RFID射频识别

　　一、RFID技术介绍

　　RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)指应用射频识别信号对目标物进行识别。射频识别技术是一种内建无线电芯片的技术，芯片中可储存一系列信息。射频识别产品的体积可做到极小，并可附着于需要辨别的实体上，以非接触的方式快速读取其储存信息。射频识别技术从上世纪80年代开始走向成熟，近年来发展迅速。射频识别技术的覆盖范围广泛，许多正在应用中的自动识别技术都可以归于RFID技术之内,但它们的工作原理、工作频率、技术特点、适用领域以及遵循的标准却是不同的。

　　通常，RFID系统由电子标签、读写器和数据管理系统这三个主要部分组成。电子标签由天线和RFID芯片组成，每个芯片都含有唯一的识别码，用来表示电子标签所附着的物体。读写器用来读写电子标签中的信息，读写器通过网络和其他计算机或系统通讯，完成对电子标签的信息获取、解释以及数据管理。数据管理系统主要完成数据信息的存储及管理，可以由简单的小型数据库担当，也可以是集成了RFID管理模块的大型ERP数据库管理软件。

　　在读写速度上，RFID技术具有速度快、非接触、无方向性要求、多目标识别、运动识别等特征;在物理特性方面，RFID技术具有防水、防磁、耐高低温、可弯折、无机械故障、寿命长、抗恶劣环境等优点;在数据存储上，RFID技术信息存储容量大、数据可随时更新、可读可写;在数据安全上，RFID技术采用了专用芯片、唯一序列号、密钥认证，具有极难复制的特点，可确保安全;RFID技术还具有多样的封装方式，外形易于小型化与多样化，可方便嵌入或贴在商品上，具有使用方便的优势。

　　二、RFID产品市场发展情况

　　不同频段的RFID如今有着不同的市场发展：13.56MHz以下低频RFID技术业界已经累积10年以上的成熟经验;目前业界最关注的是位于中高频段的RFID技术。高频方面国内业者技术逐渐成熟，正积极推动各项系统应用;860MHz～960MHz超高频RFID技术发展最快，但国内业者技术尚未完全成熟，需要各项示范应用计划带动。而2.45GHz和5.8GHz频段由于产品拥挤，易受干扰，技术相对复杂，其相关的研究和应用仍处于探索的阶段。

　　中国RFID市场的需求量巨大，国内RFID产业近些年来得到快速发展。电子标签与芯片研发机构目前已开发出国产HF、UHF电子标签，并成熟地实现了规模化的量产，获得各行业的广泛应用。读写器及终端方面已经实现了规模化生产，近年来发展迅速，但总体性能指标上与国外同类产品有一定的差距。

　　随着国内第二代身份证工程对RFID的需求高峰退去，门禁、交通和IT资产追踪系统成为目前国内RFID增长最强劲的市场。工业自动化行业、医药行业的RFID应用将有所减缓，这将导致RFID行业的重新洗牌，未来RFID市场上将出现更多的兼容和合并。[next]

　　三、RFID技术在安防行业中的应用

　　1、门禁系统和考勤系统

　　门禁控制是RFID在安防行业中应用最为广泛的领域。RFID技术常常被用于许多政府、企业和校园机构的实体门禁控制系统中。这些系统可以是简单的门禁控制方案，也可扩展为多功能卡解决方案，如电子钱包(e-purses)或用于图书借阅等。

　　在大型会议的入口处和重要活动场所的通道处,安置开放式的门禁系统,当参会人员或其他进出通道的人员通过时,系统自动感应人员持有的RFID电子标签请柬或身份卡等证件,确认出入人员的身份。合法的用户正常通过,同时在显示屏上即时显示通过人员的身份信息和现场抓拍的照片,值守的警卫人员能予以对比确认。没有相关身份识别证件的人员或持有非法证件的人员通过时,系统设备会提示报警,警卫人员可及时阻止其进入。对于运动场馆、音乐会和其他一些休闲娱乐设施，RFID系统能够提供一系列的门禁功能来进行票证管理。这样可以减少因票证伪造所带来的损失。门票既可以用带有RFID技术的简易卡片由条码打印机来制作，同时也可以将RFID卡片制作成会员卡、月卡或年卡;而且门票无需拿出，只需放在身上就可以读到，实现开放式的门禁管理。

　　RFID开放式门禁系统既具有传统普通门禁系统的全部功能特点,还具有开放式多人快速通过、同时记录每个出入者个人信息的特点。当佩带射频身份卡的人员通过大门时,身份卡中的信息被系统自动采集,无需人工干预,使门禁管理工作变得更为便捷。电子标签卡片使用寿命长,可以反复的读写十万次以上,使用寿命长达十年以上。

