廣東省RFID電子標簽卡封裝工程技術研究開發中心
RFID電子標簽作為數據載體,能起到門禁管理、標記識別、物品跟蹤、信息采集、認證溯源等作用,已經廣為人知。雖然RFID是一個比較熱門的話題,但卻并不是一個新話題,更不是什么新技術。早在上世紀40年代第二次世界大戰時,英國軍方就采用RFID技術對進入英國領空的飛機進行敵我識別。這種技術的普及應用,直到本世紀2005年才被Wal-Mart(沃爾瑪)發揚光大。從此,RFID技術拉開了實際應用的序幕。
利用電子標簽和讀寫器之間通過非接觸式電磁耦合來傳遞數據信息,是識別技術的一大進步。在一般的RFID系統應用中,讀寫器發射的能量電磁波在一個區域內形成電磁耦合場。當電子標簽進入該場強范圍后即被激活,并與讀寫器進行數據交換。讀寫器接收到電子標簽的數據后,經過解碼并進行偵錯校驗來甄別數據的有效性,然后通過讀寫器端口將接收到的電子標簽數據信息傳送到計算機應用系統中,從而實現物品的自動識別。普通的RFID只讀標簽卡類產品,往往只起到一個序列號的作用,因此,其應用范圍受到一定程度的限制。而對于那些需要實時更新數據信息的使用場合來講,RFID可讀/寫標簽卡類產品就是其不二的選擇。利用其可讀/寫的特性,尤其是在公共場所等方面可以充分發揮其潛在的便捷作用。
RFID電子標簽和RFID讀/寫設備之間進行數據通訊的電氣連接關系以及其工作原理,如附圖1所示,很多專業刊物、書籍均有詳細的介紹,這里就不再贅述。本文展示的圖片旨在確保本文將要介紹相關要點的連貫性。對于RFID可讀/寫標簽來講,除了可實時更新其內部的數據信息之外,還必須要求其具備相應的認證手段,以保證標簽內數據信息的安全性。電子標簽的認證流程如附圖2所示。
通過附圖1的圖例,可以基本了解電子標簽和讀寫設備的工作概況。那么,如何將其結合起來,有效的投入到各種實際應用中呢?這個問題,不同的系統商可能會有不同的方案。接下來,本文將以圖文結合的方式對RFID的系統應用范例做一些探索性的簡單介紹。
從RFID系統的設計來講,一個標準的RFID應用系統,其基本配置必須包含有用戶層、門戶層、應用層、基礎層(又叫管理層或控制層)等,而每個層級又有若干的不同配置,這些配置可以根據不同的實際應用情況進行相應的調整,以便于系統的整體協調。附圖3所示的就是一例典型的RFID系統設計架構圖,類似的RFID系統設計方案中,有一些在實際應用中并沒有使用到全部架構,甚至只是其中的一小部份。也就是說,如果將這個架構圖延伸到實際的應用當中,則可能會有相應的取舍。
像住宅小區、大型公寓等門禁中車輛出入所用到的RFID安防監控系統,則如附圖4所示。粘貼有電子標簽的車輛一旦進入到RFID天線的輻射場強范圍內,標簽數據就會通過讀/寫設備傳送到控制中心,控制中心的控制終端會快速對該數據信息就行甄別、認證操作等處理,只要是經過授權的車輛,就會對執行機構下達準予進出的指令,則門禁系統的欄桿就會根據指令起落;如果是沒有見過授權的車輛,控制終端則下達禁止通行的指令,而不允許該車輛進出。
像體育中心、購物中心等大型公共場所,由于人員冗雜,進出通道的車輛較多,為了加強監控及管理力度,所采用的RFID系統相對來講就要復雜一些。首先,必須要有一個安全穩定的數據庫,通過網絡系統連接到各信息采集器,而每個采集器則分別與監控設備、讀寫設備、識別終端等互聯互通,通過交叉密布的無縫隙方式建立起一個安全有效的安防監控系統,具體示意圖請參見圖5。該系統可以實現對所有進出人員、車輛的掌控;實現人員、車輛信息數據化管理;對非注冊人員、車輛的管理;系統在無人值時,可以自動記錄通行人員的進出時間以及進出車輛的車牌號碼和進出時間;提供人員、車輛的完整進出記錄等。
在RFID安防監控系統應用中,電子標簽向讀寫器或由讀寫器向電子標簽發送的數據信息均采用非接觸方式進行,為避免識別錯誤,對其數據傳輸技術中的數據編碼與校驗技術是有嚴格要求的,以保證RFID應用系統的安全性和可靠性。常用的數據編碼方式有:NRZ(不歸零編碼),Manchester(曼徹斯特編碼),FM0(雙相間隔編碼)、PPM(脈沖位置調制編碼)、FSK(頻移鍵控編碼)等。采用的校驗技術主要有CRC校驗,即循環冗余校驗。
應用于公共場所的RFID安全監控系統,由于監控區內同一時間段進出的人員、車輛較多,因此,多標簽讀取技術就顯得尤為重要。多標簽讀取技術在專業上稱為“防沖突”技術,該技術可以實現讀寫器射頻場內多個電子標簽的準確識別。
關于RFID電子標簽在公共場所的系統應用,是一個較為寬泛的話題。方便實用、因地制宜是其基本要素,量入為出、合理規劃也是其基本準則。本文僅從一個側面,通過圖文方式對其做了一個大概的簡單介紹,旨在拋磚引玉。同時,也希望行業內有更多更好的應用方案能夠呈現在廣大受眾面前,更期望我們的生活越來越便利,越來越多姿多彩。