RFID技術相關應用調研

一、RFID的特點及應用

1.什么是RFID?

RFID是Radio

Frequency

Identi

Fication的縮寫，即無線射頻識別。常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼，等等。

RFID系統組成：

標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個RFID標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，俗稱電子標簽或智能標簽;讀取器/讀寫器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式;天線(Antenna)：在RFID標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

一套完整的系統還需具備：數據傳輸和處理系統。

RFID電子標簽：有源標簽，無源標簽，半有源半無源標簽。

RFID工作原理：標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(Passive

Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發送某一頻率的信號(Active

Tag，有源標簽或主動標簽);解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

RFID技術：RFID無線射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽，操作快捷方便。

2.RFID技術的應用：

短距離射頻識別產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環境，可在這樣的環境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。

長距射頻識別產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。

1、在零售業中，條形碼技術的運用使得數以萬計的商品種類、價格、產地、批次、貨架、庫存、銷售等各環節被管理得井然有序;

2、采用車輛自動識別技術，使得路橋、停車場等收費場所避免了車輛排隊通關現象，減少了時間浪費，從而極大地提高了交通運輸效率及交通運輸設施的通行能力;

3、在自動化的生產流水線上，整個產品生產流程的各個環節均被置于嚴密的監控和管理之下;

4、在粉塵、污染、寒冷、炎熱等惡劣環境中，遠距離射頻識別技術的運用改善了卡車司機必須下車辦理手續的不便;

5、在公交車的運行管理中，自動識別系統準確地記錄著車輛在沿線各站點的到發站時刻，為車輛調度及全程運行管理提供實時可靠的信息。

RFID電子標簽的技術應用非常廣泛，目前典型應用：動物晶片、門禁控制、航空包裹識別、文檔追蹤管理、包裹追蹤識別、畜牧業、后勤管理、移動商務、產品防偽、運動計時、票證管理、汽車晶片防盜器、停車場管制、生產線自動化、物料管理等等。

3.電子標簽RFID七大特點：

傳統條形碼識別技術相比，RFID有以下優勢：

1.快速掃描

條形碼一次只能有一個條形碼受到掃描;RFID辨識器可同時辨識讀取數個RFID標簽。

2.體積小型化、形狀多樣化

RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。此外，RFID標簽更可往小型化與多樣形態發展，以應用于不同產品。

3.抗污染能力和耐久性

傳統條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損;RFID卷標是將數據存在芯片中，因此可以免受污損。

4.可重復使用

現今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標簽則可以重復地新增、修改、刪除RFID卷標內儲存的數據，方便信息的更新。

5.穿透性和無屏障閱讀

在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質，并能夠進行穿透性通信。而條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。

6.數據的記憶容量大

一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大的容量可儲存2至3000字符，RFID最大的容量則有數Mega

Bytes。隨著記憶載體的發展，數據容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標所能擴充容量的需求也相應增加。

7.安全性

由于RFID承載的是電子式信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造。

近年來，RFID因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個企業大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷售企業和制造企業互聯，從而更加準確地接收反饋信息，控制需求信息，優化整個供應鏈。

二、應用領域概況

1.圖書館中的應用

圖書管理是RFID技術應用的一個重要方面，圖書館是圖書管理需求最為集中的應用場所。據調研分析，目前全國共有1萬多家圖書館，且大多數圖書館已經從純手工管理方式過度到了采用條形碼識別、計算機網絡、計算機軟件技術的數字化管理模式。雖然采用了許多現代化技術，但還是有許多問題困擾著圖書館的管理及工作人員。

通過系統的需求調研，RFID技術應用于圖書館圖書管理過程中需要解決的主要問題包括以下幾個方面：

（1）

實現電子表情的轉換

（2）

實現圖書自助借還

（3）

實現圖書快速盤點

（4）

實現圖書快速查找

（5）

實現錯架圖書快速整理

（6）

實現RFID安全門禁

（7）

實現與現有系統無縫連接

2.食品監管中的應用

在食品供應鏈中將全面運用RFID電子標簽技術，實現食品的安全信息全程溯源。進入園區的蔬菜、水果、水產品、蛋等初級產品及配送的餐飲半成品等，包裝袋上都將戴上RFID標簽，這個標簽會儲存種植養殖企業或生產單位、品名、產地、生產日期、保質期等信息，在專供食品的物流貨車上也配備相應的RFID設備，對裝載冷藏、冷凍食品的車輛配備RFID等溫度連續監控設備。在食品進入園區時，工作人員通過手持式RFID讀取器，就能在現場快速追溯食品和原料的來源。

