（计算机软件与理论专业论文）基于中间件edge+server的射频识别技术的研究与应用.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所旱交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究在做出重要 贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：瘟亡塞 日 期：! q ! z 生塞旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文 和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 槲：趱撕魏鲻州幽拉 5 7 摘要 射频识别( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 就是利用无线电收发技术实现对物体的自动 识别，是过去十年中发展最快的自动识别技术。r f i d 是一项流程控制技术，能为制造业，物流业、 批发零售业供应链提供具有战略意义的增值效果，市场前景看好。 随着市场竞争的加剧和信息化建设的发展，越来越多的企业应用中都在融入中间件技术。中间 件也已逐渐成为企业级应用的重要基础，是构筑企业复杂的分布式应用的关键平台。r f i d 中间件屏 蔽了r f i d 设备的多样性和复杂性，能够为后台业务系统提供强大的支撑，使其作用得到最大限度 的发挥。因此，基于中间件的射频识别系统已经成为新的信息采集系统的主导。 r f i d 与智能交通( i t s ) 结合产生了不停车收费系统( e t c ) 。e t c 涉及交通基础设施投资的 回收，又是缓解收费站交通堵塞“瓶颈”的有效手段，减少了环境污染，所以各国都把不停车收费 系统作为i t s 领域最先投入应用的系统来开发。我国交通部门已经把不停车收费系统的开发和应用 列为我国i t s 领域首先启动的项目，并在“十五”期问列入交通科技的技术创新重点之一。 本文围绕基于中伺件的射频识别技术这一课题，对射频识别技术、中间件这两大核心支撑技术 进行了深入细致的研究与分析并在对中问件e d g es e r v e r 详细阐述的基础上实现了一个e t c 不停 车收费系统。本文所做的主要工作、技术难点与创新之处如下： 1 大量查阅了射频识别技术的相关资料，追溯了射频识别技术兴起的原因及其发展过程；介绍 了射频汲_ ；i j 技术的概念、产品优势、分尖、应用现状、标准与政菜和产业镳构成等。阐述了 射频识别技术的基本工作原理：分析了射频识别系统的组成，详细阐述了读写器和电子标签 的：r 作原理、组成与分类等。 2 深入学习了射频识别系统的关键技术，重点论述了基于时分多路法的多标签同时识别与系统 防冲撞技术、智能卡数据认证技术、智能卡密钥发行技术、基于文件流方法的串l l 通信技术， 并指出了其一般的应用范嘲。 3 在阐述了中问什挫术的一此舰范后较为令r f | i 地阐述了r f i d 巾问什的概念、分类、特 i f ：、 工作机制、发腱趋势、功能及j 奉系结构，并深入分析了其体系结构中的边缘珐、集成珐这 两个可伸缩的核心概念。 4 深入细致地学习了o r a c l e 公司的r f i d 中间件e d g es e r v e r 的概念、原理、体系结构、组成 模块。在原理中重点叙述了e p c g l o b a l 物联网的概念；在组成模块中深入研究了基于 s t r e a m s a q 流的数据事件分发模块、驱动模块、过滤模块和扩展存档模块这4 个核心结构。 然后，在分析了e d g es e r v e r 结构的基础上，利用扩展存档模块和图形化配置e d g es e r v e r 的 方式，阐述了e d g es e r v e r 在一般射频识别系统中的部署步骤。 5 叙述了e t c 不停车收费系统的概念、意义、工作原理、关键技术、系统组成；在详细阐述 了e t c 系统的关键技术、组成的基础上，深入分析了e t c 系统中关键设备的部署、e d g es e r v e r 在e t c 中的应用和车道应用软件的工作流程；最后，阐述了实现“一卡一密”的密钥发行 系统流程。 6 基于上述的分析与研究基础上，本文实现了e t c 不停车收费系统，其关键技术与创新如下： l r f i d 技术在高速公路收费系统中的应用，实现了不停车自动收费、免现金、免找赎、 与银行联网结算、货币电子化、畅通高效的智能化收费管理，解决了因停车交费而产生 的交通堵塞、资源浪费、空气污染以及资金失控等问题。系统适用于高速公路、城市快 车道、国道。 2 ) r f i d 中问件e d g es e r v e r 是基于开放式架构设计的，模块化的，可升级的数据处理系统， 它将是未来物联网e p c g l o b a l 的神经系统，是一种食业通用的管理r f i d 标签数据的架 构。e d g es e r v e r 在e t c 不停车收费系统中，主要用来加工和处理来自读写器的所有信 3 息和事件流，是连接读写器和企业应用的纽带。主要包括标签数据过滤、分组、计数、 防错读和防漏读等功能。 3 )完全基于x m l 的配置文件和数据存储，使得系统脱离了具体的操作平台，提高了软件的 独立性及访问速度，有效的降低了软件的实施成本。 4 ) 利用导出密钥相互鉴别的密钥发行系统，采用了3 d e s 加密算法。首先，读写器读取射 频标签的i d 号；然后，读写器通过安全模块( s a m ) ，使用主控密钥计算出标签的专 用密钥。实现了“一卡一密”的要求，为系统提供了高可靠性的安全访问技术。 5 )基于s t r e a m s a q 数据流的通信方式，为设备、中间件、数据库及应用程序间提供了最 健壮和最灵活的数据传送方式。 6 )通过j n i 方式调用动态库的技术，使大部分用v c + + ，c + + ，c 写的设备驱动稍加变换就能 很好地融入以e d g es e r v e r 为中心的e t c 不停车收费系统。 