【《RFID技术应用现状其发展趋势研究文献综述》8100字】

参考文献RFID技术应用现状其发展趋势研究文献综述与互联网、通信等许多新兴技术相同，RFID技术也是最先在J事领域应用的，由于其在J事方面取得了较好的效果，慢慢完善后才被广泛运用到其他领域。RFID技术最早的应用是在第二次世界大战中，德国，日本、美国和英国都在采用一项于19世纪20年代发明的一种新技术——雷达，用来实现对正在迅速接近的航空飞行目标的监测[1]。雷达的主要缺陷是不能够识别敌我飞机。德国人发现，当友方的飞行员返回基地时，拉起飞机就会改变雷达对其反射的信号，从而使得它能够与敌方来犯的飞机进行区分。这种简单拙劣的方法被普遍认为是最早的被动RFID系统。二十世纪中叶，人类对RFID的研究和探索才正式拉开了历史的序幕。上世纪七十年代中期，RFID技术开始步入实际应用阶段，八十年代这项技术逐渐走向成熟，更多的领域开始大量应用RFID技术，进入新的世纪，RFID技术逐渐发展完善，并逐步实现商业化，被广泛应用到各个领域。在经济社会科技进步和飞速发展的今天，RFID技术依靠其独有优势帮助很多行业实现了智能化与可视化。表1-1RFID技术的发展过程时期发展情况1961-1970年RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1971-1980年RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速，出现了一些最早的RFID应用[2]。1991-2000年RFID技术标准化问题得到重视，RFID产品得到广泛采用。2001年-现在标准化问题被人们越来越重视RFID产品种类更加丰富，有源电子表奇案、婺源电子标签及半无源电子表奇案均得到发展，电子标签成本不断降低[3]。1.1国内研究与应用现状我国在RFID产业上的发展落后于西欧、美国等发达国家。但是随着RFID技术在全球兴起，我国也紧跟科技发展的风向标，逐渐开始重视并发展RFID技术。图1-1国内RFID技术的应用发展进程从产业链结构来讲，RFID的智能化产业链主要由芯片设计、标签封装、读取设备的开发和制造、系统集成、中间件、应用软件等几个环节。目前，我国的RFID技术的产业链仍然不能完全独立，其产品的核心技术仍然掌握在很多外国公司的手中，特别是芯片的开发、中间件的生产制造。虽然我国已经初步实现了中、低、高频三种标签的封装技术，但在超高频读写器的开发与设计这一方面，我国企业很少有能够自主研发实现的。国内的企业具有RFID天线的初步设计和研发能力[4]。系统集成环节的发展较为迅速，但中间件和后台软件的研发部分发展较慢。但是，在国家政府不断支持下，RFID技术逐渐扩大应用范围，其已经在国防、仓储、零售、重工业、服装、医学、防伪、财产管理、食品加工、物种识别等众多领域开始应用，对改善民众的生活质量、提高公司经济效益、加强国防和JD建设、提高国家信息化水平产生了重要的影响。图1-2RFID技术在各领域应用所占的比例我国在车辆调度系统、物流分拣与运输系统等方面的应用都效果甚好，尤其是在国内航材管理领域，民航二所研究出了一套完善的基于RFID技术的航材仓储管理系统，使航材出入库、清仓查库等环节效率得到极大提高，作业流程更加合理，实现了航材仓库的智能化与可视化管理[5]。随着未来RFID技术的逐渐成熟和大规模集成电路技术的日益完善，RFID产品的成本不断降低，其应用领域更加广泛[4]，RFID技术开始与各项高新技术相结合，尤其是与物联网技术的结合更是创造了“智慧城市”项目。“智慧城市”项目主要包智慧图书馆、智能售卖、智慧物流等。1.1.1智慧图书馆RFID技术在图书馆管理中已经应用长达20年。随着RFID技术的发展使得图书馆越来越趋于智慧化[4]。