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1、物 流 业 中 电 子 标 签 与 RFID技术学 院班 级学 生学 号指导教师摘要本文是一篇关于电子标签及 RFID 技术的文章。论述了其组成部分主要由耦合元 件、信息储存芯片、无线接收天线、RFID电子标签阅读器、管理系统软件器、服务 器及相应的数据软件；发展过程主要经历了从最初的由美国、芬兰研发成功到技术产 品应用于商业阶段再到如今的大规模发展应用；工作原理主要由可控制射频模块向电 子标签发射读取信号, 并接收标签的应答信号然后调制、解码等完成；以及当前的国 内外发展现状及趋势；技术本身的优缺点及改进方法。关键词：电子标签、RFID技术、可控制射频模块1 电子标签与 RFID 技术的基本
2、概念电子标签（又称应答器）,是时下最为先进的非接触感应技术 ,它通过射频信号自 动识别目标对象并获取相关数据。电子标签是数据信息的载体 ,通常由藕合元件（线 圈、微波天线）和用于存储有关应用标识信息的存储器及微电子芯片组成。RFID 是英文“Radio Frequency Identification的缩写，是一种名叫“无线 射频识别”的非接触自动识别技术，实现对静止或移动的物体或人员的自动识别。RFID 在商品上置入特制的微芯片，称为RFID标签。可以用来追踪和管理几乎所有的物理 对象，是物流管理、追踪等领域信息化的重要手段之一。RFID技术的基础主要是基 于大规模集成电路技术、计算机软硬件
3、技术、数据库技术以及无线电技术的发展。2 电子标签与 RFID 技术的发展过程自从 1998 年美国德州仪器和荷兰飞利浦公司宣布开发出了一种廉价的非接触感 应芯片,到2000 年国际标准化组织把这种非接触感应芯片写入国际标准 15015693,如 今，全球许多公司都在进行射频识别（RFID）技术研究,并且将RFID芯片（即电子标签） 嵌入其生产的产品中,用于商品的实时跟踪、促销及防伪。RFID 技术直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的 AIDC 新技术 RFID技术。1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识 别RFID的理论基础。在20世纪中，无线电技术的理论
4、与应用研究是科学技术发展最 重要的成就之一。19411950年。雷达的改进和应用催生了 RFID技术，1948年奠定 了 RFID技术的理论基础。早期RFID技术处于探索阶段，主要处于实验室实验研究。 19611970年,RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。19711980年。 RFID 技术与产品研发处于一个大发展时期，各种 RFID 技术测试得到加速,出现了一 些最早的RFID应用。19811990年,RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模 应用开始出现。19912000,RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛 采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一
5、部分。2001今，标准化问题日趋为人们所 重视， RFID 产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均 得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大, RFID技术的理论得到丰富和 完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识 别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。3 电子标签与 RFID 技术的组成及其工作原理电子标签由耦合元件及芯片组成，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，RFID系统主要包括RFID电子标签阅读器及数据交换和管理系统软件器、服务 器及相应的数据软件等组成。其工作原理如下：RFID阅读器可控制射
6、频模块向电子标签发射读取信号，并接 收标签的应答信号,同时可对电子标签的对象标识信息进行解码, 从而将对象标识信 息连带电子标签上的其他相关信息传输到系统以供处理。通常其工作频段和电子标签 上频率是一致的。 阅读器在接收来自电子标签的载波信息, 并对接收信号进行解调 和解码后, 会将其信息送至计算机中系统软件进行处理, 处理后传送到 Internet, 然后再在 Internet 上找到这个物品信息所存储的位置,由系统指明存储这个 物品的有关信息的服务器, 并将这个文件中的关于这个物品的信息传递过来。由于应 用不同，RFID系统的组成会各有不同，但基本上都由电子标签、阅读器等关键部件组 成，并
