【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 敵我雙方的飛機(jī) ,其 后隨著晶體管集成電路、微處理芯片、通信網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的發(fā)展， RFID 技術(shù)的研究逐漸開(kāi)展。 RFID 的應(yīng)用在 20 世紀(jì) 60 年代應(yīng)運(yùn)而生 ,出現(xiàn)了商用的 RFID 系統(tǒng) —— 電子商品監(jiān)視設(shè)備，該設(shè)備被認(rèn)為是 RFID 技術(shù)最早且最廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)。 20世紀(jì) 70 年代，各種機(jī)構(gòu)都開(kāi)始致力于 RFID 技術(shù)的開(kāi)發(fā)，誕生了不少的研究成果，并且將 RFID 技術(shù)成功應(yīng)用于自動(dòng)汽車(chē)識(shí)別的電子計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、動(dòng)物跟蹤以及工廠自動(dòng)化等。 20世紀(jì) 80 年代是充分利用 RFID 技術(shù)的 10年，第一個(gè)實(shí)用的 RFID電子收費(fèi)系統(tǒng)于 1987 年在挪威正式投入使用。 20 世紀(jì) 90 年代是 RFID 技術(shù)繁榮發(fā)展的 10年，在美國(guó)大量配置了電子收費(fèi)系統(tǒng)， 1991 年在俄克拉荷馬州建成了世界上第一個(gè)開(kāi)放的高速公路不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，汽車(chē)可以高速通過(guò)計(jì)費(fèi)站。同時(shí)，由于已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了小到能夠密封到汽車(chē)鑰匙中的電子標(biāo)簽，日本豐田汽車(chē)、美國(guó)福特汽車(chē)、日本三菱汽車(chē)和韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)的歐洲車(chē)型將 RFID 技術(shù)用于汽車(chē)防盜系統(tǒng)中。從 20 世紀(jì)末到 21 世紀(jì)初，各種新功能的RFID 系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，而且加入防碰撞協(xié)議，使得一個(gè)閱讀器可以同時(shí)讀出至少 40 個(gè)電子標(biāo)簽的內(nèi)容信息 ,同時(shí)也增加了電子錢(qián)包需要的低功耗讀寫(xiě)、數(shù)據(jù)加密等多 種功能，為 RFID 系統(tǒng)的應(yīng)用提供更加廣泛的應(yīng)用前景。 2RFID 技術(shù)的分類(lèi) 標(biāo)簽的供電形式 按照標(biāo)簽獲取電能方式的不同 ,可以把標(biāo)簽分成有源標(biāo)簽、無(wú)源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽內(nèi)部自帶電池進(jìn)行供電，它的電能充足，工作可靠性強(qiáng)，信號(hào)傳送的距離遠(yuǎn)。無(wú)源標(biāo)簽內(nèi)部不帶電池，靠外界提供能量才能正常工作。半有源標(biāo)簽介于兩者之間，雖然帶有電池，但是電池的能量只用于激活系統(tǒng)，系統(tǒng)激活后無(wú)需電池供電，進(jìn)入無(wú)源標(biāo)簽工作模式。 標(biāo)簽的工作方式 按照標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的形式方法， RFID 可分為主動(dòng)式、被動(dòng) 式和半主動(dòng)式。主動(dòng)式電子標(biāo)簽用自身的射頻能量主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)給閱讀器 ,在遇到障礙物的情況下，只需穿過(guò)障礙物一次，讀寫(xiě)距離更遠(yuǎn)。被動(dòng)式系統(tǒng)必須利用讀寫(xiě)器的載波來(lái)調(diào)制自身的信號(hào) ,在遇到 障礙物的情況下 ,讀寫(xiě)器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。半主動(dòng)式 RFID 系統(tǒng)雖然本身帶有電池，但是標(biāo)簽并不是主動(dòng)通過(guò)自身能量發(fā)送數(shù)據(jù)給閱讀器，電池只負(fù)責(zé)對(duì)標(biāo)簽內(nèi)部電路供電。標(biāo)簽需要被閱讀器的能量激活，才通過(guò)反向散射調(diào)制的方式傳送本身數(shù)據(jù)。 標(biāo)簽的工作頻率 標(biāo)簽的工作頻率也就是射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率，可分為低頻、中頻和高頻 RFID 系統(tǒng) (見(jiàn)圖 2 略 )。低頻標(biāo)簽的工作頻率范圍為 30300kHz，典型的工作頻率有 125kHz 和 133kHz，一般為無(wú)源標(biāo)簽，閱讀距離通常小于 1m，適合近距離、低速度、數(shù)據(jù)量要求較少的情況下應(yīng)用，典型應(yīng)用有工具識(shí)別、容器識(shí)別、電子閉鎖、動(dòng)物識(shí)別防盜等。中高頻段電子標(biāo)簽的工作頻率一般為 3～ 30MHz，典型工作頻率為 ，閱讀距離通常也小于 1m(最大讀取距離為 )，可方便地做成卡的形狀，其典型應(yīng)用包括電子身份證、電子車(chē)票、電子閉鎖防盜等。