时间：2023-02-18 12:25:34
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇射频识别技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能
够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。
[关键词]微带天线；射频识别；工作原理；协议设计
中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0260-01
一、对射频识别技术的概述
射频识别，英文为Radio Frequency Identification，简称为RFID，是非接触的自动识别技术。RFID技术兴起于20世纪80年代，由于超大集成电路技术的发展90 年代才进入实用化阶段。RFID系统采用了无线电与雷达技术，数据交换不是 通过电流的触点接通而是通过电场与磁场，即通过无线的方式通信。与其他的识 别方式相，RFID技术能对移动的多个项目进行识别，因而应用更广泛。RFID技术的实现主要由以下三个部分组成：存储信息的应答器（电子标签）、标签读写器、后台数据库处理系统。RFID的关键技术着眼点在于采用什么技术来实现标签信息的可靠读出。射频识别技术作为作为一种新兴的自动识别技术，在中国很快普及。我国射频识别产品的市场是非常巨大的，射频技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域：汽车、火车等交通监控、高速公路自动收费系统、停车场管理系统、物品管理、流水线生产自动化、安全出入检查、仓储管理、动物管理、车辆防盗等等。
二、微带天线作用分析
射频识别卡天线主要用于接收射频识别卡的射频能量及信息，并发射射频识 别卡的相关信息。发射时把高频电流转换成电磁波，接收时把电磁波转换为高频电流，射频识别卡和读写器是通过天线进行数据交换的。天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，在选择天线时必须首先注重其性能，第一是选择天线类型；第二是选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求，选择天线电气性能的要求是选择天线的频率带宽、增益等电气指标是否符合系统设计要求。按照RFID系统的工作方式或工作频段不同，射频识别卡的天线一般可分为近场感应线圈天线和远场辐射天线。
由于RFID卡的廉价、尺寸限制使得一般的天线如：螺旋天线、喇叭天线、反射面天线等都不合适，廉价、剖面低、重量轻、体积小、易共形、易制作的微带天线成为更好的选择。微带天线又称为印刷振子或印刷偶极子是微带天线中除了微带贴片外的又一类微带辐射元。对微带天线的主要封装方式就是平面介质加盖。因此封装特性考察的主要内 容就是不同形状、不同厚度、不同介电常数的介质平面对于微带天线性能的影响，或者进一步地考虑两层以上介质的平面封装模型。为了保持接收信号的稳定，终端功率控制方案也是一项关键技术。
三、射频识别系统的分类
1.按作用距离的远近来分类
（1）密耦合。具有很小作用距离的射频识别系统。典型的范围从0 到1cm这种系统称为密耦合系统，即紧密耦合系统。必须把应答器插入读写器中，或者放置在读写器为此设定的表面上。
（2）遥耦合。把写和读的作用距离1cm至1m的系统称作遥耦合系统。所有遥耦合系统在读写器和应答器之间都是电感磁耦合。遥耦合中又分为近耦合（典型距离为15cm）和远耦合（大约距离为1m）。
（3）远距离系统。远距离系统典型的作用距离是从1m到10m，个别的系统也有更远的作用距离。所有远距离系统都是在微波范围内用电磁波工作的，发送频率通常为2.45GHz。
2.按系统的性能分类
按数据载体的存储能力、处理速度、作用距离和密码功能等分类，射频识别 系统可从低档到高档构成整个谱系。
3.射频识别系统协议和频率
对射频识别系统来说，最主要的频率在0～135kHz以及ISM（Industrial-Scientific-Medical）频率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GHz、5.8GHz和24.125GHz。
频率13.553MHz～13.567MHz 处于短波范围，在这个频率范围内的传播条件允许昼夜横贯大陆联系。该频率范围的使用者是不同类别的无线电服务机构，例如新闻机构和电信机构。在这个频率范围内，除了电感射频识别系统，其他的ISM应用有遥控系统、远距离控制模型系统、演示无线电设备和传呼机。
四、RFID系统的工作原理
电子标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号就能凭借感应电流所获得能量发出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签）或者主动发送某一频率信号（有源标签或主动标签）阅读器读取信息并解码后，送RFID系统的识读过程。阅读器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去。系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器，读写器对接收到的信号进行解调、解码，送后台电脑控制器。计算机控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。从而完成有关信息查询、统计、管理等功能。RFID可以极快的速度在阅读器和电子标签之间采集和交换数据：具有智能读写及加密通信的能力，唯一性密码，极强的信息保密性，这对于军队保密等要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。无论我们使用的各类系统、收发公文处于任何环节，相关人员都可以实时掌握其信息和状态。
五、RFID技术身份识别系统认证协议设计
无线射频技术的安全性至关重要，因此读卡器和电子标签之间的认证流程和通信安全性需要特别设计，本文采取的认证机制运用了读卡器和标签的互相认证。在这种认证机制中，读卡器与电子标签卡在出厂设置时都会存储一个公共的认证密钥K，并认为这个公钥是安全的，此公钥用于计算随机通信密钥，每次通信交易的密钥都会有所区别，无法被其他设备所复制。
鉴别机制的执行过程如下：
（1）读卡器向射频卡发送认证请求命令。
（2）信息卡返回初步认证数据。
（3）读卡器接收响应后，产生随机数A并且和公共密钥K加密运算用形成公钥信息发送给射频卡。
（4）信息卡接收到读卡器的公钥与已有的公钥比较，相同则解密随机数A并产生随机数B，用公共密钥和B进行加密形成二次认证数据发送给读卡器；不相同则认证失败。
（5）读卡器成功接收后将接收的二次验证信息利用随机数B运算产生的数据再一次发送给信息卡，并用公共密钥解密，解析出随机数A′并与之前的随机数A对比，相同则认证成功；否则认证失败。
结论
RFID射频识别是一种非接触式的新型认证技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。作为身份认证技术非常合适，以后会在更多的领域得到应用推广。
参考文献
[1] 杨庆霞，刘哲.射频识别（RFID）技术趋势与展望[J].学术理论与探索，2013（04）：23.
[2] 冯新亮，顾伟.解析无线射频（RFID）技术[J].学术理论与探索，2012（06）：15.
