RFID的應(yīng)用模式
發(fā)表時間：2018-05-03 14:37:16
RFID技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用可以分為以下三種模式：標(biāo)簽識別;信息檢索與集成;目標(biāo)監(jiān)測與追蹤。
一.標(biāo)簽識別
由于RFID技術(shù)可以支持“非接觸式自動快速識別”，這也是其最為關(guān)鍵的特性，因此，標(biāo)簽識別也就成了所有RFID技術(shù)相關(guān)應(yīng)用的最為基本的功能，以此拓展出去，與各行業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)結(jié)合，從而產(chǎn)生了很多新的應(yīng)用產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于物流管理、安全防偽、食品行業(yè)和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。
為實現(xiàn)標(biāo)簽識別功能，一個典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽、閱讀器(含天線)和交互系統(tǒng)三個主要組成部分，如下圖所示。
當(dāng)物品進入閱讀器天線輻射范圍后，物品上的標(biāo)簽接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號，無源的被動標(biāo)簽(PassiveTag)憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)出存儲在標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，有源的主動標(biāo)簽(ActiveTag)則主動發(fā)送存儲在標(biāo)簽芯片中的數(shù)據(jù)。閱讀器讀取數(shù)據(jù)、解碼并直接進行簡單的數(shù)據(jù)處理，發(fā)送至交互系統(tǒng);交互系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷標(biāo)簽的合法性，針對不同的設(shè)定進行相應(yīng)的處理和控制，由此實現(xiàn)RFID系統(tǒng)的基本功能。
目前，在物流業(yè)和智能交通中，RFID的標(biāo)簽識別功能已得到廣泛應(yīng)用。
1.物流業(yè)
物聯(lián)網(wǎng)，首先在物流業(yè)中崛起。為了克服傳統(tǒng)物流的缺點，現(xiàn)在物流系統(tǒng)通過使用無線射頻識別設(shè)備、傳感器、GPS(全球定位系統(tǒng))等裝置與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合構(gòu)成一個大型網(wǎng)絡(luò)，用來實現(xiàn)智能的物流管理。
在智能物流中，物體標(biāo)識符(身份)用來唯一標(biāo)識一個物體的信息。在物聯(lián)網(wǎng)中，任何一個對象都具有一個區(qū)別于其他對象的身份標(biāo)識符。其中，電子產(chǎn)品碼(ElectronicProductCode，EPC)是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)中具有代表性的標(biāo)識碼。如果物流系統(tǒng)中所有的物體或電子設(shè)備實現(xiàn)了互聯(lián)，那么每個物體或設(shè)備均可看作是該網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點，具有唯一的標(biāo)識符。通過讀取該標(biāo)識，就能夠獲取這個物體包含的信息。通常情況下，RFID標(biāo)簽由于低成本、易讀寫、不易損壞等特點被選為物體標(biāo)識信息的承載體，用來實現(xiàn)物體的識別。當(dāng)所有的物流企業(yè)都加入這樣的EPC網(wǎng)絡(luò)，并且使用統(tǒng)一的格式交互信息，就能夠?qū)崿F(xiàn)全球化的智能物流管理。
因為電子標(biāo)簽具有讀寫與方向無關(guān)、不易損壞、遠距離讀取、多物品同時一起讀取等特點，所以可以大大提高對出入庫產(chǎn)品信息的記錄采集速度和準(zhǔn)確性;減少庫存盤點時的人為失誤，提高盤點的速度和準(zhǔn)確性。所以RFID技術(shù)自普及以來，最初主要應(yīng)用于物流業(yè)方面。