高頻段電子標(biāo)簽的工作頻段處于超高頻 (UHF)或微波頻段 ,典型 工作頻率通常有、 862928MHz、 、 ，閱讀距離大于 1m，典型情況為 47m，最大可達(dá) 10m，一般應(yīng)用于集裝箱的管理、供應(yīng)鏈上的管理和生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化的管理等。 標(biāo)簽的可讀性 根據(jù)電子標(biāo)簽內(nèi)部使用存儲(chǔ)器類(lèi)型的不同，電子標(biāo)簽可分為 3種，即可讀寫(xiě)標(biāo)簽、一次寫(xiě)入多次讀出標(biāo)簽及只讀標(biāo)簽。只讀標(biāo)簽內(nèi)部只有只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器?？勺x寫(xiě)標(biāo)簽內(nèi)部的存儲(chǔ)器除了只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和緩沖存儲(chǔ)器之外，還有非活動(dòng)可編程記憶存儲(chǔ)器，在加電的情況下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原有數(shù)據(jù)的擦除 及數(shù)據(jù)的重新寫(xiě)入。一次寫(xiě)入多次讀出標(biāo)簽是用戶(hù)可以進(jìn)行一次性寫(xiě)入的標(biāo)簽。但寫(xiě)入后的數(shù)據(jù)不能被改變。 標(biāo)簽中存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力 根據(jù)標(biāo)簽中存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的不同，分為僅用于標(biāo)識(shí)目的的標(biāo)識(shí)標(biāo)簽與便攜式數(shù)據(jù)文件兩種。對(duì)于標(biāo)識(shí)標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，標(biāo)簽中存儲(chǔ)的是一個(gè)數(shù)字或多個(gè)數(shù)字、字母、字符串，作為標(biāo)識(shí)的目的或者是作為進(jìn)入信息管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)的鑰匙。便攜式數(shù)據(jù)文件標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量非常大，有關(guān)于被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的所有信息，讀標(biāo)簽就可以得到關(guān)于被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的所有信，而不用再連接數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息讀取。 標(biāo)簽和閱讀器之間的通 信工作時(shí)序 時(shí)序是指標(biāo)簽和閱讀器的工作次序問(wèn)題，即是閱讀器首先喚醒還是標(biāo)簽首先自報(bào)。對(duì)于無(wú)源標(biāo)簽來(lái)講，一般是采用閱讀器先講的形式；如果是多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)讀，可以采用閱讀器先講的形式，也可以采用標(biāo)簽先講的形式。 數(shù)據(jù)通信方式 按數(shù)據(jù)在 RFID 閱讀器與電子標(biāo)簽之間的通信方式， RFID 系統(tǒng)可以劃分為 3 種，半雙工系統(tǒng)、全雙工系統(tǒng)和時(shí)序系統(tǒng)。半雙工系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽和閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳輸是交替進(jìn)行的； 在全雙工系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽和閱讀器之間數(shù)據(jù)的雙向傳輸是同時(shí)進(jìn)行的；在時(shí)序系統(tǒng)中，從閱讀器到電子標(biāo)簽的能最供給和數(shù)據(jù)傳輸與從電子標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸在時(shí)間上是 交叉進(jìn)行的。 3RFID 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀 RFID 是一種提高識(shí)別效率和準(zhǔn)確性的工具，該技術(shù)能夠完全替代條形碼，其最大優(yōu)勢(shì)就是磁條所帶來(lái)的信息的可網(wǎng)絡(luò)化和無(wú)線(xiàn)識(shí)別，最常見(jiàn)的應(yīng)用包括 ETC(電子收費(fèi) )、鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛識(shí)別與跟蹤、零售業(yè)中的貨物管理、文檔追蹤和圖書(shū)館管理、出入門(mén)禁管理、重要物資流向控制和定點(diǎn)跟蹤物流管理等。目前在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用面還比較窄，主 要是在農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤追溯及動(dòng)物的識(shí)別等方面。 農(nóng)產(chǎn)品可追溯性是指從供應(yīng)鏈的終端到始端識(shí)別產(chǎn)品或產(chǎn)品成分來(lái)源的能力，即通過(guò)記錄或標(biāo)識(shí)來(lái)追溯農(nóng)產(chǎn)品的歷史、位置等的能力。