无线射频识别技术的应用

无线射频识别技术的应用

近年来，随着通信、电子、计算机和网络技术的发展，高频识别技术（rfid）迅速开发。在安全威胁领域，高频识别技术的应用可以实现有效的人和环境双重目标的管理和输入控制。1999年麻省理工学院(MIT)的自动识别技术中心(Auto一IDCenter)提出要在计算机互联网的基础上利用RFID技术并结合互联网或公共电信网,将能构造一个实现全球物品信息实时共享的“物联网”。其广泛应用将深刻地影响我们的社会形态,极大地提升整个社会的信息化水平。射频识别技术目前已被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一。射频卡存储及管理射频识别系统因应用不同其组成会有所不同,但基本都由射频卡、读写器和数据交换与管理系统三大部分组成,如图1所示。射频卡(或称电子标签、应答器等)内存有一定格式的电子数据,常以此作为识别目标的标识性信息,它由耦合元件及芯片组成,其中芯片包含带加密逻辑、存储器等相关电路。存储器容量为几个比特到几十千比特,可以存储永久性数据和非永久性数据。永久性数据可以是射频卡序列号用来作为卡的惟一身份标识,在出厂前由射频卡供应商一次写入,不能更改。非永久性数据写在EEPROM等可重写的存储器内,用来存储用户数据。阅读器主要由高频模块、控制模块、天线及与计算机连接的通信接口(如RS232、RS485、RJ45等)组成,可将主机的读写命令传送到射频卡,将射频卡返回的数据解密后送到主机。数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储、管理及对射频卡的读写操作进行控制。射频卡分内置电池和不内置电池两种类型。目前不含电池的无源卡己经成为主流。当无源射频卡在距离0~10米范围内接近读写器时,射频卡接收射频脉冲,整流并给卡上电容充电,电容电压经过稳压后作为射频卡的工作电压。读写器受控发出微波查询信号,射频卡收到读写器的查询信号后,将卡的身份识别码等数据信息经天线发送给读写器,以达到对射频卡自动识别的目的。高频检测卡的分类和主要功能射频卡的分类方法有很多种,按照不同的方法,射频卡有以下几种分类:1积大、成本高、不能工作有源是指卡内有电池提供电源,其作用距离较远,但电池寿命有限、体积较大、成本高,且不适合在恶劣环境下工作;无源卡内无电池,它利用无线电电磁耦合技术将卡接收到的射频能量转化为直流电源的能量为卡内电路供电,其作用距离相对有源卡短,但寿命长且对工作环境要求不高。2典型的射频识别技术射频识别技术首先在低频得到广泛的应用和推广。低频射频卡工作频率范围为30kHz~300kHz。典型工作频率有125kHz和134.2kHz两种,低频射频卡一般为无源卡,其工作能量通过电磁耦合方式从读写器天线的近区感应场中获得。读卡距离一般情况小于1米。这种卡具有省电、廉价的特点,非常适合近距离、低速度、数据量要求较少的识别应用,如多数的门禁控制、物品跟踪等。高频射频卡工作频率一般为3MHz~30MHz。典型工作频率为13.56MHz。一般也采用无源设计,其工作能量同低频射频卡一样,也是通过电磁耦合方式从读写器的近区感应场中获得,高频标签的阅读距离一般情况下也小于1米。13.56MHz频段的RFID技术己相当成熟,其主要特征与低频卡基本相同,由于其工作频率较高,数据传输速率较低频卡高。典型应用包括电子车票、电子身份证、校园卡等。超高频与微波射频卡可以统称为微波射频卡,其典型工作频率为433.92MHz、862~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。对无源微波射频卡而言,其能量是依靠从读写器天线远区的辐射场中获得。相应的射频识别系统读卡距离一般大于1m,典型情况为4~6m,最大可达l0m以上。读写器天线采用定向天线,只有在读写器天线定向波束范围内的射频卡才能被识读。由于读写距离的增加,因此有可能在阅读区域中同时出现多个射频卡的情况,因此多目标识别的防冲突机制也是射频识别领域的一个热点研究问题。目前,先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。