識別技術(shù)是自動化管理、信息管理及人員管理的重要一環(huán)，在射頻識別出現(xiàn)之前，識別技術(shù)多用磁條卡和條碼卡，雖然價格低廉，但也存在著讀取不方便，讀卡受限，易磨損等缺點，射頻技術(shù)的出現(xiàn)具有劃時代的意義，原來的很多夢想變成了現(xiàn)實，如我們總希望能夠自動記錄運輸車輛內(nèi)所裝貨物，無需人工點驗，使用條碼卡根本無法實現(xiàn)，但使用高頻遠距離射頻卡就會使這個夢想非常容易地實現(xiàn)，只要車輛正常速度經(jīng)過讀卡器覆蓋區(qū)域，讀卡器會在短時間內(nèi)讀取出車內(nèi)所有物品，再通過軟件設(shè)定實現(xiàn)自動整理，使管理變得更加簡單。應(yīng)用在人員管理上，使用遠距離讀卡設(shè)備，每個人佩戴射頻卡，設(shè)備可以自動記錄實時監(jiān)控人員的位置和進出區(qū)域的時間，實現(xiàn)自動定位，很多實際應(yīng)用中都能看到射頻識別技術(shù)無與倫比的優(yōu)越性，不知不覺中射頻識別技術(shù)已經(jīng)走進我們的生活。

　　射頻識別在歷史上的首次應(yīng)用可以追溯到1940年，第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方設(shè)計出射頻識別技術(shù)，由英國空軍安裝在飛機上，用來分辨出是敵方飛機還是盟軍飛機。盟軍的飛機上裝載有高耗電量的主動式卷標(射頻卡的一種)，當雷達發(fā)出詢問的訊號，這些卷標就會發(fā)出適當?shù)捻憫?yīng)信息，藉以識別出自己是盟軍或是敵軍。目前世界上的飛機安全管制系統(tǒng)仍是以此為概念進行發(fā)展。到了七十年代末期，美國政府透過LosAlamos科學(xué)實驗室將RFID技術(shù)轉(zhuǎn)移到民間。RFID技術(shù)最先在商業(yè)上的應(yīng)用是在牲畜身上，用來作為放牧管理和牛的識別，在牛的身體植入管狀的射頻卡，使用讀取設(shè)備可以識別不同的牛，同時記錄牛的成長，對牛進行細化管理。到了八十年代，美國與歐洲的幾家公司開始著手生產(chǎn)RFID卷標，將射頻識別應(yīng)用到更多的場合，當然最多的還是應(yīng)用在軍事管理中。九十年代射頻識別使用在門禁系統(tǒng)中首先進入臺灣市場，繼而進入中國市場，如今RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，從門禁管理、人員考勤、消費管理、車輛管理、巡更管理、生產(chǎn)管理、物流管理，皆可以見到其蹤跡，二代身份證全面選用13.56MHZ的射頻IC卡更是對RFID技術(shù)的推進，銀行卡也開始逐步使用射頻卡來代替原來的磁條卡，到今天RFID技術(shù)已經(jīng)徹底融入我們生活的每一個角落。

　　RFID系統(tǒng)常見有以下幾種應(yīng)用：

　　1、通道管理

　　通道管理包括人員和車輛或者物品，實際上就是對進出通道的人員或物品通過識別和確認，決定是否放行，并進行記錄，同時對不允許進出的人員或物品進行報警，以實現(xiàn)更加嚴密的管理，我們常見的門禁、圖書管理、射頻卡超市防盜、不收費的停車場管理系統(tǒng)等都屬于通道管理。

　　2、數(shù)據(jù)采集與身份確認系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是使用帶有RFID閱讀器的數(shù)據(jù)采集器采集射頻卡上的數(shù)據(jù)，或?qū)ι漕l卡進行讀寫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和管理，如我們常用的身份證識別系統(tǒng)、消費管理系統(tǒng)、社?？?、銀行卡、考勤系統(tǒng)等都屬于數(shù)據(jù)的采集和管理。

　　3、定位系統(tǒng)

　　定位系統(tǒng)用于自動化管理中對車輛、人員、生產(chǎn)物品等進行定位。閱讀器放置在指定空間、移動的車輛、輪船上或者自動化流水線中，射頻卡放在移動的人員、物品、物料、半成品、成品上，閱讀器一般通過無線的方式或者有線的方式連接到主信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)對讀取射頻卡的信息進行分析判斷，確定人或物品的位置和其他信息，實現(xiàn)自動化管理，常見的應(yīng)用如博物館物品定位、監(jiān)獄人員定位、礦井人員定位、生產(chǎn)線自動化管理、碼頭物品管理等。