農(nóng)業(yè)部頒布實(shí)施的《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯操作規(guī)程通則》 (標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)： NY/T 1761— 2020)定義追溯信息為具備質(zhì)量追溯能力的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、流通各環(huán)節(jié)記錄信息的總和 ,其信息內(nèi)容應(yīng)覆蓋該環(huán)節(jié)操作時(shí)間、地點(diǎn)、責(zé)任主體、產(chǎn)品批次及質(zhì)量安全相關(guān)內(nèi)容。 在國(guó)外，應(yīng)用 RFID 技術(shù)建立的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)督體系已得到了廣泛的應(yīng)用，很 多畜牧場(chǎng)運(yùn)用RFID 監(jiān)測(cè)飼養(yǎng)、屠宰加工、檢疫、儲(chǔ)運(yùn)和銷(xiāo)售，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯發(fā)展水平很高。在國(guó)內(nèi)， RFID 技術(shù)逐漸應(yīng)用于果蔬、農(nóng)畜產(chǎn)品等方面應(yīng)用 .部分企業(yè)也建立了應(yīng)用安全追溯信息體系，開(kāi)始實(shí)施農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)的試點(diǎn)工程。 2020 年，財(cái)政部、商務(wù)部在海南省啟動(dòng)海南農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代流通綜合試點(diǎn)，將建立起流通全過(guò)程的農(nóng)產(chǎn)品追溯體系、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平作為一項(xiàng)工作重點(diǎn)，海南惠民農(nóng)產(chǎn)品出口配送有限公司是海南最先實(shí)行“統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，源頭可追溯”的企業(yè)之一。該公司通過(guò)對(duì) 10 萬(wàn)畝種植基地的農(nóng)戶(hù)推行統(tǒng)一的管理，提供科技服務(wù)，使所有 的農(nóng)產(chǎn)品都具有一張“有著成長(zhǎng)記錄的身份證”，能夠查詢(xún)到農(nóng)產(chǎn)品從播種到收購(gòu)全過(guò)程的用藥情況，以信息可追溯的方式保障種植、田間管理、采收、加工各環(huán)節(jié)符合國(guó)際無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)。 農(nóng)業(yè)數(shù)字化養(yǎng)殖 數(shù)字化精細(xì)養(yǎng)殖是數(shù)字農(nóng)業(yè)的重要組成部分。數(shù)字化精細(xì)養(yǎng)殖是提高農(nóng)業(yè)效益和集約化程度的重要手段，在畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)運(yùn)用 RFID 技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化精細(xì)養(yǎng)殖被廣泛應(yīng)用。利用RFID 技術(shù)跟蹤圈養(yǎng)牲畜的生產(chǎn)活動(dòng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信連接以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制中心構(gòu)成精細(xì)養(yǎng)殖數(shù)字化系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)。 20 世紀(jì) 80 年代，荷蘭、美國(guó)、日本、新西蘭 、澳大利亞等國(guó)已經(jīng)建立了一些數(shù)字化程度很高的奶牛場(chǎng)。數(shù)字化奶牛精細(xì)養(yǎng)殖的研究?jī)?nèi)容包括奶牛營(yíng)養(yǎng)需要模型、飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)庫(kù)、精細(xì)養(yǎng)殖數(shù)字化系統(tǒng) 3 個(gè)主要方面。營(yíng)養(yǎng)需要模型是在大量營(yíng)養(yǎng)、飼養(yǎng)試驗(yàn)基礎(chǔ)上建立的奶牛各項(xiàng)信息與各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量之間的數(shù)量關(guān)系模型。飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)庫(kù)是奶牛精細(xì)養(yǎng)殖技術(shù)的重要基礎(chǔ)，而建立奶牛生產(chǎn)管理的數(shù)字化系統(tǒng)可以加快奶牛營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究成果在生產(chǎn)中的應(yīng)用，推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)奶業(yè)生產(chǎn)的投入產(chǎn)出比例。 在我國(guó)濱州，由中科院海洋所、中國(guó)海洋大學(xué)、濱州市水產(chǎn)研究所等單位共同承擔(dān)的國(guó)家“ 863”項(xiàng)目課題“重要鮮活水產(chǎn)品綠色供應(yīng)鏈技術(shù)創(chuàng)新與集成”開(kāi)發(fā)的“蝦場(chǎng)信息管理系 統(tǒng)”就是利用 RFID 技術(shù)建立的能實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦養(yǎng)殖管理的信息系統(tǒng) ,是國(guó)內(nèi)首次將 RFID 技術(shù)運(yùn)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖上，能夠方便、科學(xué)地采集水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，為建立水產(chǎn)動(dòng)物的可追溯體系提供了基礎(chǔ)。