的損失，減少商品偷竊現(xiàn)象等等好處。應用的過程包括：商品的銷售數(shù)據(jù)實時統(tǒng)計，補貨，防盜等。
2、電力系統(tǒng)的應用
(1)電力資產(chǎn)管理方面。傳統(tǒng)的供電企業(yè)資產(chǎn)管理，一般依賴于一個非自動化的系統(tǒng)，通過人工來記錄、追蹤資產(chǎn)，效率低下。隨著企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，資產(chǎn)的種類、數(shù)量在不斷增加、管理作業(yè)十分繁雜，傳統(tǒng)管理模式已難以滿足資產(chǎn)管理的要求，嚴重影響了供電企業(yè)的運行工作效率，成為制約供電企業(yè)發(fā)展的一大障礙。在供電企業(yè)資產(chǎn)管理中引入RFID技術，實現(xiàn)智能資產(chǎn)管理，可從根本上解決上述問題。智能資產(chǎn)管理主要對資產(chǎn)上的RFID標簽進行信息寫入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計、分析、查詢、報表等管理。通過RFID技術，可實現(xiàn)單個或批量數(shù)據(jù)自動采集模式，實時將采集到的資產(chǎn)信息上傳到系統(tǒng)服務器，以方便管理人員對資產(chǎn)進行入庫、維修登記、資產(chǎn)流轉(zhuǎn)、盤點、出庫、統(tǒng)計等管理工作，使管理人員實時掌握資產(chǎn)動態(tài)變化，實現(xiàn)對資產(chǎn)的電子信息化管理。 (2)設備巡檢管理方面。電力設備是電力系統(tǒng)的重要組成部分，設備巡檢是有效保證設備安全和用電安全的一項基礎工作。通過設備巡視檢查來掌握設備運行狀況，提前發(fā)現(xiàn)設備的缺陷和隱患，及時排除隱患，預防事故發(fā)生，對保證電力設備的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定，具有重大意義。電力設備巡檢主要應用在輸電、變電、配電上。傳統(tǒng)設備巡檢中采用手工記錄模式，巡檢管理工作相對被動，存在巡檢效率低、漏巡漏檢、缺陷隱患管理不到位的弊端，達不到事故預防和排除隱患的預期效果。在巡檢管理中引入RFID技術，實現(xiàn)智能巡檢，可從根本上解決上述問題。智能巡檢管理系統(tǒng)通過RFID技術對巡檢工作流程進行實時監(jiān)控和記錄，實現(xiàn)對巡檢工作有效監(jiān)管，可彌補傳統(tǒng)管理中的不足，系統(tǒng)有效地降低人為因素帶來的漏檢或錯檢等問題，實現(xiàn)了電力設備巡查工作的信息化、智能化操作，極大地提高了電力設備巡查管理工作的規(guī)范化及科學水平，杜絕了巡查人員無法科學、準確考核與監(jiān)控的現(xiàn)象，實現(xiàn)整個巡查工作的信息化、規(guī)范化、網(wǎng)絡化管理。
(3)電力智能封印管理方面。電力智能封印是帶有特定標識，裝設在電能計量設備上，用于識別非法竊電行為，確保計量安全可靠的機械裝置。傳統(tǒng)的封印采用鉛封或普通塑料封，容易仿制、容易開啟，防偽性能差。封印上只有數(shù)字編碼，僅靠人工識別，不便于管理。在封印上引入RFID技術，可從根本上解決上述問題。RFID封印采用RFID射頻識別技術，具有全球唯一的編碼(TID碼)，具有極高的防偽性，且RFID編碼具有存儲容量大、抗干擾能力強、讀取距離遠及可以寫入用戶信息進行二次加密等優(yōu)點。同時，配合智能封印管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)電力智能封印產(chǎn)品的信息化、精細化、集成化管理。
3、安全管理方面的應用
RFID技術由于具有快速讀取與難偽造性，已被廣泛應用于安全管理和個人身份識別。日常生活當中用得最多的就是門禁卡，這是一種內(nèi)嵌RFID標簽的個人身份卡，可以在門禁處對個人身份進行鑒別;還有，現(xiàn)在世界各國正開展的電子護照項目，包括我國的第二代身份證，學生證等其它各種電子證件;類似的，某些銀行的信用卡和支付卡中都內(nèi)嵌了RFID標簽;另外，還有一些卡片使用RFID標簽自動的繳納公共交通費用，目前很多地方的地鐵和公交系統(tǒng)已經(jīng)應用了這類卡片。
三、經(jīng)典案例分析
1. Wal-Mart的RFID革命
2003年6月19日，在美國芝加哥召開的"零售業(yè)系統(tǒng)展覽會"上，Wal-Mart宣布將采用RFID技術最終取代目前廣泛使用的條形碼，成為首家公布正式采用RFID技術時間表的企業(yè)?，F(xiàn)在，在Wal-Mart的6萬家供貨商當中，大約只有600家已部署了RFID技術。在美國的4000家沃爾瑪和山姆會員店中已有大約1000家采用了RFID技術。
通過對Wal-Mart的RFID應用分析，我們不難發(fā)現(xiàn)RFID應用在倉儲等物流環(huán)節(jié)中具有非常重要的意義。
(1)提高倉儲效率。RFID技術的使用可以說是物流管理領域的一次革命，由于其自身超空間非接觸識別的特性，改變了使用條形碼時需工作人員逐個掃描的情況。同時RFID技術可以同時識別多個產(chǎn)品，從而極大地提高掃描效率。RFID的使用對倉儲效率的提高在入庫、在庫、出庫方面都有所實現(xiàn)。
(2)降低物流成本。RFID技術實現(xiàn)了物流周轉(zhuǎn)中的即時掃描，替代了人工掃描環(huán)節(jié)，降低人工成本。RFID技術可以在產(chǎn)品入庫時檢索保質(zhì)期，在出庫時實現(xiàn)“先進先出”，將損耗降至最低。RFID技術可以即時反饋產(chǎn)品存儲數(shù)量，有效地降低缺貨率，從而將缺貨風險消除于無形之中。