智慧图书馆主要由图书馆、智能设备、云计算三个部分组成，可以实现图书的自助借阅与归还。如今，智慧图书馆的建设不仅是一个项目，更是一种全新的技术。潘德等人提出基于RFID技术和物联网概念的一种智能化图书管理系统，该系统主要是解决了图书馆信息丢失和传统图书管理系统中的书籍信息更新缓慢等问题，这样可以很好地解决用户在图书管理系统中得到的信息与馆内实际的图书信息不完全相符，或是在图书管理系统更新信息的过程中发生书籍信息的丢失等情况。当前图书馆查找藏书仍然主要依赖于人力寻找，并且时常出现由于人为因素导致的归还书籍错放的情况，从而导致再次寻找时难以找到相应藏书。为进一步实现馆藏图书的即时定位和去向记录，可使用UHF-RFID技术对藏书实现智能化管理，即在每本书都固定电子标签，利用书籍管理系统即可查到该书的实时位置。该技术解决了仅用书籍分类号查找藏书时烦琐的情况。针对当前分类效率不高的问题，可利用机械设计来控制存书箱的智能开闭，配合RFID技术即可实现对图书的智能分类[4]。智慧图书馆还设有RFID门禁系统，借阅者通过RFID借阅卡通过门禁系统，将记录借阅者的信息，同时，含有RFID标签的藏书在未借阅的情况下在经过门禁系统将会报警，大大提高了图书馆的管理水平，减少了图书丢失的情况。图1-3智慧图书馆1.1.2智能售卖RFID技术是智能售卖系统重点研究应用的一项技术。产品仓储管理、加工包装等各个领域均采用RFID技术，并且其还在不断创新地与物联网技术相结合进行了融合发展。马也骋利用RFID信息技术的自动扫描、读取数据信息等功能，结合交互式软件，优化了对零售商品中易变质产品进行包装与分拣的全流程，实现了快速包装与分拣发货，缩短了易变质产品的加工周期[4]。刘晓青通过整合自动零售系统的流程来实现了自动化的结算操作，通过出口人货分离的结算方法，有效解决了RFID标签识别失败的问题。RFID技术的使用能够有效地为零售业从购入、存储、加工、物流、售卖到服务提供科学有据的控制与追踪。并且随着RFID技术与智能售卖系统的深度结合，未来线上线下融合销售、大型商场自动结账、无人自动售卖等零售方式更加普遍化。图1-4智能售卖1.1.3智慧物流智慧物流管理与智能售卖管理相结合，是RFID技术当前最有发展前景的应用之一。李腆腆提出利用超高频RFID技术，配合仓储管理系统可实现对物品出、入库流程的优化[4]。同时，智能管理运输车辆，可以实现对运输车辆的定位和追踪。范江东等设计了基于RFID的电力智能仓储管理系统对相应的业务流程和业务操作方式进行了重构。在对货物的分拣技术方面，侯睿等人利用RFID的自动识别功能来准确地读取各种标签信息从而准确地识别出货物，并通过步进电机自动调节方向，通过直流电机自动建立一个轨道路线进行传输，实现了对货物的自动识别和分拣。把RFID技术应用到物流运营管理中就能够有效地跟踪到货物，克服了传统条形码存在的缺点，能够有效避免含有RFID标签的货物丢失和被盗。图1-5智慧物流系统1.2国外研究与应用现状RFID技术在国外起步早，发展快，随着技术的不断进步，各国都越来越重视RFID技术的研究和运用。世界各个国家对RFID的应用领域倾向不尽相同，在美国RFID技术主要应用于物流业，在西欧国家则是将RFID技术应用于物品监控[5]。从全球的范围来看，美国政府是RFID应用的积极推动者，在其推动下美国在RFID标准的建立、相关的软硬件技术的开发与应用领域都走在了世界的前列[2]。在封闭式系统的应用范围方面，欧洲和美国已经基本达到了同一个水平。日本虽已经提出了UID标准，但并未获得外国厂商的认可和支持，距离发展成为一个国际化的标准尚存有一些差距。韩国虽然政府已经十分注重RFID技术的研究和发展，但是迄今在RFID标准问题上依旧模糊。目前，美、英、德、日、瑞典、瑞士等国家和地区均已经拥有较为成熟的RFID技术。