【关键词】射频识别；电力；数据采集
引言
射频识别技术是在20世纪40年代随着雷达技术的改进和应用而产生的，它通过无线射频方式获取物体的相关数据，并对物体进行识别，无需与被识别物体直接接触，即可完成信息的输入和处理，能快速、实时、准确地采集和处理信息[1]。
电力作为一种重要的能源在社会生活和生产中发挥着重要的作用，绝大多数的家用电器和生产设备都依赖电力运行。一旦电力设备出现故障或事故，轻则给一定区域内人们的日常生活和生产带来不便，重则使人们的生活和生产陷入瘫痪，造成严重的经济损失，所以有必要采取先进的技术来保障电力设备的安全、可靠运行。
1.射频识别技术在电力领域的应用
射频识别技术作为一项新的识别技术，具有其他以往识别技术所不具有的优点，所以倍受科研人员的关注，并将其应用于电力领域的各个方面，用以提高电力系统安全运行的可靠性。
1.1电力设备巡检
电力设备由于长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、鸟害等外力侵害。多种因素将会促使设备老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁，所以有必要对电力设备进行巡检。王越等[2]提出了一种能实时传送巡检数据的变电站巡检方案，实施过程是将具有不同编号的RFID射频标签安装在需要巡检的作业地点上，巡检人员按系统生成的巡检路线到达现场，巡检人员手持内置有RFID读写器模块和GPRS通信模块的便携式数据采集器与作业点的RFID射频标签通信，在PDA上即显示出该区域下的对应需要检查的设备，巡检人员可对设备进行检查，并将检查结果以简单的形式录入PDA上的嵌入式数据库，并将巡检数据通过GPRS实时上传至中心服务器。该系统有效地解决了人员到位困难和巡检数据不及时等问题，实现了变电站巡检管理的信息化和规范化。
1.2电力设备标识化管理
杨胜春等[3]提出了一种利用射频识别技术与计算机数据库管理技术结合，实现对电力企业中人员和设备智能安全管理的新的解决方案。当携带标识卡的人员和机动设备通过现场专用处理传输分站区域时，标识卡立即发射出具有代表身份特征的射频信号，经目标识别器接收并通过专用处理传输分站发送到管理中心站。使管理人员能及时准确的查询各种信息，方便作业人员和设备的调度与管理，提高和优化电厂的整体管理水平。
1.3电力设备动态缺陷管理
为了更好地利用电力设备状态数据和防止电力设备缺陷管理中的疏漏，张龙斌等[4]提出了基于RFID的电力设备动态缺陷管理系统。该系统中用RFID标签标识设备，并随着设备的使用逐渐产生动态信息，从而在环境各异的现场实现对检修设备操作快捷、安全的目的。通过该系统的使用可以规范设备缺陷的管理，降低事故发生率。
1.4电力系统安全作业
电力系统具有设备种类繁多、操作项目繁杂、工作地点分布广泛、工作条件不一的特点,从而导致人为的错误操作,恶性事故屡有发生,给生产和人们生活造成巨大危害,其社会影响、经济损失是难以计算的，为了防止对电力设备操作中的疏漏，袁瑶等[5]设计了一种用于确保电力系统作业安全的硬件防护装置。结果通过USB接口输入主计算机两票系统数据库。系统为软、硬件结合的网络化管理系统，采用RFID技术和J2EE架构的有机结合，为电力两票管理提供了高效的基础数据。同时，RFID的非接触、可同时读多卡等特性，为系统管理环节提供安全、便捷、准确、实时的信息，从根本上降低事故发生率。
1.5防止窃电
窃电问题是各供电企业普遍面临的问题，电力用户点多面广，涉及千家万户，计量装置安装分散，在窃电严重的地区需要投入大量的人力物力，对如何避免窃电关系到供电企业的切身利益和供电安全问题。李大勇等[6]提出了一种基于射频技术的防窃电开箱记录仪，该装置包括安装在电表箱内部的具有存储功能的电子锁（基于无线射频技术）、作为电子锁钥匙的射频卡和布置在控制室的发卡机、控制中心服务器及相关的配套软件。利用射频卡可以实现无接触开启电表箱，电子锁则记录相应的开箱时间、开箱方式、用户信息。利用采集卡收集电子锁存储的开箱信息，上传至控制中心服务器，可以对开箱记录进行查看，并且可以利用风险分析软件对开箱数据处理，分析得到各个表箱存在的窃电风险程度，提醒工作人员采取相应的措施。
2.结束语
射频识别技术虽然在电力领域的各个方面得到了应用，但仍处在起步阶段，需要我们投入更多的精力对其进行研究，以便解决其在技术标准上的不统一及成本高等问题，利用射频技术具有抗污染能力强、容量大及可同时识别多个标签等众多的优势，来保证电力系统的安全运行。
参考文献
[1]黄玉兰.物联网、射频识别（RFID）核心技术详解(M).北京:人民邮电出版社.2010:13～20
[2]王越,麻赛军.基于RFID的变电站巡检系统[J].四川电力技术,2010,33(2):77～79
[3]杨胜春,姚学武,文孝强.基于RFID技术的电力企业人员及设备智能安全管理系统[J].东北电力大学学报,2007,27(6):54～56
[4]张龙斌,袁瑶,赵梦岩等.基于RFID的电力设备动态缺陷管理系统的设计[J].长春工程学院学报,2010,11(2):76～78
关键词：rfid；rfid技术；rfid应用
1 rfid技术概述
射频识别（radio frequency identification，以下简称rfid）亦称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术。rfid技术越来越受到人们的重视，在我国，rfid技术在工厂生产、铁路运营、仓储物流、贵重品贸易、身份识别等领域得到长足发展，已经有相当成熟的应用。[4]
rfid技术的技术原理是利用感应识别特定的电子标签（rfid tags）发出的无线电波特定频段的能量，或由电子标签主动发送某一频率的信号，进行非接触式双向通信，完成目标识别和数据交换目的的自动识别技术，而不需要识别系统（一般是rfid阅读器）与电子标签之间建立机械或光学接触。[5] rfid技术可应用的领域十分广泛，可以说，在物联网的概念中，rfid技术被看作是继互联网和移动通信两大技术之后的第三大技术。
rfid系统组成包括硬件和软件。其中硬件主要包括电子标签、阅读器（reader）、计算机、网络设备；软件主要包括应用软件、嵌入式软件（又称中间件）、数据库系统。
2 rfid和其他识别技术的比较
rfid技术和条形码等其他识别技术相比，有以下几个特点：远距离读写，存储量大，可重复使用。使用寿命长。可以同时识别多个标签。形状不受限制。耐环境变化，保养方便。数据安全。
3 rfid应用时的制约因素
rfid技术目前尚在托盘标签而未达到单品标签的阶段，原因之一就是成本。第二个制约因素是安全问题。第三个问题在于标准和频段的不统一。
总而言之，由于受到技术水平和标准问题的限制，rfid技术目前尚在部分行业得以应用，未能建立完整的产业链，而在超级市场等零售业界，更只是在实施试点项目，未能形成普遍的气候。
4 rfid系统优势
rfid标签全面取代条形码后，能带来更多的便利、快捷、创新和利润。首先是能大大减少人工计费的失误，将现有的计费系统耗时减少1/2到2/3，减少商品非预期性损失等，能给顾客和零售商均带来极大的便利。
5 现有条形码系统存在的问题
1）条码条形码是"可视技术"，扫描器必须人为操作，只能接收它视野范围内的条码条形码。
2）条形码的数据不能更改。
3）条形码对完整性有较高要求。
4）条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，
5）条形码虽然只存储了少量数据，但这些数据却是未经过编码的，识别码是全球通用，因此数据保密性和安全性还是有一些欠缺。
而以上这种种问题，使用基于无线射频识别（rfid）的超市购物自动计费系统则可以一一解决。
6 rfid技术的实现
根据前文所述可以通过设计rfid通道、阅读器勘误（中间层）和自动计费系统来实现。
1）rfid通道
rfid阅读器通道，简称rfid通道。它将阅读器固定在收银台附近的三个位置，从不同的位置对购物车进行计费。其设计如图1所示。
2）阅读器勘误（中间层）
每个通道架设三台阅读器，分设左右两边，而位置亦是高中低三个位置，便于从不同角度来获取rfid标签的信号。通过一个控制器使用tdma技术，控制三个阅读器分时读取购物车上的rfid标签发出的经过编码的信息，一方面实现三个阅读器在不同时间接收信号，以保证阅读器不会互相干扰，另一方面实现防碰撞功能，即每个阅读器可在短时间内的不同时刻读取不同rfid标签上的信息，使所以在范围内的商品rfid标签在通过通道的时候全被读取。
3）自动计费系统