目前，该e t c 系统已经在石家庄部分高速路收费站试点运行，系统运行稳定。 作者在校期间，已经在核心期刊系统仿真学报、计算机应用研究上发表论文两篇。 关键词：射频识别、e d g es e r v e r 、不停车电子收费系统、数据流、密钥发行、安全模块。 中陶分类号：t p 3 1 1 5 2 4 s u m m a r y r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) w h i c hi d e n t i f yo b j e c t sa u t o m a t i c a u yw i t ht h er a d i o i st h e 血s t e s t g r o w i n ga u t o m a t i ci d v m i f l c a t i o nt e c h n o l o g yi nt h ep a s td e c a d e r f i di saf l o wc o n t r o lt e c h n o l o g y f o rt h em a n u f a c t u r i n g ，l o g i s t i c s 。r e t a i la n dw h o l e s a l es u p p l yc h a i nt op r o v i d es t r a t e g i cv a l u e - a d d e d ，s oi t s m a r k e tp r o s p e c t sl o o k sg o o d w i t ht h es e v e r ec o m p e t i t i o nr o u n dm a r k e ta n dt h er a p i dd e v e l o p m a n to f i n f o r m a t i o nm a r k e t m 瓣a n d m o r ee n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n sw i l lm a k eu s eo fm i d d l e w a r et e c h n o l o g y m i d d l e w a r eg r a d n a l l yb e c o m e st h e i m p o r t a n tb a s et ot h ee n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n sa n dt h ep i v o t a lp l a t f o r mt ot h ec o m p l e xd i s t r i b u t e de m e r p r i s e a p p f i c a t i o n s t h er h dm i d d l e w a r ew h i c hs h i e l d st h er f i de q u i p m e n tm u l t i p l i c i t ya n dt h ec o m p l e x i t y c mp r o v i d et h ef o r m i d a b l es n p p o rf o rt h eb a c k s t a g eo p e r a t i o n a lc h a n n e le n a b l ei t sf u n c t i o nt oo b t a i n m a x i m u ml i m i tt h ed i s p l a y t h e r e f o r e 。i th a sa l r e a d yb e c o m et h er e c e n ti n f o r m a t i o ng a t h e r i n gs y s t e mb a s e d o nt h em i d d l e w a r er a d i of r e q u e n c yr e c o g n i t i o ns y s t e mt h el e a d e r s h i p u n i t i n gr f i da n dt h ei n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o no t s ) b r i n ge l e c t r o n i ct o l lc o l l e c t i o ns y s m m ( e t c ) e t ci n v o l v e st h et r a n s p o r t a t i o ni n f r a s t r u c t u r ei n v e s t m e n tt h er e c y c l i n g ，a l s oi sa l l e v i a t e st o l ls t a t i o nt r a f f i c j a m “b o t t l e n e c k t h ee f f e c t i v em e t h o d ，r e d u c e dt h ee n v i r o n m e n t e lp o f i n t i o n ，t h e r e f o r em a n yc o u n t r i e s i n v e s te t ca si t sd o m a i nt h ea p p l i c a t i o ns y s t e mt od e v e l o pf i r s t l y o u rc o u n t r yt r a f f i cd e p a r t m e n ta l m a d y l i s t je t c4 5 出cm u j # “w h i c hu 眦c o u m r yi t sd o m a i nf i r s t8 a r l d a n dk e yi n c l u d e dt r a n s p o r t a t i o