(3)實現(xiàn)物流管理信息化。RFID依靠自身的可集成性與其他系統(tǒng)相結(jié)合形成完備的物流管理信息系統(tǒng)，將整個物流環(huán)節(jié)數(shù)字化、信息化，依靠現(xiàn)代信息技術強大的計算能力與數(shù)據(jù)分析能力，提高物流管理效率，降低人員需求。
(4)提高服務質(zhì)量。Wal-Mart通過RFID技術的應用，提高物流管理質(zhì)量，幫助企業(yè)贏得客戶滿意度，提高自身服務質(zhì)量。
2. 南方電網(wǎng)基于RFID技術的電子化巡檢
設備巡檢是變電值班的一項重要工作，站內(nèi)設備種類數(shù)量繁多，且密集程度高。對于一個較大的變電站一次巡檢的時間往往在2個小時以上，容易造成疲憊、疏忽等失誤。傳統(tǒng)的巡檢模式缺乏監(jiān)督，且巡檢信息的傳遞遲緩，規(guī)范化的巡檢流程得不到有效執(zhí)行等。為了解決以上問題，南方電網(wǎng)公司引入變電站智能巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)由主站系統(tǒng)、PDA、CF RFID讀寫卡和貼在設備上的RFID標簽四部分組成。系統(tǒng)采用了先進、成熟的計算機技術，無線通信和RFID射頻識別技術，與變電站規(guī)范化巡檢相結(jié)合，最大限度的減少了漏巡和巡檢不到位等問題。
通過對南方電網(wǎng)基于RFID技術的電子化巡檢案例分析，我們發(fā)現(xiàn)RFID應用在運用在電力巡檢系統(tǒng)中有著重要的意義。
(1)提高巡檢的完整性。每個RFID標簽有全球唯一的數(shù)字標識，可準確地標識每一個設備，避免了人為因素帶來的漏檢或錯檢等問題。
(2)解決到位監(jiān)管。利用目前最先進的識別技術——RFID射頻識別技術，通過便攜式數(shù)據(jù)采集器(PDA+讀寫卡)方便讀取RFID標簽信息，保證了巡檢人員的到位工作。
(3)提高信息的實時性。智能巡檢管理系統(tǒng)通過RFID技術對巡檢工作流程進行實時監(jiān)控和記錄，實現(xiàn)對巡檢工作有效監(jiān)管，彌補了傳統(tǒng)管理中的不足，系統(tǒng)有效地消除缺陷隱患管理中的手工操作及信息傳遞的延遲性和差錯率。
(4)具有可追溯性。通過設備巡視檢查掌握設備運行狀況，同時可將設備的運行情況記錄在RFID標簽中，可提前發(fā)現(xiàn)設備的缺陷和隱患，及時排除隱患，預防事故發(fā)生，對保證電力設備的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定，具有重大意義。
四、RFID技術的應用發(fā)展趨勢
隨著國家加大RFID的扶持力度及政策傾斜，RFID產(chǎn)業(yè)保持著高速發(fā)展的勢頭。RFID關鍵技術的不斷進步，RFID標簽、讀寫器、系統(tǒng)集成軟件、公共服務體系、標準化等各方面都已取得新的進展，RFID的應用發(fā)展也將越來越廣泛，主要的發(fā)展趨勢歸納如下：
(1)EPC系統(tǒng)將在物聯(lián)網(wǎng)技術推廣應用。EPC系統(tǒng)是一個復雜、全面、綜合的系統(tǒng)，包括EPC編碼、網(wǎng)絡、通信協(xié)議等內(nèi)容，它是在計算機互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術RFID的基礎上，利用全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)編碼技術給每一個實體對象一個唯一的代碼，從而構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的物聯(lián)網(wǎng)。
(2)RFID技術應用將會更便捷高效，并朝多功能方向發(fā)展。隨著3G移動技術、IT技術的不斷提高、普及，RFID讀寫器設計與制造的發(fā)展趨勢是將向多功能、多接口、多制式，并向模塊化、小型化、便攜式、嵌入式方向發(fā)展;同時，多讀寫器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)技術將成為未來發(fā)展方向之一。
(3)RFID的行業(yè)化、細分化將是未來的發(fā)展趨勢。隨著RFID廠商的實施經(jīng)驗不斷增長、技術不斷進步，將會針對行業(yè)需求提出各種應用方案，越來越多的RFID行業(yè)定制化日益明顯，變得更容易。
(4)RFID將加速與其他產(chǎn)業(yè)進行融合。當RFID系統(tǒng)應用普及到一定程度時，RFID 與互聯(lián)網(wǎng)、電子商務結(jié)合將是必然趨勢，也必將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活、工作和學習方式。同時，與其他IT產(chǎn)業(yè)一樣，當標準和關鍵技術解決和突破之后，RFID 也將與其他產(chǎn)業(yè)融合形成更大的產(chǎn)業(yè)集群，并得到更加廣泛的應用，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應用。
因此，在全社會運用信息技術提高經(jīng)濟運行效益和質(zhì)量的推動下，RFID無線射頻識別技術將會逐漸應用到社會經(jīng)濟生活的各個領域，并發(fā)揮越來越大的作用，應用前景廣闊。
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