自动计费系统连接物联网和超市内部的数据库，待系统根据清单上各种商品的代码连接数据库建立帐单视图并显示到显示屏中后，顾客可在显示器屏幕上见到清单，并可选择是将信用卡（银联卡）插入卡槽，还是在现金放置口中放入现金，进行付费。付费完成后系统将控制通道末端的闸门开放，顾客可将购物车推离通道，系统将自动修改库存相关信息。
7 rfid技术的应用
进入21世纪后更是因为其定位追踪及数据交互方面的优势，rfid技术越来越受到人们的重视，在我国，rfid已经在生产及包装业、产品仓储中、配送中心、门禁管理中、产品防伪中、制造业中、生产物流实验系统等广泛应用，相信在不久的将来rfid技术的应用会越来越广泛。
参考文献：
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组成部分有：
应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。射频识别技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
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关键词：射频识别技术射频卡分类
引言
射频识别技术(RFID，RadioFrequencyIdentification)实际上是自动识别技术(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
1射频识别技术简介
20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。
关键词：射频识别 电力 设备巡检 数据采集
1、引言
电力设备巡检是电力行业的日常工作，关系到电力系统能否安全、可靠的运行，直接影响到一定区域人们的生活和生产，而传统的采用人工巡检、手工纸介质记录的巡检方法存在很多人为因素，且不便于查询、管理。
本文总结了采用RFID技术在电力方面的应用，并了解了射频识别技术在非电行业的应用，借鉴其经验，以便能更好的用于电力系统。
2、RFID在电力行业中的应用
随着社会的发展，现代化程度的不断提高，电力已经作为一种重要的能源在社会生活和生产中发挥着越来越重要的作用，绝大多数的家用电器和生产设备都依赖电力运行。一旦电力设备出现故障和事故，轻则给一定区域内人们的日常生活和生产带来不便，重则使人们的生活和生产陷入瘫痪，造成严重的经济损失。所以有必要采取先进的技术来保障电力设备的安全、可靠运行。
2.1 RFID技术在电力设备巡检中的应用
柯伟提出了一种结合射频识别技术和计算机信息管理技术的巡检作业管理方法。巡检系统由需要巡检的现场设备及射频标签、便携式数据采集器（掌上电脑+识读器）和管理数据的设备巡检系统等组成，通过无线网络架构，提高了电力设备巡检的效率和质量。具体流程是在巡检员出巡时，巡检记录仪读取射频标签的ID号，并将巡检点的卡号和到达巡检点的时间信息一并保存在设备中。
王越等提出了一种能实时传送巡检数据的变电站巡检方案，该方案采用内置有RFID读写器和GPRS模块的便携式数据采集器，当巡检人员对设备进行检查时，将检查结果以简单的形式录入数据采集器内的嵌入式数据库，并将巡检数据通过GPRS实时上传至中心服务器。
2.2 电力设备标识化管理
杨孝华等阐述了RFID技术在电缆管道中的应用方案，该系统包括地标信息点、手持定位读写设备、管线管理系统和管线GIS系统四部分。将与相应的管线资料（如施工时间、位置、阀门数量、口径和控制方向等信息）对应的特制无源电子标签埋在需要定位的管线附近，当需要定位特定管线时，通过手持定位读写设备读取地标信息点的ID码，同时显示被定位设备的相关信息。
2.3 电力监测
韩磊介绍了利用RFID技术和计算机数据管理技术开发的一种电力物资管理的新途径。工作人员每次对杆塔进行维护后，用随身携带的手持式读写器把相关维护信息写入标签。按期指派直升飞机对杆塔进行巡检，尤其是在发生雪灾等重大灾情后陆地状况十分恶劣时，空中监测是必然措施，飞机上的阅读器对杆塔进行身份识别，取得电线杆塔的具体信息，返回后通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到计算机管理中心进行下一步处理。
2.4 电力设备动态缺陷管理
张龙斌等提出了基于RFID的电力设备动态缺陷管理系统。该系统中用RFID标签标识设备，并随着设备的使用逐渐产生动态信息，从而在环境各异的现场实现对检修设备操作快捷、安全的目的。
3、RFID技术在其他行业的应用
3.1 矿产领域
李雪连等介绍了利用射频识别技术（RFID）、地理信息系统（GIS）技术和网络技术开发出的煤矿安全生产可视化监控系统。该系统将射频标签安装在移动的载体（人或机车）上，阅读器安装在固定的载体（井下坑道、作业面的交叉道口等）上，阅读器及各种传感器或基站联至井上 GIS 可视监控平台，可以实现机车和人员的可视化定位跟踪管理，并可对各种危险因素的状态及发展变化进行实时监控、分析、预警，实现有效的矿井安全管理、灾害预警及抢险救灾。
3.2 产品质量追溯
施亮等提出了采用浏览器/服务器模式的结构体系，采用RFID技术构建的肉牛养殖可追溯系统。肉牛入场时，饲养员将根据每头牛的初始信息，使用固定读写器统一对牛耳标（射频标签）写入信息（如按系统预设自动生成的肉牛唯一标识号、肉牛的原产地信息、免疫信息和治疗记录等肉牛个体信息）。
3.3 资产管理
刘芳等提出了将RFID技术运用于设备管理的方案，主要由电子标签、固定式阅读器、手持式阅读器、计算机应用软件系统四部分组成。把射频标签安装在设备的表面或内部，当设备进入阅读器天线识别范围内时，即固定式阅读器或手持式阅读器自动以无接触的方式读取标签中的设备信息，通过网络将设备信息上传至设备管理数据库服务器进行处理。
4、结语
RFID技术在电力行业中主要用在设备的巡检方面，而在其他方面的应用则相对薄弱，因此有必要借鉴RFID技术在其他行业中应用的成功经验，如利用固定式阅读器和移动式阅读器相结合的方式实现人员、车辆等移动物体的定位；还可以为电力设备建立电子档案，这样不仅方便设备的管理，也可以为设备质量的追溯提供资料；采用现在非常流行的浏览器/服务器模式可以及时更新数据，并且可以方面管理人员查看相关信息等等。这样RFID技术在电力方面的应用将得到进一步的发展。
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【关键词】射频识别 NFC SIMpass RF-SIM eNFC
1 引言
手机支付,即通过手机实现付款的交易方式。根据用户使用场景的不同,手机支付分为手机远程支付和手机现场刷卡支付。远程支付指通过WEB、WAP、SMS、IVR等方式接入实现远距离的交易过程;现场刷卡支付指用户将手机贴近支付的POS机(销售受理终端),即可实现快捷的交易支付。
远程支付的技术实现比较成熟,业务形态灵活多样,目前已具备一定的市场交易规模。然而,远程支付限于交易时间和交易地点的约束,决定了它无法取代传统的现场交易方式,未来手机现场刷卡支付将融远程支付的便捷性于传统现场交易场景中,并逐渐取代传统的现场支付形式。现场刷卡支付的市场潜力深不可测,已成为全球运营商、银行、商家和用户关注的焦点。
现场刷卡支付的技术实现包括红外线、蓝牙、射频识别三种方式,蓝牙需要用户主动地开启设备,红外线需要用户对准视角,操作流程复杂不易用,基于射频识别技术(RFID)的手机现场刷卡支付在易用性、安全性、可靠性等方面都优于前两者,成为当前手机现场刷卡支付的主要实现方式。本文将重点就RFID实现手机现场刷卡支付的解决方案进行分析。
2 手机刷卡支付现状
2.1 国外
目前手机刷卡支付处于领先地位的是日本,通过配置了支付功能的手机终端就可以进行机场登机验证、门禁、交通一卡通、各种支付卡等服务。2008年,日本手机支付用户占总人口的38.5%,手机支付市场规模达到47.3亿元人民币。
韩国在手机刷卡支付方面仅次于日本。2003年,韩国三大运营商开通基于红外技术的移动支付业务;2006年,韩国三大运营商通过与银行合作来开展基于射频识别技术的手机刷卡支付业务;2009年一年,手机支付交易额已达到1.8万亿韩元。
在欧洲,2007年底英国的O2与信用卡发行商Barclaycard、诺基亚和VisaEurope等合作推出手机钱包业务,主要用于乘坐公共交通工具、买报纸时的小额支付。
2.2 国内
2008年初,中国移动选定湖南、重庆、广州进行了手机刷卡支付业务的试点,在2010年2月正式推出通过现场手机刷卡实现支付的手机钱包业务。
中国联通和中国电信也积极跟进,并于2009年在上海等地试点手机刷卡支付业务。2010年3月,中国电信在福建、广东等省份正式开展、运作手机刷卡支付业务。