　　RFID技術(shù)廣泛應(yīng)用于通訊傳輸、工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理和身份認證等多個領(lǐng)域，而在倉儲物流管理、生產(chǎn)過程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制等方面也有較大的發(fā)展空間。

　　RFID的原理是利用發(fā)射無線電波訊號來傳送資料，以進行無接觸式的資料辨識與存取，可達到身份及物品識別或信息存儲的功能。RFID系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)的組成會有所不同，但從RFID系統(tǒng)的工作原理來看，系統(tǒng)一般都由射頻卡、讀卡器兩部分組成。下面分別加以說明：

　　①射頻卡

　　在RFID系統(tǒng)中，信號發(fā)射機為了不同的應(yīng)用目的，會以不同的形式存在，典型的形式是射頻卡。標簽相當于條碼技術(shù)中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔?，另外，與條碼不同的是，標簽必須能夠自動或在外力的作用下，把存儲的信息主動發(fā)射出去。

　　射頻卡是RFID系統(tǒng)的精髓，射頻卡一般由內(nèi)部天線、IC芯片組成，IC芯片中記錄著ID信息，讀寫芯片的IC還配有可存儲數(shù)據(jù)的扇區(qū)，通過無線方式與讀卡器通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取和寫入。射頻卡進入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

　　從讀取方式來分類射頻卡類型分為三種：自動式，半被動式和被動式。自動式射頻卡一般配有電池，靠自身的能量發(fā)送信息數(shù)據(jù)，這種讀卡器能夠讀寫的距離很遠，理論上可以達到幾百米，便于遠距離通訊，如目前市場常用的2.4G卡就屬于自動式的射頻卡。

　　被動式是卡內(nèi)沒有電池作為能量，需要在射頻卡接近讀卡器時接收讀卡器的電磁波產(chǎn)生能量驅(qū)動IC芯片工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送和讀寫，被動式射頻卡運用無線電波進行操作和通信，信號必須在識別器允許的范圍內(nèi)，這類標記適合于中短距離信息識別，一般在15米之內(nèi)，當前市場使用較多的915MHZ卡、13.56MHZ和125KHZ的卡基本都屬于被動式射頻卡。半被動式的工作模式是讀卡器觸發(fā)，但射頻卡的能量由自身提供，如目前市場上的433MHZ讀卡器(就是市場上所說的藍牙讀卡器)就屬于半被動式射頻卡。

　　射頻識別系統(tǒng)中射頻卡與讀寫器之間的作用距離是射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用中的一個重要問題，通常情況下這種作用距離定義為射頻標簽與讀寫器之間能夠可靠交換數(shù)據(jù)的距離。射頻識別系統(tǒng)的作用距離是一項綜合指標，與射頻標簽及讀寫器的配合情況密切相關(guān)。[nextpage]

　　根據(jù)射頻識別系統(tǒng)作用距離的遠近情況，射頻標簽天線與讀寫器天線之間的耦合可分為三類：密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)、遠距離系統(tǒng)。

　　1、密耦合系統(tǒng)：密耦合系統(tǒng)的典型讀取距離范圍從0~1cm。實際應(yīng)用中，通常需要將射頻標簽插入閱讀器中或?qū)⑵浞胖玫阶x寫器的天線的表面。密耦合系統(tǒng)利用的是射頻標簽與讀寫器天線無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合LC磁路)構(gòu)成無接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。密耦合系統(tǒng)的工作頻率一般局限在30MHz以下的任意頻率。由于密耦合方式的電磁泄露很小、耦合獲得的能量較大，因而可適合要求安全性較高，作用距離無要求的應(yīng)用系統(tǒng)，如在一些安全要求較高的門禁系統(tǒng)。

　　2、遙耦合系統(tǒng)：遙耦合系統(tǒng)的典型讀取距離可以達到1m。遙耦合系統(tǒng)又可細分為近耦合系統(tǒng)(典型作用距離為15cm)與疏耦合系統(tǒng)(典型作用距離為1m)兩類。遙耦合系統(tǒng)利用的是射頻標簽與讀寫器天線無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合LC磁路)構(gòu)成無接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。遙耦合系統(tǒng)的典型工作頻率為125KHZ和13.56MHz，也有一些其他頻率，如6.75MHz、27.125MHz等，只是這些頻率在使用中并不常見。遙耦合系統(tǒng)目前仍然是低成本射頻識別系統(tǒng)的主流，其讀卡方便，成本較低，使其廣泛應(yīng)用在門禁、消費、考勤及車輛管理中。