另外，在物流系統(tǒng)中，倉儲也是一個比較重要的部分，但是由于生產(chǎn)制造能力的大幅度發(fā)展以及運輸系統(tǒng)更為發(fā)達等原因，倉儲作業(yè)已經(jīng)相較于以前有了質(zhì)與量的變化。現(xiàn)代的倉儲不僅要實現(xiàn)對貨品的存放功能，還要對貨品的種類、數(shù)量、所有者以及存儲位置有著明確的標(biāo)記，而且有相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持以方便上下流銜接工作。
而RFID技術(shù)可以對貨品的入庫、出庫、移動、盤點等操作實現(xiàn)全自動的控制和管理，可以對貨品進行全程跟蹤管理，可以有效地利用倉庫的存儲空間，提高倉庫的存儲能力，從而降低企業(yè)的庫存成本，提升企業(yè)市場的競爭力。下圖給出了RFID系統(tǒng)在物流行業(yè)中的應(yīng)用，主要展示了出入庫管理的示意圖，以及在貨架上的應(yīng)用場景。
2.智能交通系統(tǒng)
智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationSystem，ITS)通過使用通信技術(shù)、傳感技術(shù)有效地集成基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具中的信息，結(jié)合控制技術(shù)、計算機技術(shù)來提高交通運輸系統(tǒng)的實時性、準(zhǔn)確性和高效性，降低能源的消耗、減少環(huán)境的污染。
智能交通系統(tǒng)需要多領(lǐng)域技術(shù)協(xié)同構(gòu)建，從基本的交通管理系統(tǒng)到交通監(jiān)控系統(tǒng)、交通導(dǎo)航系統(tǒng)等，都需要通過整合來自多方面的實時數(shù)據(jù)和反饋信息來提供泛在的信息服務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為智能交通帶來了更大的發(fā)展空間，它能夠有效獲取來自基礎(chǔ)設(shè)施和車輛中的傳感信息為智能交通提供更透徹的感知信息;通過隨時隨地提供路況信息和周邊環(huán)境信息為用戶提供泛在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù);通過交通管理和調(diào)度機制最大化交通網(wǎng)絡(luò)流量并提高安全性，使得交通更加智能化。
通過對車輛的進出、經(jīng)過時的識別實現(xiàn)管理系統(tǒng)對車輛的精細管理。為了體現(xiàn)RFID系統(tǒng)的優(yōu)勢，一般需要系統(tǒng)在車輛較高的速度下可以正確識別RFID標(biāo)簽，如不停車收費系統(tǒng)一般是要求60km/h速度下可以正確識別，像鐵路車號識別系統(tǒng)的設(shè)計性能最高識別速度可以達到120km/h。RFID技術(shù)可以滿足這些要求。
RFID技術(shù)對促進現(xiàn)代交通運輸業(yè)發(fā)展，推進交通運輸信息化有著重要意義。其實現(xiàn)了交通領(lǐng)域的管理智能化、物流可視化、信息透明化的理念和發(fā)展趨勢，因此，目前越來越多的交通運輸行業(yè)開始引入基于RFID的智能管理系統(tǒng)，以提升其工作效能及準(zhǔn)確性。如下圖所示，展示了電子不停車收費系統(tǒng)的構(gòu)架圖，其主要由閱讀器、天線、車道機及汽車前擋風(fēng)玻璃上的RFID標(biāo)簽構(gòu)成。
此外，RFID標(biāo)簽的識別功能還廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品監(jiān)控領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、重工業(yè)裝備制造領(lǐng)域。
二.信息檢索與集成
標(biāo)簽識別為RFID應(yīng)用提供了最為關(guān)鍵的信息提取的功能，然而即使RFID的可存儲的信息容量已經(jīng)相較于其他識別技術(shù)有了很大改進，但其存儲信息相較于整個互聯(lián)網(wǎng)來看，還是極為有限。因此，基于標(biāo)簽有限的關(guān)鍵字信息，通過在互聯(lián)網(wǎng)端進行信息抽取，使RFID標(biāo)簽成為接入廣闊數(shù)字媒體世界的窗口，通過這種信息檢索與集成的方式，提供更多維度的感知體驗，實現(xiàn)快速高效的信息管理。