3 实现原理
射频识别系统主要由电子标签、读写器、天线组成,具体结构如图1:
图1 RFID系统基本工作原理图
电子标签由耦合元件和芯片组成,具有惟一的电子编码,根据工作模式的不同分为无源标签和有源标签。无源标签通过读写器的电磁场感应获取能量(通过天线产生感应电压对存储电容充电),当电能积累到一定程度后标签芯片开始工作;有源标签通过电池提供能量,在电池更换前一直通过设定频段向外发送信息。
读写器是用于读取或写入标签信息的设备,可通过无接触方式读取并识别在有效感应距离内的电子标签中所保存的数据,并根据设计的应用指令将所读取的数据信息传送到电脑或服务器侧请求处理。
4 解决方案
目前,非接触刷卡方式的手机支付实现方案主要有三种:SIMpass、RF-SIM和eNFC技术。
4.1 SIMpass方案
SIMpass是一种基于双界面技术的解决方案,将传统的接触式SIM卡和支持非接触式支付的射频卡封装在一个标准形状的卡片中。其中,SIMpass的接触接口符合ISO 7816标准,非接触接口符合ISO 14443标准。
SIMpass的非接触式采用13.56MHz频率,由于频率较低,不利于天线的小型化设计,射频天线必须使用外置:一种是采用外置线圈(天线)方式,具体由平面天线线圈、延长柄、触点组成。该方案成本低廉,但不能应用于后盖与电池一体的手机终端。一种是采用修改手机终端硬件方式,在手机上增加射频天线,实现天线与手机的一体化。第一种天线连接方案成本小,线圈易损坏,硬件连接不稳定,可靠性较差;第二种天线连接方案成本大,硬件稳定性、可靠性相对第一种方案有所改善。
4.2 NFC方案
NFC技术是由Philips、Nokia和Sony主推的一种融合了非接触式射频识别及互联技术的近距离无线通信技术。NFC技术基于ISO/IEC18092、ISO/IEC2148,同时又兼容ISO14443A标准。
NFC主要由三部分组成: NFC控制器、天线和安全单元。根据应用需求的不同,安全单元具体可以通过SIM卡、SD卡或其它卡片来承载实现。
图2 NFC方案原理结构图
(1)安全芯片采用SD智能卡的解决方案
SD卡本身属于存储卡范围,该解决方案中,需要在SD卡中内嵌安全模块(类似智能卡的安全芯片等),实现对SD卡上的应用的管理。传统的SD存储卡里,SD控制芯片只连接闪存,无法再外接一个安全模块;该解决方案需要重新设计SD卡,使得SD安全控制器可以同时连接闪存模块和安全模块,实现同步的读写访问。
(2)安全芯片采用SIM卡的解决方案
基于SIM卡的NFC实现方案迎合了电信运营商的需求,但是当通过SIM卡的C4、C8 两个引脚实现SIM卡与NFC控制器的连接时,会出现与SIMpass技术相同的顾虑,不利于长远发展。
(3)安全芯片采用增强型NFC(eNFC)的解决方案
由Gemalto公司提出的基于C6引脚的单线连接方案(SWP)解决了SIM卡与NFC控制器连接的C4、C8管脚占用问题。SIM卡最先使用的非挥发存储器EEPROM,擦除和写入都需要较高的编程电压(通常在12V～20V),通过C6引脚引入该编程电压。随着半导体工艺和芯片设计技术的进步,现有的SIM卡都采用芯片内部自带电荷泵电路,由VCC电源泵出非挥发存储器需要的编程高压,所以VPP 的电压已经不再需要由外部加入C6管脚引入。该解决方案被称为增强型NFC技术(eNFC)。
4.3 RF-SIM方案
RF-SIM卡是双界面智能卡(RFID卡和SIM卡)技术向手机领域渗透的产品,是一种新的手机SIM卡。RF-SIM卡将普通SIM卡的移动通信功能模块、微型射频模块集成在一起,工作频率是2.4GHz,高频段波长短,利于小型化,可通过内置的天线与外部设备通讯,通信距离可在10cm～500cm之间自动调整。
RF-SIM卡是一种有源标签,标签工作时需要由电池提供能量,并定时主动以一定的频率向外发送信息;当电池没电时,标签不能进行正常工作。
4.4 对比分析
衡量RFID系统性能的重要指标包括:工作距离,读写速度,稳定性和可靠性,成本和兼容性。这些性能指标与通信协议、射频选择、天线和电磁特性、射频系统设计和物理实现等因素有直接关系,手机支付的手机现场刷卡方式实现需要综合考虑以上因素,表1将主要从这些方面就各种解决方案进行对比分析:
由表1可知,
(1)SIMpass方案占用了规划为大容量SIM卡高速接口的C4、C8管脚,与SIM卡的未来发展冲突,从长远角度看,SIMpass方案不适合发展。
读写速度的快慢影响手机刷卡支付的交易处理时间,速度越高,交互时间越短,安全性和可靠性越高。从这个角度看,SIMpass方案表现较差。
SIMpass简易天线方案成本最小,短期推广最容易;但是简易天线在稳定性方面较差,用户拆后盖换电池操作可能会使得天线折断,影响正常使用。考虑因此产生的投诉和用户抵触情绪对推广带来的影响,不建议采用该方案。
SIMpass改造终端方案需要定制手机终端,成本与eNFC方案接近。
鉴于此,不建议采用SIMpass方案。
(2)目前RF-SIM方案成本小,看似最理想的方案,其实并非如此。
工作距离是射频系统的最重要的因素。对手机刷卡支付来说,感应距离越短,越能保证数据在交互中的安全和可靠。而影响感应距离的主要因素是标签的工作频段,从这个角度看,RF-SIM方案不适合手机刷卡支付的场景需求。
RF-SIM方案通过控制信号强度、利用辐射信号不一致的特性结合阵列天线和图谱识别等技术将工作距离控制在5cm内,信号的不稳定会给支付过程带来影响。
2.4GHz属于全球通用频段,支持蓝牙、WiFi、Zigbee、UWB等设备,甚至微波炉等都会对RF-SIM卡与读写器的交互产生干扰。
RF-SIM方案在兼容性上表现较差,目前银行、银联都采用13.56MHz,POS机不兼容。虽然可以通过改良使得POS机同时支持两个工作频段,但这种方法需要不停地校正频点。
RF-SIM采用主动供电模式,即当手机电池没电时,射频功能不能正常使用,影响用户的便捷和安全方面的刷卡支付体验;另外,在VCC电压为3.3V、时钟频率为4MHz条件下,RF-SIM卡在工作状态时消耗的电流是18mA,对用户的手机正常待机使用有影响。
鉴于此,不建议采用RF-SIM方案。
(3)NFC方案中,NFC-SIM卡方案存在C4、C8管脚占用问题,不建议选用;从业推广维度看,eNFC方案比NFC-SD卡方案更适合。
NFC-SD卡方案的SD卡需要专门设计,成本较高。
eNFC方案可以借助SIM卡空中下载渠道实现空中圈存功能。
银联直接找手机终端厂商谈合作策略要比运营商去谈难一些,运营商独有的优势地位是银联所不能取代的:
――运营商可以通过定制终端的方式和手机终端厂商合作,两者之间的资源比较互补,所以容易实现双赢;
――定制终端的合作可以使运营商加大对用户手机终端的管控,可以更方便开展各种与手机终端关系比较密切的业务,如合约购机等。
综上所述,手机刷卡支付的最理想解决方案是基于eNFC的方案。
5 应用条件
(1)用户手机更换频率
手机刷卡支付业务涉及到的产业链比较长,产业链的成熟需要一个较长的过程。从图3可以看出,目前市场上用户手机终端更换比较频繁,相对产业链的成熟时间来说,更换周期不算太长。
图3 用户手机更换频率分析
(2)手机终端支持情况
2009年,诺基亚了6216c等5款支持NFC功能的手机,这表示手机终端厂商在跟进手机刷卡支付业务,在手机终端技术方面可以对NFC功能和实现进行支撑。
目前市场上试商用的NFC手机有十几款(实际已达到商用标准),包括三星、摩托、LG、诺基亚、中兴等,预计各手机厂商将陆续推出更多商用的NFC手机。
(3)POS受理环境
截至2009年第三季度末,银行卡跨行支付系统联网商户147.3万户,联网POS机具227.3万台。这些POS机只需稍作改良即可供手机刷卡支付使用。从一定程度上说,市场已经为手机刷卡支付造就了一个天然的POS受理环境。
6 结束语
本文通过对各种解决方案的对比分析,充分考虑了目前中国市场环境和产业链特点,建议手机刷卡支付业务实现采用eNFC方案。该业务的推广和成熟离不开银联/银行与运营商的合作,一方做POS机的改良和合作,一方做SIM卡与手机终端的改良和合作,充分发挥各自的优势,共同搭建并维护手机刷卡支付业务产业链,推动中国手机现场刷卡支付业务蓬勃发展。
参考文献
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[2]ISO/IEC 18092:2004. Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Near Field Communication-Interface and Protocol(NFCIP-1)[S]. 2004.