图1-6各国投入RFID技术研究的比例从全球产业格局来看，目前RFID产业主要集中在欧美市场。飞利浦、TI等厂商基本垄断了RFID芯片的全球市场；IBM、HP、微软等国际巨头抢占了RFID中间件、系统集成研究的有利位置；Alien、Intermec、Symbol等企业则提供RFID标签、读写器等产品及设备[6]。1.2.1美国由于有一定技术基础加上政府部门的支持，目前美国的RFID射频识别技术发展最快，其已经形成了一套完整的产业链和技术开发模式，也率先进行了RFID标准制定。1991年，首个ETC(ElectronicTollCollection)在美国的一条高速公路上开始投入使用。次年，首个将交通管理系统和电子收费系统相融合的RFID系统在休斯顿安装完成并投入使用。图1-7电子收费系统与交通管理系统集成进入新世纪以来，部分行业巨头与国家政府部门已经开始投入推进RFID应用，并且要求其合作企业也采取相关的技术。与此同时，国际标准制定权也催生了许许多多全球化的RFID标准与技术联盟，主要包括EPCglobal、Is0／IEc、IP-X等。这些团体试图在标签频率标准、传输和接口协议、网络运营和维护、应用标准等方面设置一套统一的标准。随着RFID技术的优势日趋明显，众多行业巨擘开始了对RFID技术的深入研究，TI、Intel等美国公司目前都在RFID领域大量投入资金设备进行芯片设计。Symbol等已经研发出可以同时扫描条形码和RFID的读取设备。IBM、微软和惠普等也在积极开发相应的软件及系统来为RFID的应用打下基础[6]。RFID技术凭借着其优势和发展势头，被广泛应用在美国各领域，如物流运输、交通管理、身份识别、物资跟踪等。特别在物流方面，美国已有20多家公司支持RFID应用，这其中包括：零售商沃尔玛；制造商吉列、强生、宝洁；物流行业的联合包裹服务公司以及政府方面国防部的物流应用[7]。1.2.2欧洲在RFID的产业技术研究方面，欧洲的Philips，STMicroelectronics在积极研发低成本的智能RFID芯片；Checkpoint在设计支持多个系统的RFID识别系统；诺基亚正在大力推广它所能够基于RFID的移动电话网络购物系统；SAP正在积极研究和开发一种支持RFID的新型企业应用信息管理软件。在应用领域方面，欧洲已经在诸如运输、身份标志信息、物流管理这些封闭式系统领域和美国基本持平。日前，欧洲许多跨国公司都纷纷对RFID的应用实践领域进行研究[8]。且在积极探索技术创新点和更加宽阔的应用领域，并寻求与各国之间的深度合作。1.2.3日本日本目前作为一个新兴的制造业大国，其RFID技术在研发领域中还是比较成熟的，而且日本政府还把它作为一项重要的技术手段来推广和发展。邮政和电信通信部于2004年发布了专门针对RFID的“关于在传感网络时代运用先进的RFID技术的最终研究草案报告”，报告中明确表示MPHPT将在未来几年继续大力支持UHF频段的被动及主动电子标签技术的测试，并且在此基础上针对其控制方面所存在的问题进一步探讨[8]。从近期日本RFID技术新型应用领域发展的一个动态角度分析可以看到,与行业内部应用紧密结合的RFID技术新型产品及其解决方案已经开始大量涌现。早在5年前日本服饰品牌优衣库就已经宣布其RFID技术正在向世界3000多家商场进行推广。日本还通过运用RFID信息技术直接实现了东京快速路上的不停车缴费，解决了快速路上交通拥挤问题，同时也利用RFID技术对日本食品生产运输安全情况进行视频跟踪，对其安全状况进行严密监测。图1-8日本RFID标签1.2.3韩国韩国也在积极进行RFID技术创新和应用，在釜山港口进行货物追踪，使用RFID技术追踪食品废物处理，一些大型百货公司在停车管理系统中应用RFID技术，将RFID技术运用到众多领域，为居民生活提供更多便捷。