3.服裝行業的應用

RFID技術在服裝行業的應用越來越收到服裝企業主的重視，通過RFID技術提供供應鏈管理的透明度，提高庫存轉轉率，減少缺貨損失，提升門店的消費體驗.通過RFID技術基本上為服裝行業帶來四大類的利益：

1.快：物流效率快，貨品交接點數快，提高物流作業效率

.準：數據準，在供應鏈的各個環節對服裝的流通數據采集準確

3.防：通過嵌入RFID芯片到服裝內部，實現防竄貨和防偽功效，而且還提高物流效率。

4.服務：通過RFID智能商店，提高消費者體驗，通過互動，更多商品的展示，快速響應消費者需求來

提高服務水平，提升門店銷售額。

4.物聯網中的應用

RFID中的射頻模塊是物聯網的基礎，RFID的應用是物聯網的核心。射頻識別技術的優勢很明顯，它可以容納大量數據信息，能反復修改，讀取速度快，識別的功能、效率也能得到大大的提升，可以同時遠距離識別多個高速運動的物體，不受惡劣的環境影響，且安全性好。從理論上說，裝上射頻標簽后，全世界的物品都將擁有獨一無二、功能強大、非接觸快速讀取的“身份證”。

正是因為這個特征，它可以被廣泛的應用在各個領域，如物流過程中物流追蹤，信息自動采集，倉儲應用，港口應用，快遞；商品的銷售數據實時統計、補貨、防盜；生產數據的實時監控、質量追蹤、自動化生產；旅客機票，行李包裹追蹤；車輛管理、人員進出；物流管理、資產跟蹤識別、產品核心組件跟蹤識別、產品核心組件的生命周期管理等各個領域，RFID技術是物聯網技術的重要組成部分，它的發展將極大的推動物聯網的應用，其應用前景不可估量。

5.車輛管理中的應用

智能停車場系統性能特點如下：

(1)采用了射頻識別技術和計算機控制，自動化程度高，控制準確。

(2)采用遠距離智能識別標簽技術，防偽性能良好。停車的車輛擁有一個唯一序列號的標簽卡，該序列號不能更改。多重加密技術，唯一識別，無法仿制。而且只有該系統發行認可。

(3)非接觸式智能標簽卡使用時無機械接觸動作，遠距離感應通訊，無方向性，卡片可以在讀寫器的遠距離讀卡范圍內，在車輛不停車的同時就可以完成讀卡的操作，方便用戶的使用。

(4)道閘根據車輛的通行情況自動升起和降落，并具有防砸車功能。

(5)停車收費由計算機統計和確認。

(6)采用計算機網絡和收費軟件相結合的方法，防止了非法的修改和越權查閱資料。

(7)管理計算機和各個收費計算機可以實現實時通訊，并且管理計算機具有外接接口，網絡擴展性強。

(8)采用標準的工業控制系統結構，可根據用戶的不同要求組織不同系統的配置，方便靈活。

(9)安裝、調試、維護簡單方便，易于更換及檢修。

(10)整個系統性能穩定，使用可靠。

三、案例分析

醫院智能管理系統(RFID行業應用案例）

目前，醫院管理還是不夠人性化和智能化。具體表現在以下方面

：

1.患者病情加重，當病人出現突發病情，而病人當時不知情的情況下，病人的體溫出現變化

2.醫療服務的遲延，當所需的醫生不能及時找到時，其病房會引起閑置并導致傷患搶救時機的喪失

3、有些病患者未經允許擅自離開病房或者進入其他區域所引起的對其自身和他人的疾病威脅，沒有形成對病人的定位管理

4、沒有智能化的病人監督體系，對病人的治療程序沒有完整明確的記錄過程。如病人治療到哪一階段了，該服藥了有沒有發出提醒信號，護士的護理是不是合乎病人病情發展的要求

5、婦產科母嬰的鑒定，有時會發生陰差陽錯抱錯嬰兒的事情，也有偷盜嬰兒的事情發生等

針對目前醫療行業客觀存在的上述需求，蘇州木蘭電子科技有限公司近期推出了基于有源RFID技術的“病人實時監控系統”。將采集到的人體溫度數據持續記錄在有源電子標簽內，對病人進行細致地、實時地管理。