[3]中国人民银行. JR/T 0025.8-2005. 中国金融集成电路(IC)卡规范第8部分:与应用无关的非接触式规范[S]. 2005.
[4]石亦欣,李蔚. NFC芯片与SIM卡连接的方案研究[J]. 中国集成电路,2007(7).
[5]艾瑞智慧. 手机支付发展环境分析[EB/OL]. /Zt/114345.shtml.
【作者简介】
无线射频识别技术，英文全称为Radio Frequency Identification，简称为RFID，俗称电子标签，是非接触式自动识别技术的一种，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，实现人们对各类物体或设备在不同状态下的自动识别和管理。
最简单的无线射频识别系统是由标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线（Antenna）三部分组成，实际应用中还需要其它硬件和软件的支持。
无线射频识别系统的工作原理是一个带有芯片的小标签，被安装在一个微型天线上，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息关解码后，送至中央信息系统进行有关数据的处理。
无线射频识别技术并不是最近才出现的新技术，在第二次世界大战中这项技术就被应用于区分联军和纳粹飞机的敌我辨识系统中。之后，这项技术主要应用于野生动物跟踪、公路、铁路收费等有限的领域里，因此鲜为人知。随着科学技术的飞速发展和社会的进步，物流业的兴起和发展，这项技术才从幕后走向了台前，尤其是全球最大的零售商沃尔玛公司在2004年宣布，其全球前100家供应商必须在集装箱托盘上使用这种电子标签；麦德龙、塔斯科为代表的跨国零售企业也在2005年开始掀起触及零售物流业供应链的热潮。
目前，在国外，无线射频识别技术发展迅速，特别是在美国、欧洲各国、新加坡、日本等地，这项技术已被广泛应用于物流管理、生产流水线自动化、高速公路自动收费、证件防伪、货物和危险品追踪管理监控、金融交易、仓储管理、车辆防盗、医疗照顾等等领域，甚至台湾把其应用于农业科技中，像蝴蝶兰生产管理、鸡只生产管理、猪只个体识别、花卉拍卖市场等等，来提升其产品的竞争力。在北京举办的奥运会，也采用了这项技术，在门票中使用了电子标签，进行身份的认定和门票的防伪。
随着通信、计算机和网络技术的发展，无线射频识别技术开始在全球的图书馆中逐渐采用。
2 无线射频识别技术的特点与图书馆智能化管理系统
2.1 无线射频识别技术特点
在图书馆的传统业务工作中，条形码识别技术是一项基础技术，在读者证件的管理（识别、使用）、各种文献的管理（典藏、流通）等方面都有广泛的应用。在新技术使用之前，由于条形码技术成熟，价格低廉，在图书馆各项工作中占有绝对优势。但是在多年的使用过程中也显露出条形码技术的局限性，如易磨损，需要经常更换；稍有皱折或破损易拒读；信息存储容易少；仅能单一识别，需在数据库的辅助下，才能得到相关信息；要求近距离接触；易伪造；最关键的是条形码是“可视技术”，扫描仪是在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码等等。
无线射频识别技术则是给图书馆各项业务工作带来新的契机和创新。以无线射频识别技术为基础的电子标签具有条形码所不具备的优势：可以防水、防磁、耐高温、使用寿命长，能在恶劣环境下工作、读取范围大距离远、数据存储量大、信息可以多次更改、能够同时处理多个标签、可加密、安全性更高、能够嵌入或附着在不同形状、类型的物品上甚至可以对标签附着物进行追踪定位等等，它与条形码技术最大的区别就在于不要求看见目标，只要在读写器的作用范围内就可以读取标签。
2.2 应用无线射频识别技术的图书馆智能化管理系统
无线射频识别技术在图书馆的使用，使文献加工系统、文献自助借还系统、馆藏清点系统、文献自动分捡系统等等成为可能，从而带动了图书馆所有业务工作的改变，使图书馆管理系统更加人性化、智能化。图书馆的各类文献要实现智能化管理涉及读者、文献、馆藏方位三个因素。如何快速准确地帮助读者找到所需要的文献；如何在数量庞大的书海中确定文献的正确馆藏位置；如何让乱架的文献回归原来位置等等问题在以前技术条件下简直就是不可能实现的任务，而有了无线射频识别系统，这些问题可以迎刃而解。图书馆无线射频识别系统只要通过无线射频识别读者证、无线射频识别文献标签、无线射频识别书架标签这三者采用同频的电子芯片，通过相关设备进行处理，就能实现三者的一体化智能管理
2.2.1 对读者来说，借阅过程更精简、快捷，服务功能更全面
利用无线射频技术大大提高图书的流通处理速度、图书借阅率。依据无线射频技术开发出的自助借还书系统可提供读者自行进行借还书操作，不再需要馆员，只要通过RFID借阅证，就可以自行刷卡进入无人服务的借阅区，并自助完成借还书的程序，从而避免了流通柜台的拥挤与排队，也在一定程度上保护了读者的个人隐私。自动还书箱可让读者24小时自行操作还书程序，可打印借阅凭条并取得收据，读者感觉会很方便。
2.2.2 对图书馆馆员来说，工作强度减小了，书架管理更简易，安保系统更加完善
调查已经使用图书自助借还系统的图书馆，近50%是通过自助借还系统完成的，极大减轻了工作人员的借还书的工作量。通过使用RFID数字化馆员点检仪，只要简单沿着书架的方向扫描过去，即可收集到所需信息，从而实现图书的上架、搜寻、排序、纠错、剔旧及盘点等作业。还可以对文献进行自动分捡，通过对各楼层、各书库甚至各类文献的分类，极大地减轻了图书馆工作的劳动强度，也缩短了图书的上架时间。当读者出入图书馆经过该系统时，如果有图书被遗漏处理，安全检测系统将自动发出提醒；RFID标签监测仪安全系统能对各馆藏RFID数字标签提供有效的实时安全保护，并且不会影响有磁性的多媒体馆藏。
3 无线射频识别技术在国内外图书馆应用实例
在全球，无线射频识别系统有三家较大公司在研发和推广：美国保点公司（Checkpoint）、美国明尼苏达矿业及制造公司（3M）、法国Tagsys公司。无线射频识别技术作为一项应用到图书馆领域的新兴技术，全球已有大大小小300余家图书馆使用，对提升图书馆文献管理和对外服务水平发挥了显著作用。目前，在全球范围内运用较为全面的是新加坡和美国。
新加坡国家图书馆是世界上第一个使用无线射频识别系统的图书馆。它是利用法国Tagsys公司的整套系统和设备，1996年开始试用，2003年实现属下23家分馆全面使用，其每个公民都可以用其身份证或驾驶证来国立图书馆借阅图书。整套系统基本实现无线射频识别系统下的排序、清查、检索与借还。从2001年7月起，所有流通的图书都贴有无线电频率识别标签，可通过自助出纳机器借阅。据悉，该图书馆还与国家邮政系统合作，读者还书可以直接放入就近的邮箱里，由新加坡邮政进行回收和分拣，并将书通过邮政的配送/投递系统送回原藏书图书馆。经统计，新加坡国家图书馆全年借阅量增长了30倍，而图书馆工作人员减少2000人，而在成本支出上，不到一年时间就回收了建置成本。
美国德克萨斯州公共图书馆采用美国保点公司（Checkpoint）的无线射频识别智能图书馆系统。它提供一整套提高图书馆管理效率和加强图书馆安全的技术解决方案。如允许读者使用图书馆的自助借书亭，简化借书的过程，所有图书的电子保安系统可以防止有人未经许可就取走图书，避免了图书丢失。内华达州立大学使用无线射频识别系统，实现图书清点功能，尤其是闭架书库的60万册藏书，实现无线射频识别技术定位排架，由电脑控制的机械手存放并索取图书，实现了图书的随机精确定位和查找。