1.3我J应用现状在RFID技术快速发展下，我J逐步将RFID技术应用于各方面。2004年为了打击套用军车车牌现象，每个车号牌都应用了RFID防伪技术，将车辆的基本信息录入，有效防止了军车伪造现象。在国内外RFID技术快速发展、广泛应用的大背景下，我J也尝试进行RFID技术研究和运用，但是由于国防经费受限、RFID技术标准没有统一、技术成熟度较低等一系列问题，RFID技术在JD内部发展还不成熟，但JD逐渐认识到RFID技术的优势，加强了RFID技术的研究和项目扶持，逐步推进RFID技术在J事更多领域的应用。除了将RFID技术运用到全军军车号牌防伪技术外，HQBZ部门已经意识到RFID技术将在HQBZ中发挥不可替代的作用，故HQBZ单位加大对RFID技术探索，近年来，在一些试点项目上取得了一些成绩。1.3.1军人保障卡军人入伍后都拥有一张军人保障卡，其中记录了每名军人的个人的基本信息、HQBZ信息、医疗卫生信息等，此卡就是利用RFID技术对信息进行录入并实时更新，掌握每名军人基本状况，凭借此卡，军人可以进行工资的领取、享受医疗服务、军需HQBZ、证明军人身份，可以说是“一卡通”服务，为官兵提供了更多便利。1.3.2车辆实时监管调度将RFID技术应用于汽车连，在每辆军车中装入射频识别卡，当车出入营区时会在集中调度中心显示出入车辆信息，便于调度车辆的管理与跟踪，实现了车辆使用情况和在位情况的实时掌握，当遇到紧急任务时能够及时精准调度。1.3.3仓储技术应用目前我J各类仓库还采用传统的仓储模式，主要依赖人工实施各项仓储业务，智能化水平较低，尤其是航材仓库。航材种类多、数量大，人工进行的仓储管理效率较低，虽然目前HJ已经在对RFID技术在航材仓储管理中的应用进行研究，但是并未真正将RFID系统与仓储管理系统进行有效融合，所以要解决目前航材仓库存在的现实问题，建立适合航材仓储管理的RFID技术系统具有重要意义。1.3.4RFID智能门禁监管系统目前，我J营区已经基本上使用了RFID智能门禁监管系统，将营区人员信息录入到智能识别卡中，当人员通过营门时，门禁识别装置会显示通过门禁人员的基本信息，完成人员的自动识别，并结合摄像装置进行拍照记录，提高营区安全性。1.3.5物资实时监控J事物资具有涉密程度高、运输难度大的特点，并且在运输途中无法实时追踪物资信息。但是若将RFID技术与物联网技术融合后应用到J事物资运输中，则可以实现对运输物资信息的实时监控，明确位置和去向，提高运输的安全性。整体而言，RFID技术在全军范围内的应用还处于萌芽发展阶段，但是随着RFID技术逐渐成熟、标准逐渐统一，其在BD具有非常广阔的发展前景，RFID技术将在J事领域发挥更多的作用。1.4外J应用现状RFID技术在外J应用较早，由于外国的RFID技术相对成熟，所以在JDRFID技术的应用更加广泛、产生效果更加明显。1.4.1美军的应用19世纪九十年代初的海湾ZZ，美国运往作战区的四万个补给箱标签受到污染，无法分清箱内物资，致使必须打开四万个补给箱重新进行确认并粘贴标签，才能投入到ZC使用，这一失误大大降低了美军作战效率。后在伊拉克ZZ中，美军吸收先前海湾ZZ中的经验，运用RFID技术，将RFID标签置于运输集装箱内，实现了物资运输全过程的实时准确追踪，提高了HQBZ能力水平。在2007年后，美军正式规定所有类型的HQBZ物资必须粘贴RFID电子标签，RFID电子标签在美军HQBZ体系中全面实行。另外，在美军内部，还将RFID技术运用到电子病历卡、特殊物品寻找系统、军人身份识别中。1.4.2英国JD的应用二战期间英国最先将RFID技术应用到ZC上，用来判断敌军飞机与我J飞机，但英国RFID技术发展较慢，所以英国国防对RFID技术的应用也较少。