【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 民用領(lǐng)域得到了應(yīng)用， 歐洲 國(guó)家 最先 開始將 RFID 技術(shù)應(yīng)用 在 收費(fèi)公路 方面 。之后 直到 21 世紀(jì)， 世界 上的其他國(guó)家才開始關(guān)注 RFID 技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，在 防偽票證，生產(chǎn)自動(dòng)化，訪問控制，公路收費(fèi)，停車場(chǎng)管理，識(shí)別，貨物和其他民用領(lǐng)域，RFID 已大量應(yīng)用并且還在不斷的的不斷擴(kuò)大之中 ，迎來了屬于 RFID 的嶄新時(shí)代 [12]。 RFID 發(fā)展歷程及趨勢(shì) RFID 技術(shù)的主要發(fā)展過程 [13]可以大致劃 分為以下幾個(gè)階段： 二十世紀(jì)四十年代 期間雷達(dá)技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用 使得 RFID 技術(shù) 問世，相關(guān)的 理論技術(shù)基礎(chǔ) 則是在 1948 年 確立的 ；二十世紀(jì) 五 十年代 期間， 在 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行 RFID 技術(shù)產(chǎn)品的一下相關(guān) 實(shí)驗(yàn)研究，開始 RFID的早期探索階段； 二十世紀(jì)六十年代期間 進(jìn)一步發(fā)展了 RFID 理論技術(shù)，也是在這個(gè)時(shí)期內(nèi) 開始了一些 早期的 應(yīng)用嘗試 ；然后 在 七十年代 RFID 技術(shù)與產(chǎn)品 的 研發(fā) 速度大幅度提升 ，一些早期的 RFID 應(yīng)用 產(chǎn)品出爐；到了八十年代時(shí) RFID 技術(shù) 已經(jīng) 比較成熟， RFID 的技術(shù)產(chǎn)品 開始投入到了 商業(yè)應(yīng)用 ；二十世紀(jì)九十年代時(shí) RFID 出現(xiàn)了一些標(biāo)準(zhǔn)化問題，引發(fā)了人們對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重視 ， 之后進(jìn)一步促進(jìn) RFID 產(chǎn)品 的廣泛應(yīng)用， 逐 步 成為人們生活中必不可少的一部分 ； 進(jìn)入 21 世紀(jì)之后， RFID 產(chǎn)品越加豐富， RFID 成本的不斷降低 使得應(yīng)用規(guī)模也隨著一步步 擴(kuò)大，促使 RFID 相關(guān)技術(shù)理論 進(jìn)一步豐富和完善。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 5 RFID 主要應(yīng)用 RFID 技術(shù)應(yīng)用主要分為三個(gè)方面：安全、追蹤以及真實(shí)性。下面提供了一個(gè) RFID 的主流應(yīng)用目錄 [10]： 安全： ? 訪問控制：鑰匙和防盜系統(tǒng)； ?巡邏驗(yàn)證：過程管理； ?防盜：商品。 跟蹤： ?供應(yīng)鏈：倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)和庫(kù)存控制； ?人和動(dòng)物：個(gè)人，兒童，病人，運(yùn)動(dòng)員，牛，以及寵物； ?財(cái)產(chǎn)：航空行李，設(shè)備以及貨物。 真?zhèn)涡裕? ?資金：紙幣； ?藥品：藥品包裝； 電子支付： ?交通運(yùn)輸：汽車通行費(fèi)： Fas Trak， EZpass； ?票務(wù)：流水通行證； ?信用卡 /借記卡：用 MasterCard 的 PayPass。 娛樂： ?智能玩具：交互特征。 RFID 技術(shù)產(chǎn)品 提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也 保障了公共安全 ， 在提升社會(huì)信息化水平方面也產(chǎn)生了重要的影響 ， RFID 在 各個(gè) 領(lǐng)域 的廣泛應(yīng)用 已經(jīng)很大程度上 改善了人們的生活質(zhì)量， 我們有理由相信相信在未來的幾年中， RFID 技術(shù)將繼續(xù)保持高速發(fā)展的勢(shì)頭。 RFID 技術(shù)原理 RFID 技術(shù) 是一種非接觸式的無線識(shí)別技術(shù) ， 系統(tǒng)主要由 RFID 標(biāo)簽， 標(biāo)簽 閱讀器以及天線組成 三個(gè)部分組成 。