ns c i e n c e a n dt e c h n i c a li n n o v a t i o no n eo f t h et e n t hf i v e - y e a rp l a n r e v o l v i n gt h er f i dt e c h n o l o g yb a s i n go nm i d d l e w a r e t h i sa r t i c l er e s e a r c ha n dt h ea n a l y s i st h er h d t e c h n o l o g ya n dt h em i d d l e w a mt h e s et w ob i gc o r es u p p o r tt e c h n o l o g yc a r e f u l i y ，t h e nr e a l i z e se t cw i t h d e t a i l i n ge l a b o r a t i o nf o u n d a t i o ne d g es e r v e r t h em a i nw o r k , k e yt e c h n o l o g i e sa n dm yr c s e a r c h e sa r e f o l l o w e d ： 1 w i t hc o n s u l t i n gt h er h dt e c h n o l o g yc o r r e l a t i o ni n f o r m a i t o n , t r a c e st h er e a s o oa n dd e v e l o p i n g p r o c e s so ft h er h dt e c h n o l o g y ；i n t r o d u c e st h er f i d 把c h n o l o g yc o n c e p t ，p r o d u c ts u p e r i o d t y ， c l a s s i f i c a t i o n , p r e s e n ta p p l i c a t i o n , s t a n d a r d ，p o l i c y ，i n d u s t r i a lc h a i nc o n s t i t u t i o na n ds oo n e l a b o r a t e st h er h d t e c h n o l o g yb a s i cp r i n c i p l eo fw o r k ；a n a l y z c st h er h ds y s t e mc o m p o s i t i o n ， e l a b o r a t e sr e a d - w r i t ea n dt h ee l e c t r o n i cl a b e lp r i n c i p l eo fw o r k , t h ec o m p o s i t i o n , t h ec l a s s i f i c a t i o n i n d e t a i la n ds o o n 2 s t u d y i n gt h er f i ds y s t e me s s e n t i a lt e c h n o l o g yt h o r o u g h l y e l a b o r a t i n gm u l t i l a b e l sd i s t i n g u i s h i n g s i m u l t a n e o u s l ya n dt h es y s t e md a s ht e c h n o l o g yb a s e do ut h et i m e - s h a r i n gm u l t i c h a u n e lm e t h o d e m p h a t i c a f l y ，t h ed a t ae n c r y p t i o nt e c h n o l o g yb a s e d0 ne x p o r t e dk e y ，t h ec o m m u n i c a t i o ni ns e r i e s b a s e do nt h ed o c u m e n tf l o w sm e t h o d ，a n ds oo n ；a n dh a sp o i n t e do u ti t sg e n e r a la p p l i c a t i o ns c o p e 3 e l a b o m t i u gt h er h dm i d d l e w a r ec o n c e p t ，t h ec l a s s i f i c a t i o n , t h ec h a r a c t e r i s t i c ，t h ew o r k m e c h a n i s m , t h ed e v e l o p m e n tt e n d e n c y ，t h ef u n c t i o na n di t st h es y s t e ms t r n c m r cc o m p r e h e n s i v e l y 。 a l t o t y z i n gt h ee x p a n d a b l ec o n c e p to f e d g ea n di n t e g r a t e dl e v e li ni t sc o r e ss t r u c t u r et h o r o u g h l y 4 s t u d y i n gt h eo r a c l ec o r p o m t i o n sr f i dm i d d l e w a r ee d g es e r v e rc o n c e p t ，p r i n c i p l e 。