　　3、遠距離系統(tǒng)：遠距離系統(tǒng)的典型讀取距離從1m到15m，有的甚至可以達到上百米的讀取距離。所有的遠距離系統(tǒng)均是利用射頻標簽與讀寫器天線輻射遠場區(qū)之間的電磁耦合(電磁波發(fā)射與反射)構(gòu)成無接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。

　　遠距離系統(tǒng)的典型工作頻率為：433MHZ、915MHz、2.45GHz，此外，還有一些其他頻率，如5.8GHZ等。遠距離系統(tǒng)一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實現(xiàn)射頻標簽到讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸。遠距離系統(tǒng)一般具有典型的方向性，射頻卡和讀卡器的成本還比較高，一般使用在車輛管理、人員或物品定位、生產(chǎn)線管理、碼頭物流管理中。

　?、谧x卡器

　　在RFID系統(tǒng)中，根據(jù)支持的標簽類型不同與完成的功能不同，讀卡器的復(fù)雜程度也顯著不同的。讀卡器基本的功能就是提供與標簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。另外，讀卡器還提供相當復(fù)雜的信號狀態(tài)控制、奇偶錯誤校驗與更正功能等。標簽中除了存儲需要傳輸?shù)男畔⑼猓€必須含有一定的附加信息，如錯誤校驗信息等。識別數(shù)據(jù)信息和附加信息按照一定的結(jié)構(gòu)編制在一起，并按照特定的順序向外發(fā)送。讀卡器通過接收到的附加信息來控制數(shù)據(jù)流的發(fā)送。一旦到達讀卡器的信息被正確的接收和譯解后，讀卡器通過特定的算法決定是否需要發(fā)射機對發(fā)送的信號重發(fā)一次，或者知道發(fā)射器停止發(fā)信號，這就是"命令響應(yīng)協(xié)議"。使用這種協(xié)議，即便在很短的時間、很小的空間閱讀多個標簽，也可以有效地防止誤讀的產(chǎn)生。一般讀卡器要和射頻卡對應(yīng)使用，同時讀卡器還要配合相應(yīng)的控制和運算設(shè)備，如一般讀卡器都需配置相應(yīng)的控制器，讀卡器和控制器之間的通訊方式常見的有RS485、W26、W34、RS232等，主要是要將讀取的數(shù)據(jù)傳動到控制器，以便實現(xiàn)更加復(fù)雜通訊、識別與管理。

　　有的讀卡器還有寫入功能，通過控制將數(shù)據(jù)寫入卡的扇區(qū)中，通過將數(shù)據(jù)寫入射頻卡，可以使系統(tǒng)在離線的情況下依然實現(xiàn)消費和管理，在公交和城市一卡通中顯得尤為重要。

　　每個讀卡器都必須配有天線，天線是射頻卡與讀卡器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。在實際應(yīng)用中，除了系統(tǒng)功率，天線的形狀大小和相對位置也會影響數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收，周圍的電磁場都會對讀寫距離產(chǎn)生巨大影響，在實際使用中要充分考慮現(xiàn)場環(huán)境的干擾。

　　與射頻卡相對應(yīng)，射頻讀卡器的種類按照識別的射頻卡來分類，在國內(nèi)常見的射頻卡和讀卡器有如下幾種：

　　1、最早在國內(nèi)出現(xiàn)的125KHZ的瑞士EM4100/4101卡，讀卡距離3-15cm，是無源被動式只讀卡，內(nèi)部只有一個無法更改的序列號，因價格便宜，其使用量至今仍然很大，只是被來自臺灣的TK4100搶占了大部分市場，其讀卡器的樣式很多，價格較低，被眾多門禁工程使用，只是近幾年由于其復(fù)制設(shè)備的出現(xiàn)，使其安全性受到影響;