微波射频卡的典型特征主要有:卡的读写距离远;数据传输速率高。862~968MHz的远距离RFID技术目前发展最快,2.45GHz和5.8GHz射频识别系统由于易受电磁干扰,技术相对复杂,其相关研究和应用仍处于探索的阶段。微波射频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合,典型的应用主要有仓储物流、高速公路不停车收费系统等。3逻辑加密卡的定义存储卡是一种以电擦除可编程只读存储器(EPROM)为核心,卡内信息一次写入。在芯片制造中很少采取安全保护措施。存储卡功能简单,没有或很少有安全保护逻辑,但由于价格低廉、开发使用简单,因此在射频卡应用初期及某些内部信息无需保密或不允许加密等简单应用场合有较多应用。逻辑加密卡主要由EPROM存储单元阵列和加密控制逻辑单元构成。由于采用加密控制逻辑来控制对EPROM的读写,所以它不像存储卡那样可以被任意存取,因此在需要保密但对安全性要求不是太高场合,逻辑加密卡得以广泛使用。CPU卡又称为IC卡,硬件构成包括微处理器、存储器(包括RAM,ROM,EEPROM等)、卡与读写终端通信的I/O接口及加密协处理器,这使得CPU卡具有更严密的数据安全性,更加广泛的应用灵活性和更加强大的功能扩展性,目前已成为一卡多用及对数据安全保密性特别敏感场合的最佳选择,如金融信用卡、一卡通、公交IC卡等。射频识别技术的应用射频识别技术作为一种新兴的技术正在被广泛的应用于智能楼宇的门禁、停车场管理、汽车防盗、巡更管理、物品监控、电子证件等安防系统中。射频识别技术应用最早、最成熟的安全防范领域当属门禁系统,门禁系统在国内外研究和应用己经相当长的时间,并且己经形成了一定的体系,市场竞争相当激烈。目前,市场上广为流行的是IC卡、ID卡门禁考勤系统,己成为智能大厦安全防范系统中极其重要的一部分。门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展,究其原因是它改变了以往安防产品如闭路监控,防盗报警等被动的安防模式,以主动控制替代了被动监视的方式,通过对主要通道的控制有效的防范罪犯从正常通道的侵入,已达到预防犯罪或减少损失的目的。特别是门禁管理系统可以对出入时间、员工射频卡的权限等进行灵活的设置,同时对系统所有门禁的出入时间进行登记形成日志,以备日后查询,为案件的侦破提供重要的依据。门禁系统使用非常便利,人员出入时只要在读写器上刷卡,系统就会依据卡的授权情况联动性的执行机构,做出放行或拒绝的操作,并对非法闯入产生报警信号。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式,将一些个人的生物特征如指纹、掌纹或面像存入射频IC卡,以便对持卡人的身份进行复核。利用射频识别实现汽车防盗是射频技术一个新的应用领域。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。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。射频识别技术还可以用于对贵重物品、危险品管理与监控,将射频卡贴在物品上面,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,还可以对货车、货舱等进行有效跟踪。在一些大型超级市场或商场,为防止商品被盗,常将内存容量仅为1比特射频电子标签贴在物体上,当射频电子标签接近商店出口处的读写器时就会被探测到,同时会报警。如果货物被购买,由销售人员用专用设备对射频电子标签进行去活化处理,使射频电子标签内的LC振荡回路中的电容被击穿从而使射频电子标签失效。目前,射频识别技术已应用于电子证件中,其典型的应用当属我国的第二代居民身份证,二代证其实就是一种射频IC卡(采用的标准是ISO14443TYPEB协议),第二代居民身份证与第一代居民身份证比较,克服了不能机读、易于伪造和容易变形等方面的缺点。此外,第二代居民身份证在读卡时与读写器之间要进行三次确认,从而确保系统和卡内信息的安全,在电子证件中采用射频技术可以解决信息快速录入的问题,有效地实现人口信息的现代化管理,提高警务工作的效率。我国rfidld技术的应用射频识别技术应用的普及,加速