目前在我国国内使用无线射频识别系统的图书馆还是很少，但是也逐步开展起来了。以深圳图书馆新馆为例。深圳图书馆新馆在2006年7月开馆，引进了无线射频识别系统，初步实现全馆120余万纸质文献的智能化管理，利用RFID标签在馆内构造了一个精确的定位系统，读者从图书检索系统中查到一本书，馆内的资源设备可以为读者导航，将读者指引到该书存放的位置。读者一卡在手就可自由进出各个借阅室，试开馆期间借阅量激增，高峰期接待1.3万名读者，而自动借还书系统承担50%以上的工作量。该馆馆长说无线射频识别系统为图书馆行业的发展带来新的机遇。
4 无线射频识别技术在图书馆的应用前景分析
虽然无线射频识别技术具有众多的优点，也在一定范围内得到了应用，但在目前的环境条件下，这种技术在图书馆中的应用前景还存在着许多障碍。
4.1 无线射频识别技术目前存在的问题
4.1.1 标准化问题
国际标准的制定与推行标准化是推动产品在市场上广泛使用的一条必经之路，而缺乏全球统一的标准已经成为目前阻碍无线射频识别产业技术进一步发展的关键。美国有EPC标准，日本有基于Ucode平台的UID标准、韩国也制定了自己的国家标准等等，而我国标准向哪一标准接近目前还是个问题。不同的制造商开发出来的卷标通信协议适用的不同的频率，都有可能造成电子标签的信息无法读取等等。
4.1.2 使用安全问题
无线射频电子标签的使用安全包括标签本身的安全及安装在文献资源后的使用安全等等。电子标签被粘贴在文献内页，如果读者本人的素质问题，可能电子标签会被人为撕掉、割断，或在标签上面覆盖有金属纸之类，都会对射频信号造成影响，从而对信息的读取造成误差；电子标签使用后，读者在图书馆的活动几乎都是透明的，读者的个人隐私可能被侵犯的可能性会加大；在图书馆中处处存在的无线射频发射器可能也会造成对人身的电磁污染及损害；还有废弃的电子标签的处理问题等等，都是这种技术使用时要考虑的问题。
4.1.3 使用成本问题
就目前情况来说，无线射频识别系统无论是它的电子标签还是天线、阅读器，它的价格一直居高不下。作为图书的电子标签现在它的价格大约为三元人民币，对于一个馆藏一百多万册文献的图书馆来说，若给每册文献都安装电子标签，就需要三百多万元，还有每年不断追加的图书标签及相应的各种仪器、设备，这些加起来是一大笔的投入，这对依靠财政拨款的图书馆来说是比较困难的。
4.2 无线射频识别技术在图书馆的应用前景
应该说，只要克服无线射频识别技术种种缺点，它在图书馆的应用还是很有前景的。尽快制定出统一的国际标准，形成全球大规模的生产局面，它的成本价格自然就会下降；继续完善这项技术，尽量减少它在使用上的安全问题，无线射频识别这项技术会对整个图书馆管理和服务的创新都会起到积极作用。
【关键词】 无线射频 电子识别 电梯 安全管理
1 技术的相关阐述
无线射频是通过电磁能量进行数据自动识别和采集的一种技术方式，电磁理论是其主要的技术原理。有解读器、数据传输与处理系统、标签一同构成了该系统。该技术的主要优点为：可以快速的进行自动识别和扫描；有着较强的抗污染能力，不用担心灰尘污染和油垢污染等不良环境的威胁。可以长期的被应用，有着较长的应用寿命。它能够反复读写重复应用，并可以按照用户的不同需要将重要的信息锁定；还具备较强的穿透性，读取距离大，而且能够无障碍阅读。数据还有着较大的记忆容量，能够随时的更改所存储的信息，具备极高的安全性，能够加密处理标签上面的数据。
2 具体的应用情况分析
为了将电梯系统的运行可靠性和安全性提升上来，在设计电梯安全管理系统时可以积极地应用无线射频电子识别技术，它具备维护保养、应用记录、电梯检验和监督管理等功能。通信系统是利用公共网络表现出来的。如图1所示，有数据采集器、上层管理软件和安全信息卡共同组成了整个电梯安全管理系统。
2.1 分析技术构成
（1）数据采集器：对现场的有关数据进行采集并进行存储是数据采集器的主要功能所在，此外，向上层管理软件数据库里发送这些数据。各个部门需要根据自身的情况选择合适的采集器。
（2）上层管理软件：计算机信息管理系统与底层监测终端系统是上层管理软件中的两个重要组成部分。监督信息的采集、数据分析、保养维护信息、基本的信息管理是其主要功能。当底层检测终端所采集到的数据被无线传输模块所接收之后，在集中的通过计算机信息管理系统进行相应的处理，在通过维护单位、物管单位和互联网络供主管单位进行实时的查询和监控。
（3）电子安全信息卡：故障维护信息卡、使用单位信息卡、电梯信息卡和维护保养信息卡是电子安全信息卡的主要构成部分。对电梯的基本信息进行存放是电梯信息卡的主要作用，比如，生产商、品牌型号、产品编号及性能参数等。它通常被安置于电梯的轿厢和基站内部，确保电梯的维修情况可以利用单位的信息卡进行记录。其中，故障的次数、故障的类别、维修人员和故障的时间都被存储于故障维修信息卡内。
2.2 总体设计电梯电子安全管理系统
有这样几个部分存在于射频电子识所控制的电梯电子管理系统中：首先，作为电梯信息交换和数据维保的平台；其次，管理电梯卡的系统；再次，电梯现场作业及日常管理系统。当中，作为电梯维保的信息和数据管理交换平台，从而将源自于电梯电子标签的信息收集出来，而且，向着平台中心处反馈标签信息。这样相关工作人员对于电梯的基本信息就可以充分的进行了解和掌握。进而采用合理的解决对策予以处理。通过交换及管理平台系统整合与存储电梯维护的数据，主要可以按照这样几个步骤进行掌控：电梯维护工作人员扫描电子标签，将此电子标签内的信息收集出来，然后有效的录入和保存相应的信息，电梯数据交换与管理平台会将收集到的信息进行有效的整合，然后在处理。之后往平台中心反馈相应的处理结果。将这些操作完成之后，电子标签就会由电梯监管部门进行监控。然后及时的查询电梯的维护情况，然后通过数据交换和管理平台将电梯维护数据反馈到监管部门。
2.3 应用电梯电子监管系统
在反馈或者传递电梯维护信息时，无线射频电子识别技术在其中发挥着重要的作用。保障了电梯的安全性。通过实际调查发现，电子标签能够及时便捷的监督电梯运行情况。从而全面的保障电梯的运行安全性。
如果能够有效的推广无线射频电子识别技术，就会将我国电梯系统中所存在的故障问题降到最低。但是，现阶段我们国家电梯维护监管凌乱及电梯安全事故频繁的出现，然而，应用了无线射频电子识别技术后，能够有效的找到其中所存在的问题，从而采取有效的方式予以解决。对于监管环节和现场环节内部所存在的问题可以通过电梯电子监管系统进行解决，通过数据统计将电梯出现的问题构建起来，从而将准确的数据依据为后期的应用与维护提供出来，从而尽早的预防电梯中可能出现在的问题。可以更深层次的预知电梯内部所出现的问题，保证电梯维护工作更加顺利的被完成。随着信息化的发展，电梯的安全监管也在不断被强化，从而更加有效的完成电梯的管控。
3 结语
本文对电梯安全管理系统与无线射频电子识别技术的有关内容进行了详细的分析与阐述，从而确保将电梯安全管理同射频电子识别技术有效的结合到一起，将一套详尽的电梯安全管理系统构建起来。那么，为了将电梯安全运行的稳定性提升上来，文章通过上文对相关方面的内容进行论述，从而为有关单位及工人员在实际工作中提供一定的帮助作用。
参考文献：
[1]柯俊帆，石常海.射频电子识别技术在电梯电子监管系统中的研究与应用[J].硅谷，2012（18）：223-225.