　　2、MIFARE卡(簡稱M1卡)的出現(xiàn)改變了原有EM卡的格局，其工作頻率為13.56MHZ，讀卡距離3-5cm，屬于被動式讀寫卡，它共有16個扇區(qū)，0扇區(qū)存儲不可加密和更改的數(shù)據(jù)，包括序列號，1-15扇區(qū)存儲讀寫數(shù)據(jù)，每個扇區(qū)共有64個字節(jié)，其中數(shù)據(jù)位48個字節(jié)，加密位16個字節(jié)，生產(chǎn)M1卡的芯片廠家在國內(nèi)有銷售的主要有四個，一個是荷蘭PHILIPS的S50，他們的芯片價格較高，但讀卡距離和速度以及穩(wěn)定性都很好，所以在一些要求較高的消費場所使用較多，另外一個是西門子，價格較高，但質(zhì)量比PHLIPS要差，所以現(xiàn)在很少有人使用，再一個是復(fù)旦微電子FM11RF08，他們的芯片價格很有優(yōu)勢，目前在國內(nèi)使用量較大;還有達華的TKS50卡，這些卡都是通用格式，可以互相替代，其配套的讀卡器選擇也較多，讀卡器分讀取序列號的讀卡器和讀取扇區(qū)的讀卡器兩種，相對EM卡讀卡器，只讀型讀卡器價格稍高，而讀取扇區(qū)的讀卡器價格要高出幾倍，兩種讀卡器在工程都經(jīng)常被用到，而其讀寫的工作方式也被廣泛應(yīng)用在消費管理、停車場管理和城市一卡通中;

　　3、除了EM卡和M1卡常用的還有美國ATMEL公司生產(chǎn)TIMIC卡，工作頻率125KHZ，讀卡距離0-5cm，被動式讀寫卡，其主要是用在賓館磁卡鎖上，它也屬于讀寫卡，但是它只有一個扇區(qū)，可存儲32個字節(jié)的數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)一卡通，因其讀寫設(shè)備價格低廉，并且讀寫能夠滿足賓館鎖的要求，還是被廣泛使用;

　　4、CPU卡就是所說的國密卡，工作頻率13.56MHZ，是比M1保密性更好存儲量更大的卡，CPU卡內(nèi)嵌芯片相當于一個特殊類型的單片機，內(nèi)部除了帶有控制器，存儲器，時序控制邏輯等外，還帶有算法單元和操作系統(tǒng)，由于CPU卡有存儲容量大，處理能力強，信息存儲安全等特性。因此，廣泛用于信息安全性要求特別高的場合。但卡和讀卡器的價格都比較高，只能使用在對安全要求較高的場合，常見的型號有FM1208系列CPU卡;

　　5、433M藍牙卡(理論上的藍牙卡應(yīng)當指2.4G卡，但433MHZ卡的出現(xiàn)即被命名為藍牙卡)的特點是休眠喚醒，屬于半被動卡，采用紅外光激勵定位與CDMA擴頻多址數(shù)字式技術(shù)，藍牙通訊相結(jié)合的方法，同時具有紅外和微波二種方式，讀卡距離可達1-30米，常被安裝在車輛上，實現(xiàn)不停車讀卡進出車場。讀卡速度快，讀卡距離遠，具有良好的方向性，讀卡距離可控制，讀卡不受車輛防護膜(如防暴膜)影響，但是會受到隔熱膜的影響，讀寫器之間無互相干擾，方向性好，有效解決前后左右車道互擾問題。但讀卡器有一組功耗較大的紅外燈，工作電流較大，需配大功率電源，同時卡需定期更換電池，讀卡器讀卡角度也會受到較大限制，因價格優(yōu)勢，大量使用在停車場管理系統(tǒng)中;

　　6、在生產(chǎn)管理和碼頭管理和車輛管理中比較常用的還有915MHZ卡，屬于被動式高頻遠距離卡，讀卡距離可達1-15米，射頻卡無需電池，也可做成軟標貼，貼在物品上，常見的產(chǎn)品型號有AmtechIntellitag500、PhilipsUCODE、EM4422/3，內(nèi)部可存儲512個字節(jié)數(shù)據(jù)，和一個64位唯一序列號，優(yōu)點是無源，無需更換電池，卡片薄，便于攜帶。缺點是受汽車金屬貼膜影響較大，現(xiàn)在使用在車牌外安裝異形卡的方式解決，受氣候影響較大，讀卡距離與2.4G射頻卡比相對近一些，受水的影響較大，讀卡器體積較大;

　　7、常用的射頻卡還有2.4G自動式高頻卡，其讀卡距離可從0-100米，甚至能夠達到幾百米，工作頻率2.4-2.45GHz，優(yōu)點是讀卡距離遠，屬于兩維半的讀卡，讀卡更靈活，無需使射頻卡與讀卡器相對，可以面對復(fù)雜的現(xiàn)場，讀卡器耗電低，缺點是需要更換電池，在日常中經(jīng)常被用在碼頭管理、人員定位和車輛管理中，2.4G射頻卡型號有荷蘭Philips公司生產(chǎn)的I.CODEHSL。

　　隨著科技的進步，射頻識別的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛，它將使我們的生活更加智能，為每個人帶來方便和安全。