7、且它们的工作原理基本相似。4 电子标签与 RFID 技术的发展现状国外现状：从全球的范围来看，美国政府是RFID应用的积极推动者，在其推动 下美国在RFID标准的建立、相关软硬件技术的开发与应用领域均走在世界前列。欧 洲RFID标准追随美国主导的标准。在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同阶 段。日本虽然已经提出UID标准，但主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标 准还有很长的路要走。RFID在韩国的重要性得到了加强，政府给予了高度重视，但 至今韩国在RFID的标准上仍模糊不清。目前，美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日 本、南非等国家均有较为成熟且先进的RFID产品。从全球产业格局来看，目
8、前RFID 产业主要集中在RFID技术应用比较成熟的欧美市场。国内现状：相较于欧美等发达国家或地区，我国在 RFID 产业上的发展还较为落 后。目前，我国RFID企业总数虽然超过100家，但是缺乏关键核心技术，特别是在 超高频RFID方面。从包括芯片、天线、标签和读写器等硬件产品来看，低高频RFID 技术门槛较低，国内发展较早，技术较为成熟，产品应用广泛，目前处于完全竞争状 况；超高频 RFID 技术门槛较高，国内发展较晚，技术相对欠缺，从事超高频 RFID 产品生产的企业很少，更缺少具有自主知识产权的创新型企业。从产业链上看， RFID 的产业链主要由芯片设计、标签封装、读写设备的设计和制造
9、、系统集成、中间件、 应用软件等环节组成。目前我国还未形成成熟的 RFID 产业链，产品的核心技术基本 还掌握在国外公司的手里，尤其是芯片、中间件等方面。中低、高频标签封装技术在 国内已经基本成熟，但是只有极少数企业已经具备了超高频读写器设计制造能力。国 内企业基本具有 RFID 天线的设计和研发能力，但还不具备应用于金属材料、液体环 境上的可靠性 RFID 标签天线设计能力。系统集成是发展相对较快的环节，而中间件 及后台软件部分还比较弱。5 电子标签与 RFID 技术的发展现存的不足与改进（1）我国电子标签 RFID 技术的生产和应用领域仅有一些行业标准、各厂家自 主开发的射频标签产品在容量
10、、信息格式等方面不一致、不兼容。（2）从成本价格层面讲，相较条码成本过大、价格过高，严重制约了 RFID 的 普及，正所谓“心有余而力不足”从技术层面讲，RFID还存在许多问题。比如RFID 产品设计还处于初级阶段，加工工艺还比较粗糙，其功能、式样、体积、重量、色泽、 手感、安装等有待优化，读取识别率低，标准缺位，各国使用的频率不统一，编码方 式不统一等等。这些都导致了对 RFID 的现实需求不多的局面，进而阻碍了 RFID 技术对现代 物流和供应链管理等诸多领域的促进作用。针对这些不足，国家应制定正确的政策导 向，引导，促进电子标签与RFID技术的发展，应尽快制定出具有我国自主知识产权 的电
11、子标签的国家标准,同时和目前国际的相关标准互通兼容,以促进中国的电子标 签 发展的标准化和规范化。6 电子标签与 RFID 技术的发展趋势与前景如何实现数据安全与隐私保护是这一领域所要解决的一个关键问题 , 在物流业 中, 由于物体之间的联系更紧密, 甚至物体和人也被连接起来, 因此大量的数据及用 户隐私如何得到保护, 就成为亟待解决的问题。没有可靠安全机制, 对于只读标签中 的数据信息无法进行很好的保密, 对于可读可写标签, 还存在电子标签上的信息被恶 意更改的隐患。如果电子标签中的信息被窃取甚至恶意更改 , 将带来无法估量的损 失。而解决这些安全问题的唯一途径就是研究 RFID 标签加密技
12、术。加密技术可用来 防止未授权的窥探者取得或篡改电子标签信息, 但目前只有少数 RFID 芯片能处理压 入加密钥等较复杂的工作。从国家安全的高度考虑, 应该积极发展自己的 RFID 加密 技术, 而不能坐等别人研制相关的加密技术。电子标签国家标准的制定将最终影响着 在全球销售的我国产品在生产、物流配送、仓储、零售、消费者、废置整个生命周期 内的活动。所以我国要在提高相关产业能力的同时,制定电子标签国家标准,保证各厂 家开发的电子标签产品在容量、信息格式等方面一致性。中国无疑很快能成为世界上 电子标签的最大消费市场,而且电子标签有极大的发展潜力。电子标签必将广泛应用 于商业、银行、公共安全、航空
13、、军事等领域,并且范围不断扩大,逐渐渗透到老百姓 的个人生活中。7 总结当今世界，如何降低物流业中的成本，以及提高效率已经成为当今企业的第三利 润源。世界各国都极为重视电子标签与 RFID 技术的发展，相信当世界因物流技术而 成为一个整体时,世界上的万事万物无论何时、何地都能够彼此相关、互相交流 , 整 个世界的面貌就会为之焕然一新。更重要的是物流技术的发展将给人类与事物之间的 关系带来深刻的变化, 人们从许多简单而枯燥的劳动中解脱出来,去做人们想做的事 情。参考文献1 游战清，李苏剑等.无线射频识别技术(RFID)原理与应用.北京：电子工业出版社，2004. 8-18,2 武岳山，徐玉锁.射频识别(RFID)应用前景分析.射频识别,2005,2. 31-323 田利梅，关强.RFID系统中的频段特点及主要应用领域.计算机世界报,2005,7. 27-274 王卓人，智能卡大全一智能卡的结构功能应用.第3版.北京：电子工业出版社,2002.5 游战清，刘克胜等.无线射频识别技术(RFID)规划与实施.北京：电子工业出版社，2005.