s y s t e m s t r a c t u r e ，c o m p o s i t i o nm o d u l et h o r o u g h l yc a r e f u u y n a r r a t i n gt h ee p c g l o a b a lt h i n gn e t w o r k i n g c o n c e p ti nt h ep r i n c i p ke m p h a t i e a l l y ；s t u d y i u gt h ed a t ae v e n td i s t r i b u t i o nm o d u l eb a s e do n s t r e a m s a qf l o wi nt h ec o m p o s i t i o nm o d u l e t h ed r i v em o d u l c t h ef i l t e rm o d u l ea n dt h e e x p a n s i o nd o c u m e n tm o d u l ef o u rc o t es l r f l c t n l st h o r o u g h l y t h e n , u n d e ra n s l y z i n ge d g es e r v e r s t r u c t u r ef o u n d a t i o n , e l a b o r a t e se d g es e r v e r d e p l o y m e n ts t e p so fg e u e m lr d i ds y s t e mi n e x p a n s i o nd o c u m c n tm o d u l ea n dt h eg r a p hd i s p o s i t i o ne d g es e r v e rw a y 5 5 n a r r a t i n ge t cs y s t e mc o n c e p t t h es i g n i f i c a n c e t h ew o r kp r i n c i p l e ，t h ee s s e n t i a lt e c h n o l o g y ，t h e s y s t e mc o m p o s i t i o n w “he l a b o r a t i n gt h ee t cs y s t e me s s e n t i a lt e c h n o l o g ya n dc o m p o s i t i o n , 8 m l y z i n gt h ee t cs y s t e me s s e n t i a le q u i p m e n td e p l o y m e n tt h o r o u g h l y e d g es e r v e ra p p l i c a t i o ni n e t ca n dt h et r a f f i cl a n ea p p f i c a t i o ns o f t w a r ew o r kf l o w ；f i l m u y e i a b o m t i n gt h ed a t ae n c r y p t i o n t e c h n o l o g ys y s t e mf l o wt or e a l i z e ”o n ec a r do n ek e y ” 6 b a s e do na b o v ea r a l y s i sa n dr e s e a r c h ，t h i sa r t i c l er e a l i z e de t cs y s t e m , i t se s s e n t i a lt e c h n o l o g y a n di n n o v a t i o na r ef o l l o w e d ： 1 ) 姗da p p f i c a t i o ni nt h eh i g h w a y r e a l i z i n ge t c ，e x e m p t i n gc a s h e x e m p t i n gl o o k i n gr e d e e m , s e t t l e sa c c o u n t s ，c u r r e n c ye l e c t r o nw i t ht h eb a n kn e t w o r k i n g ，t h eu n i m p e d e dh i g h l ye f f e c t i v e i n t e l i e c t n a l i z e dc h a r g em a n a g e m e n t s o l v i n gt r a f f i cj a m , r e s o u r c e sw a s t e 。a i rp o l i n t i o na sw e b t h ef u n dw h i c hb e c a u s es t o p p i n gp a y sf e ep r o d u c i n go u to fc o n t r o la n ds oo n , t s y s t e m i ss u i t a b l ef o rt h eh i g h w a y 。