2、RFID系統工作原理簡圖

主要工作流程：

3、給每個病人佩戴相關的RFID電子標簽卡，該卡的信息和病人的相關信息具有唯一性的對應，其主動向外界發出信號，當信號被病房附近裝設的相關讀卡器讀到，然后通過各種傳輸方式（RS485＼以太網等）將信號傳到醫院后臺管理中心，通過查看管理中心數據庫病人的病情記錄信息，就可以對別人的信息了如指掌，一清二楚。還有，對病人的實時監控以及區域定位，因為每個病人都佩戴有標示自己唯一性身份的RFID標簽卡，而醫院隨處都安裝有RFID遠距離讀卡器，也就是病人的一舉一動，出行軌跡等所有信息都隨時在監控的范圍之內，從而達到實時監控全程跟蹤的目的。在母嬰鑒定，嬰兒防盜方面，會有相關唯一性標簽對應關系以及權限設置即時報警提示功能。

3.智能醫院管理系統示意圖

示意圖中，讀卡器是安裝在醫院不同角落的，根據具體情況而設立的。當然，讀卡器可以是固定讀卡器，根據功能需求也可以使用手持式PDA讀卡器。病人所佩戴的標簽卡也有各種形式的，據不同的情況而定。

一、系統介紹

1、系統組成電子標簽：

ML-T系列的有源射頻卡，識別距離范圍是2-80M，工作方式是主動式的。是能呼叫的，比如按一下按鈕醫生就知道那個病人呼叫。

固定讀卡器：由木蘭自主研發生產的ML-M系列遠距離全向性讀卡器，用來自動讀取射頻卡的信息。每個病房安裝一個。

監控軟件系統：由電腦和軟件系統組成。

二、方案介紹

1、病人的區域定位管理

因為給每一個病人都發放一個可以代表自己唯一性身份的標簽卡，該卡不斷主動地向外界發出信號，而醫院到處都安裝有RFID遠距離讀卡器，這樣病人的活動都在系統監視的范圍內，而讀卡器是有編號的，也有固定的位置的，當病人出現在某一個位置時會被附近相關的讀卡器讀到，根據讀卡器的位置可達到對病人區域定位的效果。

當然，根據病人病情的不同，會設置病人的活動范圍，當病人離開病房或到了不該到的地方時，通過管理軟件相關權限的設置，系統會發出報警信號，提醒相關工作人員及時處理。

這樣，病人的區域定位管理便可實現。

2、母嬰管理體系

母嬰對應：

當嬰兒出生之后，也會給嬰兒佩戴一個可以標示唯一性身份的標簽卡，考慮到嬰兒抱錯以及被竊等問題，該標簽設置成防水放拆型的，當有人強制拆掉時會發出報警信號，而且，嬰兒的標簽卡信息和母親的信息具有一一對應性，要確定是不是抱錯了嬰兒，只需在管理中心數據庫對比母嬰的標簽卡信息就可以了，這樣，嬰兒和母親有了對應關系，可以避免嬰兒抱錯事件的發生。

嬰兒防盜：

因為每一個嬰兒都有自己的標識卡，該卡不斷向外界發出信息，因此，和其他病人一樣，嬰兒也時時刻刻處于被監控的狀態，這樣，對智能管理系統軟件的設置，當嬰兒離開被指定的某一區域時，系統會發出報警提醒相關人員及時作出反應采取措施。當然，當母嬰完全康復出院時，通過管理系統解除報警讓母嬰正常的離開醫院。

3、病人日常護理監護

通過RFID標簽，遠距離讀卡器以及后臺管理中心這一系列的過程，對病人病情的發展，診斷，醫療，護理都有一個全程的記錄，而且，每一個病人的情況都會在管理系統數據庫中有詳細的記錄和實時的更新，這樣會做到對病人從入院到出院全程的智能化的監護，人性化的管理。如病人的醫療進行到哪一階段了，到服藥的時候了提醒病人服藥，病人該服哪方面的藥了，還有及時通知病人醫療費用余額等都有全程的掌控，這樣，對病人的治療，護理更加條理化，清晰化，合理化，安全化，智能化，人性化。

三、系統特點和優勢

1、產品特點

遠距離：閱讀距離10米以內輕松實現。由于按考勤地點的實際情況，讀卡距離可設定；

運行穩定：有源卡閱讀距離穩定，不易受周邊環境影響。使用頻道隔離技術，多個設備互不干擾；

支持高速度移動讀取：標識卡的移動時速可達200公里/小時。；

高可靠性：環境溫度-40℃-85℃內能完全正常運行（MTBF≥70000小時），尤其是在北方低溫和南方高溫狀態下更顯優勢，可以有效抵抗惡劣環境下空氣中的高粉塵和污染物以及陰雨等環境下，能夠保證設備正常使用；

安全性：加密計算與認證，確保數據安全，防止鏈路與數據破解；

高抗干擾和防雷設計：對現場各種干擾源無特殊要求，滿足工業環境要求，安裝方便簡單，全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費；