[2]黄群.无线射频电子识别技术在电梯安全管理系统中应用[J].现代制造技术与装备，2012（02）：963-965.
关键字:智能巡检; 作业指导书; 射频识别
随着IT技术综合应用,带宽电力通信网络不断扩大规模、发展较为完善的通信专网技术,该技术也是带宽电力生产中的重要支撑网络技术,它与带宽电力生产调度网络有着极密切的联系。带宽电力通信网能否安全稳定的运行,是为提高检修效率和检修管理水平,运用对射频识别自动识别技术和移动终端技术的技术现状及应用情况进行调研,设计并实现了一套基于射频识别技术的带宽电力通信检修系统[1]。物联网是运用射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、GPRS定位、跟踪、监控和管理的一种网络新型自组织拓扑结构。
1物联网应用在变电站设备巡视中的基于重要性与稳定性研究
随着我国国民市场经济的快速发展,各个行业对电网能源的依赖性也逐渐提高,同时对国家电网中的带宽电力安全稳定运行提出了新的要求与融合,提出大规模物联网应用于射频识别技术与掌上电脑PDA智能采集技术应用等现代通信网络技术融合与共同实现监测巡视带宽电力数据的现代化、信息化、规范化[2]。由于科技技术的各种先进的控制、监测设备快速发展应用在智能变电站内。为了进一步加强物联网应用在变电站的设备巡视及缺陷管理是提高物联网在变电站的运行管理水平和有效地为评估设备状态、确定合理的运行方式、及时安排检修提供可靠、详细的数据副本技术处理。
2大规模物联网应用在物联网应用在变电站设备巡视中的基于发展现状研究
2.1物联网应用在设备巡视研究。定期巡视是运行值班员对管辖的物联网应用在变电站进行设备日常巡视,运行班长定期对管辖下各物联网应用在变电站进行全面巡视检查。特殊巡视是在遇到气温骤变时,高温、浓雾、大风、雷雨、洪水、冰雹、降雪和设备过负荷或带缺陷运行期间及之后,设备发生了事故、障碍或异常,开关切断过短路故障或有穿越性故障之后,物联网应用在变电站担负特别重要的供电任务时所增加的巡视。夜间巡视是主要是在设备重负荷运行或在浓雾、阴雨天气时进行,巡视的目的主要是检查设备接头有无过热、发红、大活现象,绝缘子表面有无闪络、弧光等现象的发生。检查性巡视是由运行班长、专员或上级有关部门领导组织进行,其目的是为了解设备的运行情况,检查指导运行人员的工作,并对有疑问的缺陷进行会诊分析,这种巡视应形成制度,既要有一定的周期性、灵活性融合设备实际情况随时组织进行。
2.2物联网应用在设备巡视主要内容研究。物联网应用在主变压器音响、油位、油温是否正常,外壳是否有清洁,有无渗漏油,瓷套管有无破损,气体继电器应充满油,防爆管有无裂纹,冷却系统是否正常。物联网应用在所有变压器、电压互感器、电流互感器、油断路器等充油设备有无渗漏油和瓷套管破损现象。物联网应用在所有高压的电气设备搭接点是否有过热或放电现象,熔断器熔管或熔丝是否完好正常。物联网应用在全站继电保护装置、直流充电机、蓄电池组、通信和自动化系统、防误闭锁装置以及全站工作照明系统和事故照明系统是否正常。
2.3阻碍物联网应用在变电设备巡视质量研究。规章制度的执行力不够。很多规章制度只是挂在墙上或存在文件里,并没有逐条落实,因此习惯性违章时有发生。巡视路线不清晰。物联网应用在巡视路线图指定的不合理,极易造成巡视设备不到位。同时由于物联网应用在变电站改扩建,设备技术改造和新设备投运没有及时修订巡视路线图以及设备场地巡视路线标志脱落,方向指示不明都会造成设备漏巡。巡视设备时重点不突出。物联网应用在变电站内设备众多,占地面积大,巡视时间长。每次巡视都执行相同的内容而不根据设备的运行情况、负荷情况、天气情况而调整巡视重点。这样降低了运行人员对设备某些细小变化的判断和反应,从而大大降低巡视时发现缺陷的几率,例如夜间的熄灯夜巡,比白天更容易发现接头发热、绝缘放电等现象。思想认识不足,责任心不强。物联网应用在运行人员对设备巡视的重要性没有充分的认识。对每次巡视检查就是例行公事,久而久之就产生了厌倦思想。应该发现的问题也就发现不了。有的运行人员为了省事有意抄近路缩短巡视路线,漏掉一些设备巡视,特别是在高温、寒冷、大风的天气。技术素质需提高。随着我们的带宽电力事业的飞速发展,不断有新技术和新设备投入运行。同时不断有新人加入到工作中,因此,对员工的技术培训工作非常迫切。实践证明技术素质高运行经验丰富的人巡视设备时发现缺陷的几率高。而新参加工作和运行经验低的人发现设备缺陷的几率低。人员的生理状况以及心理和精神状态等因素都会影响巡视设备的效果。如感冒时嗅觉不灵敏,设备故障时发出的焦味不能发觉。还有巡视时精神不集中,不能仔细的观察设备的每一个部位,并运用听、闻、看的方法发现设备故障。
3大规模物联网中的基于射频识别技术应用研究
射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号运用空间耦合实现无接触信息传递并运用所传递的信息达到识别目的的技术。电子标签是由耦合原件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在设备上标识目标对象；读取器是读取标签信息的设备,一般采用手持式。射频识别标识系统将特殊的信息编码写入电子标签,标签被粘贴在需要识别的资料上。当电子标签进入磁场区域后,接收的读取器发出信号,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或者主动发送某一频率的信号;读取器读取信息并译码后,送至中央信息采集系统进行相关处理,实际应用中往往还需要其他软硬件的支持。
4大规模智能物联网应用中的基于变电站巡视系统信息数据库应用研究
巡视系统的信息数据库的建立采用目前在数据库市场上占有主要份额的Oracle数据库作为数据服务的主要工具。首先将每个物联网应用在变电站的每个单元的每台设备均赋予一个ID号作为身份识别象征,这个ID号不可以共用,具有唯一性。由运行人员运用终端机访问巡视管理系统,提前在系统中定义巡检性质和巡视模板,包括正常巡视、夜间巡视、特殊天气巡视等巡视任务。巡视模版中应包括各站的设备,并可以运用PDA识别,同时扫描至相关设备时,PDA能体现相关设备的ID号和其它基础信息,巡视当天根据要开展的巡视类型在巡视系统管理网络下载巡视任务,包括物联网应用在变电站设备巡视顺序、设备台帐、巡视项目、巡视人员等内容,巡视人员根据下载内容逐步巡视,运用PDA记录巡视中发现的缺陷并暂存,带全部巡视完毕后,将巡视结果运用终端机回传至巡视管理网络。
5结束语
变电巡检系统应用改变带宽电力巡检的传统模式实现信息化技术规范信息采集,建立巡视项目库和缺陷库的标准化,为物联网应用在变电站向实现数字化管理的目标和电网安全运行保障性。
参考文献:
[1]艾费科(美).数字信号处理实践方法(第二版).北京:电子工业出版社.