直到2002年，英军才将RFID技术运用到J事物资的追踪中，货物运输才实现了可视化、物质保障才实现了精准化。1.4.3以色列JD的应用以高科技、智能化和保障能力突出著称的以色列JD早已将RFID技术运用到HQBZ管理系统中，是美军之后全世界第二个应用RFID技术进行HQBZ管理的国家。其在J事物资运输与追踪、仓储管理、车辆管理等方面应用RFID技术实现了智能化管理，提高了HQBZ的效率。RFID技术在欧美等国JD中已经拥有了较为广泛的应用，同时RFID技术也将进一步融合物联网等其他技术，其拓宽发展领域后将实现更多J事领域覆盖。1.5发展趋势目前，RFID技术已经在众多行业中产生了可观的效益，并且仍在不断发展和更新。未来，RFID将与其他智能技术相结合，在针对人类服务方面将继续保持迅猛地发展速度。1.5.1RFID核心技术发展趋势RFID技术的巨大价值与潜力不仅表现在信息自动辨认的功能，还表现在它促进了传感器与无线传感器网络、物联网及分布式环境等多种信息系统的智能化发展。当今RFID技术主要仍然处于高频区间的范围之内，但在未来发展过程中，具备强大功能的超高频频率区间范围必然会逐渐成为RFID技术的一种主流[4]。由于超高频RFID芯片的信号辨认距离相对较远且具备较大的数据存储空间以及良好的保密性，所以灵敏度高、功耗与生产成本低，且与实际应用密切相关的超高频芯片研究必然是未来RFID技术的一个主流研究方向。未来，还要解决现有UHFRFID标签对金属环境的鲁棒性以及多标签的防碰撞问题，从而提高标签的抗金属性，使之能在金属器具、零件方面也能有着广泛应用[4]。在大幅提高超高频芯片识别灵敏度的基础上，还应当设计制造出与超高频芯片相配套的具有较高工作效率的逆向散射式耦合天线，也必须进一步考虑在金属环境中正常工作的情况下，其抗金属属性，使之识别灵敏度和可持续使用的范围得到进一步改善。此外，结合RFID技术在进场和遥感器远场的应用,，可以充分利用RFID芯片的非线性来产生电磁辐射谐波，或者是产生“标签-标签”的无线通信[24]，而不再局限于“标签-阅读器”的无线通信模式，此类设想将有机会彻底突破RFID技术在全球范围内传统的无线通信使用模式,产生新一轮的RFID无线通信技术创造力。1.5.2RFID技术标准化发展趋势针对目前RFID相关技术的一些标准和发展理念,将逐渐发展出现更多RFID技术的新标准。在UHFRFID电子信息处理技术已经得到广泛发展使用的今天,探索如何彻底实现UHFRFID电子信息处理技术“无芯片化”，剔除电子标签内部的电子芯片,将其身份标识全部包含到电子标签本身的电磁辐射中，是一个新趋势。这种“无芯片”RFID的系统一般都会需要配置一些电子标签以及传感器等电子设备[16]。另外，微波等应用领域中RFID相关技术创新也是未来各类相关技术创新发展的一个重要必然趋势，这类创新技术的革新必将为其带来关于RFID相关技术标准以及协议的各种重大革新.在RFID使用中，难免会出现信息安全、隐私保密等诸多问题，虽然对技术冲突和协议安全等方面问题的研究比较成熟，但目前没有国家有能力制订具备国际标准的RFID协议[17]。为了将RFID相关的安全性问题解决得到统一的解决，进一步拓宽其应用领域，RFID产品及其相关的标准将在今后的国际标准化规范和协议制订上不断发展，使得RFID产品在其应用领域可以彻底地实现信息交换和互联互通。1.5.3RFID技术应用前景RFID技术作为信息数据采集的重要方式和手段，其将会同互联网、大数据、人工智能以及云计算等技术进行深层次的融合，进行创新性的产业化推广。目前无人超市的“刷脸进门”、扫码支付等技术均由RFID技术作为支撑[9]。但是由于商品的识别技术仍无法完全满足真正的“无人化管理”，为了实现监控货架上的所有商品，针对其库存管理和售卖点的应用，未来将会考虑使用RFID标签代替商品包装上的传统二维码或者条形码，使得每件商品都能够实现精准定位，在商品的识别和防盗技术上具有更加明显的优势[28]。