超低功耗：使用壽命長，平均成本低，并且對人體安全、更健康，無輻射損害。可配置微波模塊工作方式，發射功率可調；

多識別性：可以同時識別200個以上標示，如果現場有多與200個以上的標示，我們有辦法進行處理。

2、系統優勢

●利用RFID技術，完全智能化的系統，輕松的解決了醫院經常會發生的嬰兒調換以及嬰兒被盜事件；

●完全自動化的系統，實現了病人在醫院的全程監控、區域定位管理、安全提示等智能化的功能；

●使醫院的服務、管理有序化、明了化、清晰化；

●智能化的軟件系統，實現智能化的醫院管理服務體系，所有功能的實現只在RFID硬件以及軟件系統的強力配合下，完全自動化的實現；

●智能化的醫院管理，可以提高醫院在當地的知名度，贏得廣大群眾的認可；

四、RFID技術發展史

1.RFID在我國的發展

本世紀初，RFID已經開始在中國進行試探性的應用，并很快得到政府的大力支持，2006年6月，中國發布了《中國RFID技術政策白皮書》，標志著RFID的發展已經提高到國家產業發展戰略層面。2008年底，中國參與RFID的相關企業達數百家，已經初步形成了從標簽及設備制造到軟件開發集成等一個較為完整的RFID產業鏈，2008年中國RFID相關產值達到80億元左右，并將在未來5-10年保持快速發展。

RFID應用的推廣和市場的擴大而逐步降低，RFID的應用將會從目前的托盤或整箱的貨物跟蹤逐步擴展到單品貨物跟蹤的水平。最后，從產業供應鏈角度看，國家目前提倡的產業升級，就是要使中國企業多生產高技術、高附加值、高利潤產品，而這些領域，正是RFID用武之地。產業升級將帶動中國企業提升市場競爭能力，逐步由單體企業競爭上升為產業供應鏈的競爭。現在，一批國產RFID企業,如：創羿科技、遠望谷、上海華虹、維深集團....迅速發展壯大.在未來幾年，我們會看到，RFID的實施將擺脫僅僅由單個企業實施的窘境，而展現為企業所在整個供應鏈的協同實施，RFID的益處將會得到最大程度的發揮。

2.阻礙了RFID在我國的發展的因素

首先，是我國企業總體信息化水平不高，阻礙了RFID充分發揮其作用。RFID作為一種信息技術手段，其基本功能是實現數據的精準快速采集。這些數據采集后，必須經過進一步的對比分析處理，才能達到提高效率、降低總體成本的作用。也就是說，RFID的實施，往往需要企業信息化達到一定水平，使RFID系統與企業既有的ERP、CRM等信息集成在一起，才能充分發揮其作用。

其次，RFID實施成本還比較高，使很多企業望而卻步。不僅僅對中國企業，即便對西方企業，RFID的高成本也是一個巨大障礙。

正如前文所言，RFID的基本技術原理在60幾年前就產生了，但直到上世紀后期，RFID的應用才逐步推廣到民用領域，正是高成本阻礙了RFID技術的實際應用。

目前在國內，一張RFID標簽一般都在1元以上，ETC的車載單元要400多元，高成本使得RFID的投資回報具有很大風險，使其應用大多局限于高價值或高利潤商品領域。

再次，行業標準尚未統一，貿然實施會帶來不確定風險。盡管RFID起源很早，但目前還沒有形成全球統一的技術標準，中國在標準制定領域起步較晚，由于關乎各國經濟利益，相信標準之爭還會持續一定時間。在這種情況下，貿然投入，必然給企業經營帶來很大風險。藍光獲得DVD標準之爭的勝利，給HD-DVD陣營帶來的巨大傷害，是處于標準之爭產業里的企業不得不慎重考慮的問題，這也是很多企業對實施RFID抱觀望態度的原因。

最后，我國產業供應鏈發展還處于初級階段，也阻礙了RFID的實際應用。與西方企業相比，由于技術和管理處于劣勢地位，我國大多行業都存在過度競爭，價格成為市場競爭的主要手段，這就使得很多制造企業利潤率維持在相當低的水平，產業供應鏈的上下游企業之間往往博弈大于合作。

而RFID技術只有在整個供應鏈上協同實施，實現供應鏈信息透明和分享，才能最大程度發揮出RFID的作用，這在目前情況下還很難做到。

另外，實施RFID的一個主要益處是節省人工成本，沃爾瑪稱RFID每年為其節省數十億美元的人力成本開支，而中國較低的工資水平也使得很多企業沒有積極性去實施RFID技術。

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