　　在实际的应用中，为达到更加安全的使用效果，开放式门禁系统的应用往往包含了开放式与非开放式门禁系统的综合应用，其中开放式门禁系统主要由包括RFID电子标签部分、识读天线部分、视频接入图像比对验证部分、上位机软件控制四个部分和基于LAN/WAN的远程控制软件组成。

　　RFID快速考勤系统采用13.56Mhz国际通用的ISO15693标准RFID技术，检测读卡距离可以达到1.2米，轻易地实现了拥挤人群快速考勤;员工考勤时不需持卡进行刷卡，可以同时多人快速通过，每秒可同时识别50张卡。

　　2、停车场管理

　　RFID技术为停车场的管理提供独立的、不间断的系统服务，确保只有经过许可的车辆方可通过，实现了停车服务及费用收取的数字化管理。使用RFID技术的停车场管理系统可以实现对场地中所有车辆的掌控，实现计算机车辆信息化管理，在无人值守的情况下，系统自动记录出入车辆的时间和车牌号码，提供进出场时刻的完整记录，加强对滞租费用车辆的控制管理通过，加速车辆的及时寻找与交付等功能，还可以通过便携阅读器来采集掌握车库状况与车位信息。目前全国已有数千个RFID停车场收费系统正在使用中。

　　使用RFID技术的停车场不停车自动收费系统一部分为微波信号识别装置，即出入口通讯器，它可安装在控制车辆出入口上方。另一部分为电子标签，系统为每一停车用户配备一张经过注册的电子标签，它可安装在车辆前挡风玻璃内适当位置，该模块内部有身份识别代码。当车辆到达小区入口前时，车辆检测器检测到车辆的存在，启动入口通讯器，检测前来车辆的电子标签内的身份代码(ID)，ID以微波的形式加载并发射到通讯器，如果通讯器中自带的信息数据库中预置了该车主电子标签内的ID码，说明该标签属于本车场，则车闸迅速自动打开，车辆无须停车便可顺利通过。使用RFID技术对车辆的非接触式快速识别及对用户身份的自动鉴别对比确保了个人财产的安全保护性，以及正常出入手续的简洁快速性。

　　3、电子巡更

　　远距离自检巡更系统主要针对安保人员的巡检自动化管理。系统采用远距离RFID无线射频技术，自动采集数据，无须触碰定位点，在完成巡逻监督的同时，不影响保安的正常巡视工作，确保对保安的日常巡逻工作进行有效监管。

　　系统的工作原理主要是在巡更路线上布设远距离定点标识，而保安身上佩戴的巡更器内含有远距离识别模块。当保安到达事先布有定点标识的区域时，巡更器自动采集定点标识发出的、含有唯一识别码的射频信号，自动记录保安巡逻到该地点的时间，数据在线或事后传入电脑。因为采用了远距离数据自动采集技术对保安的日常巡逻工作进行监管，可以在确保巡更质量的前提下有效地满足巡更管理工作的复杂要求。而由于定点标识可以根据需要随机布置，有效杜绝了针对标识点的作弊行为，确保监控无漏洞。

　　使用RFID技术的自检巡更系统还可以和其它系统(如CCTV监控)配合监控保安巡逻，一方面可以确保巡更员的人身安全，另一方面还可以避免巡更人员不遵守规定的行为。

　　4、防盗报警

　　采用RFID技术的室内安全防范报警装置由传统的红外(或感应式)监测器和RFID识别设备共同控制，将RFID技术与传统入侵探测技术结合，通过分析在同一时间段内监测到的RFID信号及传统入侵探测设备的输出信号来区分非法入侵与合法进入。当有人员进入红外探测区域，系统将通过RFID射频识别技术与传统的防盗报警装置相结合，自动识别和记录监测范围内的人员身份，如果检测到是佩带标识的工作人员时，系统将记录保安或内部工作人员在系统监控区域的出入，但不发出报警信号，工作人员可以在防盗区域内进行必要、正常的工作。当系统检测到不明物体为非法入侵者时，系统将立即发出警报信号。这种装置能实现24小时监控而不影响正常工作，并且可以与已在使用的防盗系统集成使用，提高了报警系统的智能化程度，也使相关的工作流程更自然、更具人性化。

　　汽车防盗是RFID较新的应用领域。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

　　5、防伪管理

　　RFID防伪技术主要应用于证件防伪、票务防伪和包装防伪方面。在比赛和演出等票务量比较大的场合用RFID技术对门票进行防伪，不仅不再需要人工识别，实现人员的快速通过，还可以鉴别门票使用的次数，以防止门票被偷递出来再次使用，做到“次数防伪”。中科院自动化所推出基于射频识别技术的商品售后服务系统，其中提供了商品的防伪认证平台。RFID认证平台同时引入了硬件和基于业务的结构，提供了商品的基本信息，提供离线认证。例如将RFID标签融合进成衣的标签中，甚至是成衣本身，插入的标签可以鉴别成衣的生产来源。通过使用唯一的产品鉴定编码，可以可靠地识别出这些成衣的授权，实现身份鉴定功能，并帮助打击仿冒制品。