t h ec i t ys p e e d w a y t h ef e d e r a lh i g h w a y e d g es e r v e ri st h es y s t e mb a s e do no p e nc o n s t r u c t i o n , m o d u l a t i o n , p r o m o t e dd a t ap r o c e s s i n g i tw i nb et h ee p c 9 1 0 b a l sn e r v o n g ac o n s t r u c t i o no fe n t e r p r i s eg e u e m lm a n a g e m e n tr f i d l a b e ld a t a e d g es e r v e rm a i n l yp r o c e s st h ei n f o r m a t i o na n de v e n tf r o mt h er e a d e r , i st h e r i n k - n o d eb e t w e e nr e a d e ra n de n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n m a i n l yi n c l u d e sf i l t e r i n gl a b e ld a t a ， g r o u p i n g ，c o u n t i n g ，a g a i n s tw r o n gr e a d sa n da g a i n s tl e a k sr e a d sa n ds oo n i ne t cs y s t e m 3 ) d i s p o s i t i o nd o c u m e n ta n dd a t as t o r a g eb a s e do nx m lc o m p l e t e l y ，c a u s i n gt h es y s t e mt oh e s e p a r a t e df r o mt h ec o n c r e t eo p e r a t i o np l a t f o r m , e n h a n c e dt h es o f t w a r ei n d e p e n d e n c ea n dv i s i t s p e e d e f f e c t i v er e d u c e dt h es o f t w a r ei m p l e m e n t a t i o nc o s t 4 ) t h cd a t ae n c r y p t i o nt e c h n o l o g yb a s e do ne x p o r t e dk e yu s e3 - d e se n c r y p t i o na l g o r i t h m f i r s t 。 r e a d e rr e a d sr f i di a h e l si d ；t h e n ，r e a d e rt h r o u g hs e c u r i t ym o d u l e ( s a m ) ，a s e sp r i m a r y c o n t r o lk e yt oc a l c u l a t et h el a b e l ss p e c i a lk e y r e a l i z i n gt h e ”o n ec a r do n ek e y 。r e q u e s t , p r o v i d i n gt h er e d u n d a n tr e f i a b l es a f ev i s i tt e c h n o l o g yf o rt h es y s t e m 5 t b cc o m m u n i c a t i o nm e t h o db a s e do nt h es t r e a m s a qs t r e a m , p r o v i d e st h em o s tv i g o r o u sa n d n i m b l ed a t at r a n s f e r i n gw a yf o re q u i p m e n t , m i d d l e w a r e ，d a t a b a s ea n da p p l i c a t i o n 6 ) c a l l i n gt h ed y n a m i cs t o r e h o u s e ，t h ec o mm o d u l et e c h n o l o g yt h r o u g ht h ej n lw a y ，c a u s e s m o s te q u i p m e n td r i v e r sw h i c hw r i t t e nb yv c c ct ot r a n s f o r ms l i g h t l yc a nm a l tw e l li n t oa s t h ee t cs y s t e mb a s e do ne d g es e r v e r a tp r e s e n t ，t h i se t cs y s t e mh a sa l r e a d yb e e nu s e di nt h es h i j i a z h n a n gp a r t i a lh i g hs p e e dr o a d sc h a r g e s t a t i o n , a n dr u n n i n gs t a b l y t h ea u t h o rh a sp u f i s h e dt w op a p e ri nt h ec o r ej o u r n a l s ( j o u n m lo fs y s t e ms i m u l a t i o n a n d a p p f i c a t i o nr e s e a r c ho fc o m p u t e r s i ns c h o o l k e y w o r d s ：r f i d ，e d g es e r v e r , e l e c t r o n i ct o l lo f c o l l e c t i o n , d a ms 仃e a m , d a t ae n c r y p t ，s a m c l a s s i f t c a t i o n n o ：t p 3 1 1 5 2 6 1 1r f i d 概述嗍 第一章r f i d 简介 射频识别技术( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 是一种非接触的自动识别技术，其基本 原理是利用射频信号和空问耦合( 电感或电磁耦合) 传输特性，实现对被识别物体的自动识别。 