【关键词】射频识别系统 标签防碰撞 算法分析
自动化识别系统作为现今高新技术发展中的一种，其在现今生产生活的各个领域都受到了广泛的重视。自动化识别系统自身也是一个比较丰富的体系项目，条形码识别系统、光学字符识别系统、生物识别系统、智能卡识别系统以及射频识别系统。但是在这些众多的识别系统中，射频识别系统因其具有效率高、识别距离远、识别性能强的特点具有比较强的竞争优势，其应用市场相比其他识别系统领域是比较大的。射频识别系统本身也是一个比较复杂的系统，其在技术的发展中是从标签成本应用的成本化、标准化、关键技术和具体系统引用等四个方面展开的。尤其在其关键技术中，防碰撞技术、安全技术的使用对于整个射频识别系统应用是否安全、高效具有决定性的意义。
1 射频识别系统标签防碰撞算法的介绍
射频识别系统一般都是由阅读器、标签和中央处理器三个部分组成。在射频识别系统的应用中，安全高效的传递数据信息是其主要的工作，同样这也是此系统数据通信性能的关键技术。标签是射频识别系统中进行数据存储和识别和电子应用系统。但是在实际数据识别传递的过程中受到诸多方面的干扰，导致数据识别传递的质量和效率比较低下。一般概括而言，产生这种现象的原因主要是凭借多种阅读器和多种标签存在的外界干扰因素同时占用，这样就非常容易在数据信息传递通道产生碰撞，从而导致数据信息传递的质量和效率比较低下。具体而言在射频识别系统中，标签的应用一般被分为标签芯片、射频接口和天线。标签碰撞就是多个标签同时传递内容导致相互之间的应答信号受到彼此的干扰无法及时被阅读器获取信号，发生标签碰撞的现象。所以为了解决这一问题，防碰撞算法就产生了，其通过阅读器防碰撞法和标签防碰撞法两种方法有效的解决了数据信息传递时的碰撞现象，强化了射频识别系统的实践应用。就目前的应用而言，标签防碰撞算法主要分为ALOHA和二叉树相关算法。
2 射频识别系统标签防碰撞算法介绍分析
2.1 ALOHA标签防碰撞算法分析
此种防碰撞算法的应用是基法于概率的算法，是射频识别系统标签防碰撞方法中应用最为基础的一种算法，其主要是为了降低数据信息传递过程中发生的概率。
2.1.1 纯ALOHA算法分析
在具体使用的过程中，如果在某一段时间同时出现多个标签同时传递信息数据的现象，则会发生标签碰撞，那么阅读器由于无法及时收到信息指令就会向标签发出信号，这样部分标签停滞发送，等待一段时间之后再次进行标签数据信息输送，以此降低标签碰撞发生的概率。但是此种算法的防碰撞性能比较低，所以其一般很少应用于实际生茶生活。可以通过以下公式进行其性能的演示分析：
S：即为在固定的时间内标签数据信息传递成功的平均次数。
G：固定时间段内向阅读器发送的总体的数据信息传递的请求
由演化得出，纯ALOHA算法的吞吐率公式为：
S=Ge-2G，而当G为0.5时，其S能够达到最大值即为0.184，其最大值明显的现实这种算法的识别率是比较低的。
2.1.2 时隙ALOHA算法分析
这种算法顾名思义就是将时间分为多个时间段，并且这些时间段之间的分割时间长大于标签和阅读器发送和读取数据时的时间，最重要的是标签在时隙内进行数据信息的传递。
根据纯ALOHA算法得出时隙ALOHA算法为：
S=Ge-G，其中当G为1时，时隙的S值达到最大为0.368，此种算法使用的防碰撞概率大大提高，但是此种算法在实际使用过程中比较复杂，所以很少被使用。
2.1.3 动态帧时隙ALOHA算法
此种算法使用是在FSA算法改进的基础上进行的，其使用的最大优势就是阅读器自身能够动态的调整即将阅读的时隙数目，并且时隙数目的调整是在帧数的基础上进行的。具体而言，一般其使用首先是在标签向阅读器输送数据和信息之后，运用此种算法就会在帧内选择任意选择一个时隙与阅读器进行通信，以此进行标签的识别，然后根据时隙计数器数值进行输送命令的随机调整，进行整个命令识别系统的循环。
以上三种ALOHA标签防碰撞法在实际应用中有着各自的优点和缺点，在射频识别系统的实际应用中其有着明显的应用优势，对于射频识别系统的发展发挥了重要的作用。
2.2 自适应标签防碰撞算法分析
这种算法的使用能够很好的弥补ALOHA算法使用的缺点，此种算法能够根据具体的识别情况动态的对标签进行分组和确定，此种算法是一种根据待处理标签数目即R值变化的循环算法，其使用能够有效的改善了ALOHA算法在使用过程中根据标签的数目确定桢长的工作困难。此种算法的具体使用步骤为：
（1）阅读器首先对在射频识别系统中的处于待发送的标签进行初始化。
（2）阅读器根据标签的初始化参数选定一组标签。
（3）阅读器通过其系统内存在的固定算法对选定的标签进行再次的识别，然后将这些标签的识别状况依次输出其固定值。
（4）通过固定的参数和调整值根据R值将处于待发送状态的标签进行循环处理。（此种算法在开始之初处于待发送处理状态标签的数目即R是大于0的，所以在整个循环的算法过程中按照R值的变化确定算法是否继续，最后退出此种算法的时候要确定R的值为0，则表示所有待处理标签的数目已经全部被成功的发送。）
最终在标签和阅读器之间会发生数据信息的成功发送，则其为成功时隙，此种算法的识别性能比较高，其防碰撞的效果比较突出，尤其在其标签数目从30在100之间变化时，这种算法传递数据信息成功的概率为0.4，所以其拥有明显的优越性。总体而言这种算法的总体识别效果相比ALOHA算法是比较突出的。所以，此种算法在射频识别系统的实际应用中被广泛的应用。
3 小结
综上所述，射频识别系统做作为现今经常使用的一种自动化识别系统，为了保证其数据信息高效安全的传递，标签防碰撞算法的使用是非常关键的。在实际应用中ALOHA标签防碰撞算法和自适应标签防碰撞算法两种算法有着各自的优点和缺点，两者的使用对于标签数据信息的成功传递起着重要的辅助作用。
参考文献
[1]路瑞宽.基于射频识别的防碰撞算法设计与实现[D].河北大学，2015.
[2]丁俊.射频识别（RFID）标签防碰撞算法[D].中国科学技术大学，2010.
作者简介
王新智（1978-），女，人，硕士学位。现为集宁师范学院高级实验师。主要研究方向为电子信息技术。
刘凌云（1982-），女，山东省人，硕士学历。现为集宁师范学院讲师。主要研究方向为电子信息技术。