除此之外，在无人售卖领域，RFID技术将与机器视觉、深度学习、传感器融合等人工智能技术紧密结合，使得无人售卖技术的安全、质量和便捷性得到提升，技术更成熟，也就更加有助于进一步的推广。城市交通中的共享单车、共享汽车给人们带来了极大的出行方便，但是对于共享车辆的管理却不是很理想，乱停乱放、二维码被破坏或者被恶意替换等现象时有发生。未来我们可用RFID标签替代二维码标识，在固定的区域地下埋入RFID阅读器并向阅读器供电，在单车上只需安装RFID标签，同时还可以保留GPS自动定位的功能，使单车在任何固定区域内停放时阅读器都能与RFID标签进行交互，从而便捷的完成扣费活动，这就要求RFID阅读器能够具有更强大的信息传输和数据处理能力，并且还需要一个能够高度集成的数据存储器[4]。针对残障人员的服务，未来政府企业可将RFID技术和交通指示灯、智能语音系统有机地融合起来。在轮椅、手杖等残障人员辅助工具中安装RFID标签，在马路两旁的交通信号指示灯中设置一个RFID标签的阅读器，并与智能交通系统进行连接。在残障人士需过马路时，阅读器与标签的信息进行交互，形成语音提醒，再配合智能交通系统的调度指示，优先让残障人士通过马路。参考文献[1]吴永祥.射频识别(RFID)技术研究现状及发展展望[J].微计算机信息.2016(2):234-236.[2]孙朝政,朱喜成.射频识别技术在仓储物流中的应用[J].沿海企业与科技，2005，12(70):179-180．[3]陆昊,陆安江,张正平.RFID技术在物流中的应用与研究[J].通信技术.2011(11):55-58.[4]孙凯.浅谈RFID技术在物流行业中的应用[J].计算机工程应用技术.2009(11):138-141.[5]余世欣,李勇.基于RFID的仓储管理系统[J].信息技术.2016(5):81-85.[6]高儒灏.基于有源RFID的仓库管理系统[D].复旦大学:2019.[7]李梅,柳士昌.武汉市RFID产业发展现状及典型实例研究[J].科技管理研究.2011(5):80-84.[8]Cheng,Y.andY.YehExploringradiofrequencyidentificationtechnology'sapplicationinintermationaldistributioncentersandadoptionrateforecasting.TechnologicalForecastingandSocialChange,2009.112(1):p.306-312.[9]闫方宇.基于RFID技术的智能书架系统的总体架构设计[J].\t"E:/2018%E8%AE%BA%E6%96%87%E5%B7%A5%E4%BD%9C/%E6%99%BA%E8%83%BD%E4%BB%93%E5%82%A8%E7%B1%BB/%E5%9B%BD%E7%A7%91%E4%B8%8B%E8%BD%BD20180424/_blank"机械设计与制造工程.2016(9):88-90.[10]苏诚.智能仓储系统设计与开发应用[J].机械,2017,44(10):65-71.[11]齐俊鹏,田梦凡,马悦.面向物联网的无线射频识别技术的应用及发展[J].科学技术与工程.2015(06):119-136.[12]Ngai,E.andF.Riggins.RFID:Technology,applicationsandimpactonbusinessoperations.InternationalJournalofProductionEconomics,2008.112(2):p.508-510.[13]Bottani,E.,RMont