　　6、商品防盗

　　目前电子商品防盗系统(EAS)主要有无线电射频系统、电磁波系统、声磁系统、射频识别系统四类防盗系统。不同技术的EAS系统在产品价格、认读距离和可靠性方面有着很大的差别。随着将来RFID标准的统一，RFID标签得到广泛的认可和应用，随着识别率和稳定性技术瓶颈的突破、低成本标签的实现,RFID防盗系统将会成为电子商品防窃市场的重要组成部分。RFID防盗系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。

　　7、人员定位

　　生产安全的核心是人的安全。煤矿、金属矿等采矿场所迫切需要利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹，全矿井下人员的位置分布情况。基于RFID中间件的人员定位技术除了具有RFID中间件的一般特性，还可以解决RFID设备可能的漏检/误检等问题，提高读取率，同时支持写入型RFID的安全功能，支持主要芯片/读取器，对芯片/读取器变更或区分混用产生的差异;起到了衔接硬件和应用系统的作用，使得系统具有了更好的扩展性，减少系统建设的重复投入，提升了安全生产信息化管理水平。[next]

　　四、RFID存在的问题和制约因素分析

　　1、成本因素制约RFID发展

　　价格仍然是RFID难以逾越的一道坎。尽管RFID技术有相当多的优势，但当提到RFID的时候，人们首先会想到它高昂的成本。以UHFRFID标签为例，标签成本已经从2007年的1美元降至现在的几美分。业界曾普遍认为每个5美分是一个“井喷临界点”的价格，结果现在5美分的标签已经实现了，这口“油井”的产量虽有提高，但与井喷相去甚远，至今甚至已降至每个标签1美分，但还是达不到预期的发展水平。如果纯粹用低价推广RFID技术，效果则不会理想，尤其是对大众消费品厂商、超市等零售商而言，它们要处理的商品数以百万件，就算每个标签的价格只有1美分，这也是一笔非常可观的成本。

　　中国RFID的推广程度与发达国家相比仍有很大差别。主要还是因为中国具有很廉价的人工成本，企业不愿使用RFID来代替人工管理。尽管RFID相关成本每年都在以20%左右的速度在下降，但下降的速度还是达不到预期。在中国，消费者对RFID芯片成本的心理价位应该在0.5元以下。中国封装的芯片出口比例较高，国内RFID市场尚未引爆，市场空间还很大。

　　尽管成本问题依然存在，但不应盲目悲观。专家亦指出，标签价格对于RFID市场固然非常重要，但却并非惟一的关键限制性因素。用户应该将RFID系统的建设和运行成本放在系统收益的背景下来权衡，也就是从投入产出比的角度来判断。随着RFID成本逐年下降，该问题在近几年内应该就会逐渐淡出。

　　2、安全隐患困扰RFID应用

　　业界对RFID技术安全性问题也产生了不少争论。由于RFID便捷的读取性，使得其芯片上储存的个人信息很容易被他人获取。甚至在很多非自愿给予的情况下，自己的隐私信息也会在不经意间被读取，甚至造成被追踪。对于门禁类产品以及金融类产品，后果更加严重。破解芯片后，黑客可以提取原卡信息，从而复制出一张和原卡拥有同样认证信息的新卡。利用这张克隆卡，黑客就可以自由进出受限区域，或者进行刷卡消费。利用RFID技术打造的手机支付功能正在全球走红，消费者接受并喜爱这种便携的消费形态，市场前景也非常可观。然而安全隐患一天不解除，真正的手机支付时代就不能到来。

　　隐私安全问题对于RFID技术而言，可谓避无可避，所以业界都采取了积极的态度对待。尽管目前还没有完全有效的方法来杜绝“破解”和“克隆”等非法行为，但是政府和厂商都在积极寻求解决方法。新法律法规的制定，新加密技术的研究和采用，都使得事件向好的方向发展，为RFID技术的快速发展，培育着更为健康的环境。

　　3、产品测试与认定问题。

　　产品的测试与认定是RFID产业链三方均需要的，通过测试认定可以建立起有关产品的规格与品质的基本规范，从而降低人们认识产品的复杂性，同时也建立起一种信誉体系。目前急待解决的问题是产品的测试标准和权威的认证机构。

　　此外参与RFID技术及标准的制订机构众多，各国开放的频段不同，这些将导致RFID读写器与标签的互通性降低，并影响精确度，从而难以统一适用。在一些特殊环境中，RFID传导的无线电波信号会产生干扰与衰减，进而影响数据读取的可靠性与准确度，这也降低了RFID的适用范围。科技企业中掌握RFID技术的专业人才的匮乏一定程度上也制约了RFID的推广和发展。

[时间：2011-10-27  来源：千家安防网]