射频识别技术相对于以前的自动识别技术( 如条形码等) 具有如下的优势： 可不需接触，直接读取讯息到数据库内，且可一次处理多个标签，并可将物流处理的状态 写入标签，供下一阶段物流处理的读取判断之用。 r f i d 在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸 和印刷品质。此外，r f i dt a g 更可往小型化与多样型态发展，以应用在不同产品。 纸张一受到脏污就会看不到，但r f i d 对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。r f i d 在 黑暗或脏污的环境中，也可以读取数据。 由于r f i d 为电子数据，可以反复被覆写，因此可以回收标签重复使用。 r f i d 若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯。 数据释量会随着记忆规格的发展而扩大，未来物品所需携带的资料量愈来愈大，对卷标所 能扩允窖芏的需求也增j f l ，对此r f d 不会受到限制。 r f i d 产业链包括7 个技术方面：标准的制定、芯片设计与制造技术、天线设计与制造技术、芯 片封装技术、读写设备开发与生产技术、系统集成和数据管理软件平台、应用系统开发。目前我国 r f i d 产业链已经初步形成。在r f i d 产业链各环节中，关键的环节主要有芯片设计、芯片封装、终 端设备制造以及系统集成与开发。 1 1 1r f i d 的分类阱i 根据标签的供电形式分为有源系统和无源系统。有源标签使用标篇内电池的能量，识别距离长， 可达几十米甚至上百米，但是它的寿命有限并且价格较高；有源标签带有电池，因此有源标签的体 积比较大。无源标签不含有电池，利用耦合的读写器发射的电磁能量作为自己的能量，它的重量轻、 体积小，寿命可以非常长，很便宜，可以制成各种样的薄卡或挂扣卡；但它的发射距离受限制，一 般是几十厘米剑几十米，且需要较大的读写器发射功率。 根据标签的数据调制方式分为主动式、被动式和半主动式。一般来讲，无源系统为被动式，有 源系统为主动式。主动式射频系统用自身的射频能量主动发送数据给读写器( 读头) ，调制方式可 为调幅、调频或调相。被动式的射频系统，使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波 来调制自己的信号，在门禁等应用中适宜，因为读写器可以确保只激活一定范围内的射频系统。有 障碍物的情况下，采用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频 标签发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动式的射频标签主要用于有障碍物的应用中，距离更远。 根据标签的可读写性分为只读、读写和一次写入多次读出卡。根据标签中存储器数据存储能力 分为标识标签与便携式数据文件。 射频识别技术从其采用的频率不同，可分为低频系统和高频系统两大类；( 1 ) 低频系统一般指 其工作频率小于3 0 m h z ，典型的工作频率有：1 2 5 k h z 、2 2 5 k h z 、1 3 5 6 m h z 等。其基本特点是电子 标签的成本较低、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l o e m ) 、 电子标签外形多样( 卡状、环状、钮扣状、笔状) 、阅读天线方向性不强等。( 2 ) 高频系统一般指 其工作频率大- 于4 0 0 m h z ，典型的工作频段有：9 1 5 m h z 、2 4 5 0 m h z 、5 8 0 0 m h z 等。高频系统的基本 特点是电子标签及阅读器的成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远( 可达儿米至十 7 几米) ，适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性。 如表1 1 所示。 表1 1 射频频率分类表 范围、参数频段名称频率范陬陇)波长 低频( l f ) 3 0 3 0 0 k 千米波( 长波) 中频( m f ) 3 0 0 - 3 0 0 0 k 百米波( 中波) 高频( h f ) 3 3 0 m 十米波( 短波) 频率范围 甚高频( v h f )3 0 3 删米波( 超短波) 特高频( u h f ) 3 0 0 3 0 0 0 m 分米波( 微波) 超高频( s h f ) 3 3 0 g 厘米波( 微波) 极高频( f h f ) 3 0 3 0 0 g 毫米波( 微波) 1 2r f i d 的发展历程及应用现状口， 在2 0 髓纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展重要的成就之一，r f i d 直接继承 了雷达的概念，1 9 4 8 年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别r f i d 的理 论基础。r f i d 技术的发展可按l o 年一期划分如下： 1 9 4 1 1 9 5 0 年。雷达的改进和应用催生了r f i d 技术，1 9 4 8 年奠定了r f i d 的理论基础。 1 9 5 1 1 9 6 0 年。早期r f i d 技术探索阶段，主要处于实验室实验研究。 1 9 6 1 1 9 7 0 年。r f i d 技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。 1 9 7 1 1 9 8 0 年。r f i d 技术与产品研发处于一个大发展时期，各种r f i d 技术测试得到加速。 