此外，云南農(nóng)業(yè)信息中心的何湘等人設(shè)計(jì)的基于 RFID 技術(shù)的奶牛疫病監(jiān)管系統(tǒng) ,通過(guò)建立奶牛疫病數(shù)據(jù)庫(kù)在 RFID 技術(shù)的支持下可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)對(duì)奶牛疫病防治監(jiān)控信息庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn) ,對(duì)疫病數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工、整理，實(shí)施奶牛信息的調(diào)用及統(tǒng)計(jì)。該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖 3 略所示。 在蜜蜂研究中的應(yīng)用 近年來(lái)， RFID 技術(shù)逐漸被運(yùn)用到蜜蜂的科學(xué)研究領(lǐng)域中去。德國(guó)的 Microsensys 公司應(yīng)用RFID 技術(shù)生產(chǎn)了專(zhuān)門(mén)的蜜蜂研究使用的 RFID 設(shè)備，主要由電子標(biāo)簽、電子標(biāo)簽寫(xiě)入筆、天線(xiàn)和閱讀器組成，在德國(guó)和澳大利亞相關(guān)蜜蜂實(shí)驗(yàn)室使用，通過(guò)將標(biāo)簽貼在蜜蜂胸部背板上，可以確定帶有電子標(biāo)簽的蜜蜂出入的時(shí)間。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂研究所與廣州市遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司合作研發(fā)的蜜蜂研究使用的 RFID 設(shè)備是一次有著重要意義的技術(shù)革新，將蜜蜂的研究帶入了更細(xì)化的境界?？梢栽诜淙禾幱谧匀粻顟B(tài)下通過(guò) RFID 技術(shù)對(duì)蜜蜂個(gè)體進(jìn)行細(xì)致準(zhǔn)確的觀測(cè)，記錄下蜜蜂個(gè)體進(jìn)出巢房的時(shí)間和次數(shù)。相比人通過(guò)肉眼觀察數(shù)據(jù)，借由 RFID 技術(shù)進(jìn)行蜜蜂的研究更為準(zhǔn)確和科學(xué)，在蜜蜂生物學(xué)、飼養(yǎng)學(xué)及育種學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。 在林業(yè)中的應(yīng)用 RFID 技術(shù)當(dāng)前在林業(yè)中的應(yīng)用主要有名樹(shù)古木管理和苗木花卉栽培兩個(gè)方面。名樹(shù)古木管理人員為古樹(shù)植入帶有識(shí)別信息和相關(guān)屬性、養(yǎng)護(hù)等信息電子標(biāo)簽，通過(guò)閱讀器將標(biāo)簽中的信息識(shí)別出來(lái)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒐芾硐到y(tǒng)，從而有效幫助護(hù)理人員實(shí)現(xiàn)對(duì)名樹(shù)古木的全程追蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異樣狀況并及早處理，其工作 流程見(jiàn)圖 4 略。在苗木花卉栽培中， RFID技術(shù)在世界領(lǐng)域更被廣泛應(yīng)用。通過(guò)實(shí)時(shí)傳感采集和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，摸索出植物生長(zhǎng)對(duì)溫、濕、光、土壤的需求規(guī)律，提供精確的科研實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在荷蘭， WPS HortiSystems 公司與TAGSYS、 Zetes 公司聯(lián)手向花卉培育經(jīng)營(yíng)者提供 RFID 解決方案，該方案可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的溫室植物單品追蹤管理，以此提高作物從播種到銷(xiāo)售期間的質(zhì)量和產(chǎn)量。臺(tái)灣的 RFID 技術(shù)被用于蝴蝶蘭培育體系，全程控管溫室栽培過(guò)程與資料追溯，利用現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)收集的資料作為立即改善作業(yè)流程的依據(jù)，提升管理效率與附加 價(jià)值，極大地提高了臺(tái)灣蝴蝶蘭的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。 在種質(zhì)基因庫(kù)中的應(yīng)用 我國(guó)是世界作物種質(zhì)資源起源中心之一，作物種質(zhì)資源非常豐富。目前，我國(guó)已經(jīng)建立了世界上種質(zhì)資源數(shù)量最多的國(guó)家種質(zhì)庫(kù)。針對(duì)數(shù)量巨大的種子數(shù)據(jù)，國(guó)家種子庫(kù)采用條形碼管理技術(shù)來(lái)惟一標(biāo)識(shí)種子，但是條形碼在實(shí)際應(yīng)用中存在很多弊端，如標(biāo)簽容易磨損，數(shù)據(jù)量很小。國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家學(xué)者正在嘗試在建設(shè)種質(zhì)基因庫(kù)的過(guò)程中采用電子識(shí)