天線 是連接標(biāo)簽與閱讀器之間的紐帶，其 功能就是在標(biāo)簽與閱讀器之間傳遞 數(shù)據(jù) 信號(hào)。 全球主要有 868MHz、 915MHz 和 三個(gè)工作頻段， 本系統(tǒng)采用 的是 915MHz 工作頻段， 在此頻段內(nèi) 多個(gè)標(biāo)簽識(shí)別距離和性能最好。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 6 圖 RFID 系統(tǒng)構(gòu)成 RFID 標(biāo)簽 標(biāo)簽分為三類：無源，有源，半有源半無源 三種 。 無源標(biāo)簽構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，由存儲(chǔ)器、控制模塊、射頻模塊 還有 天線組成。 每 一個(gè)標(biāo)簽具備 全球 獨(dú)一無二 的電子編碼 (即 ID 號(hào) —— UID， UID 是在制作芯片時(shí) 固定在 ROM 中的 ，無法 篡改 )。因?yàn)闊o源的 RFID 識(shí)別距離相對(duì)較短，所以本系統(tǒng)采用的是近距離的電感耦合。讀寫器通過 天線發(fā)射特定 頻率的射頻 信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽 進(jìn)入 射頻識(shí)別 工作區(qū)域時(shí) 就會(huì)在其內(nèi)部的線圈中 產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡 因此 獲得能量被啟動(dòng)。 標(biāo)簽利用線圈中的感應(yīng)電流所傳遞的能量將自身 信息透過卡內(nèi)天線 返回 出去。 閱讀器 接收接收到從 標(biāo)簽 發(fā)送來的載波信號(hào)，經(jīng) 過對(duì)信號(hào)的的解調(diào)和譯碼 后 傳 送到后 臺(tái)軟件系統(tǒng) 進(jìn)行下一步 處理。 后臺(tái)軟件系統(tǒng) 對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行 邏輯運(yùn)算 以此 判斷該 標(biāo)簽的合法與否 ， 然后根據(jù)設(shè)定的模型做出 相應(yīng)的處理和控制， 最后回發(fā) 指令信號(hào)控制執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作 [14]。 圖 識(shí)別原理簡(jiǎn)介 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 7 有源電子標(biāo)簽又稱主動(dòng)標(biāo)簽， 完全由 標(biāo)簽 內(nèi)部 的 電池供給 標(biāo)簽 工作所需要 的工作 能量 。主動(dòng)標(biāo)簽 因?yàn)?自身 攜帶 電池供電，讀 /寫距離較遠(yuǎn)（約在 100 米 ~1500 米），采用 的是 電磁耦合方式，體積 相對(duì)大一些 ， 成本也相對(duì)于無源 標(biāo)簽高， 當(dāng)標(biāo)簽的工作 能量耗盡后需 及時(shí)更換電池 才能保障系統(tǒng)正常工作 。 出 于安全性以及準(zhǔn)確性考慮，本系統(tǒng)采用的是有源 RFID標(biāo)簽。 圖 電磁耦合 半有源半無源標(biāo)簽相比較無源標(biāo)簽，多一個(gè)電路喚醒模塊，自身帶有電源，但是在通常情況下處于斷電狀態(tài)。當(dāng)其進(jìn)入射頻識(shí)別區(qū)域時(shí)，從閱讀器獲得的電磁信號(hào)激活喚醒電路，從而變成一個(gè)“有源 RFID 標(biāo)簽”。 圖 帶有喚醒電路的 RFID 標(biāo)簽 閱讀器 RFID 閱讀器 即射頻識(shí)別技術(shù)，此技術(shù)通常用于無線收發(fā) 方面 。 RFID 閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。一個(gè)復(fù)雜的 RFID 系統(tǒng)的閱讀器一般還有蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 8 后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)， 對(duì)其所收集到的信息進(jìn)行處理。 RFID 閱讀器的優(yōu)點(diǎn)有以下五點(diǎn) [15]： 、跟蹤、追溯 RFID 定位技術(shù) 本課題研究的是基于 RFID 的車輛定位與電子地圖顯示系統(tǒng)，所以基本要點(diǎn)就是要獲得 RFID 標(biāo)簽的位置。