出现了些最早的r f i d 应用。 1 9 8 1 1 9 9 0 年。r f i d 技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。 1 9 9 1 2 0 0 0 年。r f i d 技术标准化问题曰益得到重视，r f i d ，- f ：口1 1 得剑广泛应用，r f i d 产 品逐渐成为人们牛活巾的一部分。 2 0 0 1 年至今。标准化问题口趋为人们所霓视，r f i d 产品种类更加牛富，有源电子标签、无源 电子标签及半无源电子标箍均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。r f i d 技术的 理论得到丰寓和完善。单芯片电子标签、多电子标签读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识 别、适应高速移动物体的r f i d 正在成为现实。 在r f i d 技术发腥的近1 0 年中，有关r f i d 技术的国际标准的研究空前热烈。国际标准化组织 i s o f l e c 联合技术委员会j t c i f 的s c 3 1 - 卜_ 级委员会成立了r f i d 标准化研究工作组w g 4 。尤其是 在1 9 9 9 年1 0 月1 日正式成立的，由美凼麻省理工学院m i t 发起的a u t o i dc e n t e r 非盈利性组织在 规范r f i d 应用方面所发挥的作用将越来越明显。a u t o i dc e n t e r 在对r f i d 理论、技术及应用研究 的基础上，所做出的主要贡献如下： 提出产品电子代码e p c ( e l e c t r o n i cp r o d u c tc o d e ) 概念及其格式规划。为简化电子标签芯 片功能设计，降低电子标箍成本，扩大r f i d 应用领域奠定了基础。 提出了实物互联网的概念及架构，为e p c 进入互联嘲搭建了桥梁。 建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术，f 台，为推动低成本的r f i d 标签和读写 器的标准化研究开创了条件。 r f i d 技术在国外的发展较早也较快。尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目 前均有较为成熟且先进的r f i d 系统。其中，低频近距离r f i d 系统主要集巾在1 2 5 k h z 、1 3 5 6 m h z 系统：高频远距离r f i d 系统主要集中在u h f 频段( 9 0 2 m h z 9 2 8 m h z ) 9 1 5 m h z 、2 4 5 g h z 、5 8 g h z 。 u h f 频段的远距离r f i d 系统在北受得到了很好的发展：欧洲的应用则以有源2 4 5 g h z 系统得到了 较多的应用。5 8 g h z 系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源r f i d 系统。从全球r f i d 应用j l j l ! 模来 8 看，2 0 0 4 年的全球市场规模为1 8 2 亿美元，增长率为3 2 8 ，r f i d 应用的速度在逐年加快。从r f i d 应用行业来看，安全与门禁控制还是r f i d 成用最人的行业，而物流则是第二大领域。其中，安全 与门禁控制占4 2 ，工业与物流占3 4 ，零售占1 3 ，动物追踪识别占3 ，其他占8 。 1 3r f i d 的标准和政策 目前r h d 在物流领域的应用存在两种标准阵营。一种是由日本u i d 中心提出的u i d 标准体系， 支持这一阵营的有3 5 2 家日本电子厂商、信息企业。另一阵营是由美国e p c ( 电子产品代码) 环球协 会提出的e p c 电子产品编码标准。由美国i b m 公司、微软等进行技术研究支持，包括沃尔玛、英国 t e s c o 等在内的1 0 0 多家美国和欧洲的流通企业都是既 c 的成员。 目前，全球r f i d 标准呈三足鼎立的局面，国际标准i s o i e c l 8 0 0 0 、美国的e p c g l o b a l 和日本的u i d ， 技术差别不大但却互不兼容。 经过多年的发展，中国政府对于产业标准的制定越来越重视并已经卓有成效。由于牵涉到各方 利益，r f i d 标准的出台可谓是一波三折，“各方利益争执不下，是国家r f i d 标准迟迟未出台的真 正原因。”据知情人士介绍，早在2 0 0 4 年初“电子标签国家标准工作组”便成立，后被国家标准委 暂停工作，2 0 0 5 年1 1 月4 日上午，由国家发改委、信息产业部、国资委等政府相关部门牵头，3 0 0 多家国内外r r 企业参与的中国r f i d 产业联盟成立。而与此同时，信息产业部宣布成立新的r f i d 标准工作组。弗着手编写中同r h d 向皮书( 赞命名) ，以支持我国自卡知识产权的r f i d 编码 体系一n p c 系统的建立。新标准在将- 具有自主只是产权的前提f ，还将谋求与国际标准相互兼容。 “除了标准，成本也是目前r h d 技术在国内推广上面l 拘主要难题之一。”闵吴介绍。在美 国一个标签降到5 个美元- 口以丈规模使用，在中国要降到5 分人民币才能大规模使用，这样就提供 了更大的挑战。 “r f i d 标准在国家标准委的主持下正在紧锣梆鼓地推进中。”在2 0 0 7 年3 月2 1 日，s a p 举办 的“r f i d 一从理论走向实践”的研讨会上，信息产业部信息化推进司司长陈伟表示，作为产业链中 最火键的q ：节，r f i d 旧家林准将会心陕出台，国家标准将会逆循i s o 崮际标准制定。 9 第二章r f i d 技术的原理与基本组成 2 1r f i d 技术的工作原理邮i 射频识别系统的基本模型如图2 1 所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体； 阅读器义称为读出装置、扫描