RFID技术在物联网中的应用

RFID技术在物联网中的应用

蒋洪斌

蒋洪斌无锡机电高等职业技术学校

【摘要】“物联网”目前已经成为人们关注的焦点话题。产业界人士更是认为，“物联网”是继互联网之后最重大的科技创新，它将对现有产业格局形成颠覆性的冲击。本文着重介绍物联网与RFID技术的相互融合，RFID技术的种类与工作原理以及在物联网中的应用。

【关键词】RFID技术电子标签超高频射频识别阅读器

【中图分类号】TP391.4【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2010）01－0168－02

【Abstract】“Netofthings”hasbecomethehottopicofpeople’sattention.Industrycirclesisthatthe“Internetofthings”isthemostimportantaftertheInternetandtechnologicalinnovationthatwillshapethepatternofexistingindustry,subversiveimpact.ThisarticlefocusesonthingsofmutualinterconnectionandintegrationofRFIDtechnology,ThetypesandworkingprincipleofRFIDtechnology,andtheapplicationsoftheInternetofthings.

【KeyWords】RFIDtechnologyRFIDUltra-highfrequencyRadiofrequencyIdentificationreader

一物联网的概念

物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现物品与物品之间，进行信息交换和通讯的物物相连的互联网，英文名称叫“TheInternetofthings”，是实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

二RFID技术的概念

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。

三RFID的种类

RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860MHz～960MHz、微波2.4G，5.8G

RFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。

四RFID技术的基本工作原理

RFID电子标签技术是物联网的核心技术，是能够让物品自我介绍的一种技术。它通过采集物品的信息，并给它贴上特定的标签，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。

RFID技术的基本工作原理是：标签进入磁场后，接收解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（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者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。

一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部分所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。

以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应偶合（InductiveCoupling）及后向散射偶合（BackscatterCoupling）两种，一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。

五RFID技术在物联网中的应用

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。

过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：即电视机、冰箱、洗衣机，甚至道路、机场等物化的东西与数据中心是分开的，RFID技术将它们整合为一个平台，在此意义上，整个世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

其工作过程如下：

1．对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测并动态纪录；

2．需要识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；

3．将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。

六RFID技术在物联网中的应用实例

2009年，我们无锡传感网中心的RFID射频识别传感器产品在上海浦东国际机场和上海世博会被成功应用，首批价值1500万元的传感安全防护设备销售成功，这套设备由10万个微小的传感器组成，散布在墙头墙角墙面和周围道路上。传感器能根据声音、图像、震动频率等信息分析判断，爬上墙的究竟是人还是猫狗等动物。

多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。由于效率高于美国和以色列的防入侵产品，国家民航总局正式发文要求，全国民用机场都要采用国产传感网防入侵系统。至2009年8月，仅浦东机场直接采购传感网产品金额就达4000多万元，加上配件共5000万元。

汽车是高度智能化、电子化的东西，在开车的过程中，如果前面有碰撞了，高档车马上会停下来。可是在我们开车过程中，可能是道路拥塞，后面可能会告诉你哪里拥塞，帮助你改路线。或者是车辆哪里坏了，已经有问题了，说可以为你上互联网订部件。或者是需要加油的时候，你通过手机或者是其他的东西付费。这样的东西，可能会体现出来物联网的特性。就是在人少干预的情况下，可以实现物与物之间的互联互动。

这里有一些例子，是从会议上获取的图。比如说零售业，你需要买的东西有哪些，是不是到货了，哪里打折，你出门的时候已经可以付费了。我们希望在一个商场选红酒的时候，我们可以知道这个酒产地是哪里，放在哪个酒窖里面等等，我们希望这些信息更加安全，包括生产地和5种基因的信息，都可以获取到。

这是药品上的东西，不仅在药瓶上告诉你相关的信息，可能在药片上也告诉你这个药片和其他的药片不能同时吃，如果吃会引起哪些反映。还包括一些健康方面的世亲，比如说我们的衣服上有传感器，对于你的生命参数可以获取，可以发到后方，医生可以知道你的动态。其实这些应用应该说都是理想化的，还需要一段时间才可以实现。

在北京我们做一件事情，可以做智能的管理，还有智能化的小区。应该说，这是物联网非常初步的应用。

在最后，我也想讲些自己个人的认识。物联网这个事物现在非常火热，包括我们各级政府和各级企业都在参与这个事情。我个人认为，其实物联网很多的关键技术，需要我们进一步的探讨。到底哪个是核心技术，我们做一个项目或者是做一个产品，它的难点在哪个地方，可以体现物联网的特性出来，就是我们做得不一样，或者是比别人更高一点，这个东西我们需要静下心来考虑一下。这样，可以使我们国家物联网的产业和技术，走得更加平稳一点、更快一点。