傳統(tǒng)的 GPS 定位技術(shù)是通過終端發(fā)送定位請(qǐng)求，通過衛(wèi)星對(duì)請(qǐng)求端進(jìn)行定位，至少需要 3 顆衛(wèi)星才能對(duì)其進(jìn)行定位。一般采用 4 顆衛(wèi)星，其中一顆用來矯正定位誤差。這種定位方法對(duì)客戶端的要過比較苛刻，首先就需要客戶端能發(fā)送 有效的等你改為請(qǐng)求到服務(wù)器端，受天氣的影響也非常大，有時(shí)候 在室內(nèi)或者衛(wèi)星信號(hào)覆蓋 比較 差的區(qū)域定位效果就會(huì)非常差甚至 根本無法進(jìn)行定位。這在實(shí)際應(yīng)用中的缺陷非常明顯，因?yàn)樵绞窃趷毫拥沫h(huán)境下，越是在沒有狹小封閉的空暇內(nèi)，定位功能就越發(fā)重要，人們對(duì)定位功能的需求就越緊迫。而另外一種通過電信運(yùn)營(yíng)商的基站位置定位的技術(shù)，雖然不需要借用衛(wèi)星，但是因?yàn)榛镜脑O(shè)置不會(huì)太緊密，所以誤差過大，不能達(dá)到準(zhǔn)確定位的要求。所以傳統(tǒng)的 GPS 定位技 術(shù)就會(huì)常常出現(xiàn)“關(guān)鍵時(shí)候掉鏈子”的現(xiàn)象。 然而 RFID 定位技術(shù) [16]與傳統(tǒng)的定位技術(shù)不同的是， RFID 標(biāo)簽不需要定位衛(wèi)星的參與，也不用基站定位。因?yàn)?RFID必然需要與閱讀器進(jìn)行交互，所以根據(jù)閱讀器的位置定位 RFID標(biāo)簽是一種可行的方法。而 RFID 閱讀器相比較基站而言成本低的多，可以實(shí)現(xiàn)緊密部署，相對(duì)于 RFID 標(biāo)簽的位置而言也近的多。如此一來， RFID 的定位準(zhǔn)確性也能得到很大的保障。所以，無論是從自然環(huán)境方面考慮，還是從設(shè)備部署、成本、準(zhǔn)確性方面考慮，亦或是從適用情景、自身工作條件方面考慮， RFID 定位技術(shù) 都有著無比巨大的優(yōu)勢(shì)。 目前已有多種不同的 RFID 定位方法，這里舉出以下兩個(gè)個(gè)距離估計(jì)法： （ 1） SpotON： SpotON 系統(tǒng)采用可調(diào)整的長(zhǎng)距離主動(dòng) RFID 標(biāo)簽，用多個(gè)閱讀器同時(shí)測(cè)量同一個(gè) RFID 標(biāo)簽所發(fā)來信號(hào)的強(qiáng)度，通過信號(hào)的強(qiáng)度值可以計(jì)算得到目標(biāo)源相對(duì)于閱讀器的距離。用至少 3 個(gè)閱讀器所獲得的距離就可以對(duì)目標(biāo) RFID 進(jìn)行定位。 （ 2） SAWID－ tags：表面聲波識(shí)別標(biāo)簽全部是無源標(biāo)簽，標(biāo)簽采用脈沖壓縮和編碼技術(shù)。首先測(cè)定每個(gè)標(biāo)簽脈沖反應(yīng)的頻率，然后標(biāo)簽重新傳送相關(guān)信號(hào)。重傳信號(hào)會(huì)有一個(gè)自相關(guān)峰值，產(chǎn)生 幅度值最高的脈沖響應(yīng)標(biāo)簽就是待定位點(diǎn)的標(biāo)簽。基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間的蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文） 9 方法測(cè)量每個(gè)閱讀器 i 與標(biāo)簽之間的距離如式（ 1）所示。 ???? = ????????????,?????????????????????????????????,????0 公式 (1) 其中， Tsys 是系統(tǒng)的時(shí)間延時(shí)； Tcable， i 是預(yù)校準(zhǔn)脈沖期間接收天線和解調(diào)器之間電纜傳輸延時(shí)； TSAW 是所有標(biāo)簽的時(shí)間延時(shí)。有 3 個(gè)估計(jì)距離時(shí)，系統(tǒng)用三邊測(cè)量法定位標(biāo)簽。 結(jié)合這兩種定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以對(duì)基于 RFID的距離估計(jì)法進(jìn)行優(yōu)化，先采用 SpotON系統(tǒng)對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，把信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為識(shí)別半徑。 當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入射頻識(shí)別區(qū)域時(shí)，能識(shí)別到該標(biāo)簽的閱讀器分為 4 中情況：