1.了解RFID技术的起源与发展

射频识别在历史上的首次应用可以追溯到1940年，第二次世界大战期间，美国军方设计出射频识别技术，由英国空军安装在飞机上，用来分辨出是敌方飞机还是盟军飞机。盟军的飞机上装载有高耗电量的主动式卷标（射频卡的一种），当雷达发出询问的信号，这些卷标就会发出适当的响应信息，用来识别出该飞机是盟军而不是敌军。到了上世纪七十年代末期，美国政府透过Los Alamos科学实验室将RFID技术转移到民间。

20世纪90年代是RFID发展史上最为重要的十年，在这期间电子收费系统在美国开始大量部署，在北美约共有3亿个RFID标签被安装在汽车尾部。1991年，世界第一个高速公路不停车收费系统在美国俄克拉荷马州开始投人使用。1992年，世界第一个电子收费系统和交通管理系统的集成系统在美国休斯顿安装并使用。多个地区和公司开始注意到系统之间的互操作性，即运行频率和通信协议的标准化问题。只有提供了统一的标准，RFID才能在更广泛的领域得到应用。

近年来，随着技术、成本及需求等多方面因素的刺激，RFID技术逐步进入大规模商用化应用的前期阶段。零售巨头（如沃尔玛）及一些政府机构（如美国国防部）都开始推进RFID应用，并要求他们的供应商也采用此项技术。同时，标准化的纷争催生了多个全球性的RFID标准和技术联盟，主要有EPCglobal、AIM Global、ISO/IEC、UID等。这些组织试图在标签频率数据标准、传输和接口协议、网络运营和管理、行业应用等方面获得统一平台。

表7.1　RFID历史一览表

全球最大的零售商沃尔玛通过一项决议，要求其前100家供应商在2005年1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术，小供应商也得在2006年底赶上RFID的末班车。通过采用RFID，沃尔玛预计每年可以节约83.5亿美元。欧洲最大的超市麦德龙也跟着宣布了类似的计划，他们在2006年初已经在德国最大的配送中心完成RFID阅读器和标签的安装工作。

除此之外，美国的军品管理、中国的二代身份证、中国的火车机车管理系统、日本的手机支付与近场通信等都是RFID业界比较成功的大规模应用案例。中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域，并且正在尝试应用于图书馆、血液管理等新的领域。2007年，诺基亚开始在中国推出全球第一款全面集成近场通信（Near Field Communication，NFC）技术的手机。毋庸置疑，RFID显然不是稍纵即逝的时髦技术。不管是否承认，RFID已经成为人们生活的一部分，它所带来的高效率和方便性影响已经深远遍及各行各业。

图7.20　北京市政交通一卡通

图7.21　公共自行车租赁系统

图7.22　动物耳标

2.学习RFID系统的工作原理

RFID技术和条码技术类似，都属于自动识别技术范畴。对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物，并使用专用的扫描识读器利用光信号将信息传送到扫描识读器。而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用射频信号将信息在RFID标签与RFID读写器之间传送。

（1）RFID系统的构成

RFID系统的识别信息存储在RFID标签（也称为RFID电子标签）中，通过无线电波实现非接触的识别过程。从结构上讲，RFID系统是一种简单的无线系统，只需要两个基本器件，读写器和应答器（通常称为RFID标签），该系统通常用于控制、检测和跟踪物体。一个典型的RFID系统结构如图7.23所示，主要由以下几部分构成:

■ 内部存有人或物的个体信息或电子编码的RFID标签（含标签天线）(www.daowen.com)

■ 与RFID标签进行通信的读写器和读写器天线

■ 记录并处理个体信息或电子编码的服务器

图7.23　RFID系统结构示意图

在软件层面上，服务器和读写器的接口驱动程序、服务器的操作系统、数据库系统以及数据业务处理程序都是必不可少的。

RFID标签由天线、耦合元件及芯片组成，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。读写器由天线、耦合元件、芯片组成，是读取（有时还可以写入）标签信息的设备，通常有手持式RFID读写器或固定式RFID读写器。

图7.24　RFID标签内部结构

（2）RFID系统的工作流程

RFID系统的工作流程如下:

1）读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号；

2）当RFID电子标签进入读写器天线工作区域时，电子标签天线产生感应电流，电子标签获得能量被激活；

3）电子标签将自身编码等信息经过编码和调制，并通过内置天线发送出去；

4）读写器天线接收到从电子标签发送来的载波信号，并将其传送到读写器；

5）读写器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台应用系统进行相关处理；

6）应用系统根据业务逻辑判断该卡的合法性，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。