信息采集的過程采用RFID技術(shù)實現(xiàn)，RFID系統(tǒng)的整個工作過程如下圖所示，RFID閱讀器以廣播方式連續(xù)向周圍發(fā)送攜帶能量的基準(zhǔn)信號，感應(yīng)到能量的RFID標(biāo)簽通過調(diào)制電路信號，以反射的方式立即向RFID閱讀器返回自身攜帶的數(shù)據(jù)，RFID閱讀器對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，并傳給主機進行處理。
1.智能海報
在很多鬧市口都會貼有大量色彩鮮艷、吸引人眼球的商家活動海報，但是海報的信息總是有限的。以電影海報為例，傳統(tǒng)的電影海報上只能提供簡單的電影簡介以及一些發(fā)行商的信息，但互聯(lián)網(wǎng)上關(guān)于一部電影，有著大量的影評以及電影相關(guān)的影視片段等，在海報上貼一個包含電影基本信息的RFID標(biāo)簽，用戶使用移動終端掃描該標(biāo)簽，即可激活相關(guān)應(yīng)用，首先展現(xiàn)標(biāo)簽內(nèi)的相關(guān)信息，如用戶感興趣還可以通過電影的標(biāo)識號，從互聯(lián)網(wǎng)上獲取電影簡介、演員表、影評等更豐富、更具體的信息。智能海報的工作流程如下圖所示。
2.電子名片
名片是商務(wù)交流中不可或缺的元素，在一些大型展會上，常常會需要印刷大量的名片、宣傳冊及宣傳單等材料，給與會者造成了一定的煩惱，但是通過電子名片就可以很好地解決這個問題。在電子名片內(nèi)已預(yù)先載入使用者的商業(yè)信息、聯(lián)絡(luò)資料及社交網(wǎng)絡(luò)詳情，與會者只需用手機或其他移動終端設(shè)備，便可輕易獲得感應(yīng)器內(nèi)存儲的數(shù)碼文件及多媒體檔案，無需拿取任何小冊子亦可得到參展商的資料。并通過特定的處理程序可以從互聯(lián)網(wǎng)上獲取更多的相關(guān)資料，如圖片、視頻等多媒體信息。
三.目標(biāo)定位與追蹤
基于RFID技術(shù)的目標(biāo)定位與追蹤具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在許多應(yīng)用場景下都有著巨大的應(yīng)用需求。該技術(shù)可用于對物體的定位，如倉儲貨品定位、醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備管理等，還可以用于人員的定位，如對煤礦井下人員定位、博物館游客導(dǎo)覽、監(jiān)獄犯人監(jiān)管等重要領(lǐng)域。
在基于RFID技術(shù)的目標(biāo)定位與追蹤方法中，最為基礎(chǔ)的即為基于標(biāo)簽讀取的方法，在物流運輸物品的過程中，在各個關(guān)鍵節(jié)點都會對所有物品進行分發(fā)掃描，在此過程中即獲知運輸環(huán)節(jié)中某物品在什么位置，這些信息可以使得物流過程有可追蹤性，當(dāng)出現(xiàn)物品丟失情況，在查詢及問責(zé)時有更多的參考信息。這種目標(biāo)定位與追蹤的方式較為基礎(chǔ)，僅僅使用標(biāo)簽讀取即可實現(xiàn)。但有些需求中，需要對室內(nèi)環(huán)境中的目標(biāo)進行實時定位，如醫(yī)院對嬰兒、病患者進行信息化管理時，需要對其進行實時定位，以方便醫(yī)院管理。在這種情況下，最為重要的就是要保證對目標(biāo)定位的精確性及實時性。在傳統(tǒng)定位方法中，GPS定位、基站定位等技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是這些技術(shù)在室外空曠環(huán)境中有較好表現(xiàn)，而對于室內(nèi)環(huán)境，卻無法滿足需求。而RFID定位技術(shù)以低成本、非接觸性通訊等特點，有望成為室內(nèi)定位技術(shù)的首選。
目前已提出有多種不同的RFID定位方法，這些方法把室內(nèi)定位原理與RFID技術(shù)自身的特性相結(jié)合。RFID定位方法按系統(tǒng)構(gòu)成可分為：基于標(biāo)簽定位、基于閱讀器定位、無收發(fā)器和混合方法。其中基于標(biāo)簽定位需要定位對象攜帶一個標(biāo)簽，比如主動標(biāo)簽，用于周期性地發(fā)出一些信號信息;基于閱讀器定位需要定位對象攜帶一個閱讀器，用于收集附近的標(biāo)簽信息;無收發(fā)器模型可以在定位對象不攜帶任何設(shè)備的情況下得到定位對象的位置信息;混合方法是將RFID技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。
其中，母嬰RFID識別管理及嬰兒防盜管理系統(tǒng)就是一種比較典型的目標(biāo)定位與追蹤系統(tǒng)。此外，還包括監(jiān)獄RFID人員實時定位系統(tǒng)以及醫(yī)療應(yīng)用控制傳染病人活動范圍等應(yīng)用。
