射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望

天線特性還受天線周?chē)矬w和環(huán)境的影響。障礙物會(huì)妨礙電磁波傳輸；金屬物體產(chǎn)生電磁屏蔽，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正確地讀取電子標(biāo)簽內(nèi)容；其他寬頻帶信號(hào)源，比加發(fā)動(dòng)機(jī)、水泵、發(fā)電機(jī)和交直流轉(zhuǎn)換器等，也會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，影響電子標(biāo)簽的正確讀取。如何減少電磁屏蔽和電磁干擾，是RFID 技術(shù)研究的一個(gè)重要方向。

2.2.3防沖突技術(shù)研究

鑒于多個(gè)電子標(biāo)簽工作在同一頻率，當(dāng)它們處于同一個(gè)讀寫(xiě)器作用范圍內(nèi)時(shí)，在沒(méi)有采取多址訪問(wèn)控制機(jī)制情況下，信息傳輸過(guò)程將產(chǎn)生沖突，導(dǎo)致信息讀取失敗。同時(shí)多個(gè)閱讀器之間工作范圍重疊也將造成沖突。文獻(xiàn)提出了Colorwave 算法以解決閱讀器沖突問(wèn)題。根據(jù)電子標(biāo)簽工作頻段之不同，人們提出了不同的防沖突算法。對(duì)于標(biāo)簽沖突，在高頻（HF）頻段，標(biāo)簽的防沖突算法一般采用經(jīng)典ALOHA 協(xié)議。使用ALOHA 協(xié)議的標(biāo)簽，通過(guò)選擇經(jīng)過(guò)一個(gè)隨機(jī)時(shí)間向讀寫(xiě)器傳送信息的方法，來(lái)避免沖突。絕大多數(shù)高頻讀寫(xiě)器能同時(shí)掃描幾十個(gè)電子標(biāo)簽。在超高頻（UHF）頻段，主要采用樹(shù)分叉算法來(lái)避免沖突。同采用ALOHA 協(xié)議的高頻頻段電子標(biāo)簽相比，樹(shù)分叉算法泄漏的信息較多，安全性較差。

上面兩種標(biāo)簽防沖突方法均屬于時(shí)分多址訪問(wèn)（TDMA）方式，應(yīng)用比較廣泛。除此之外，目前還有人提出了頻分多址訪問(wèn)（FDMA）和碼分多址訪問(wèn)（CDMA）方式的防沖突算法，主要應(yīng)用于超高頻和微波等寬帶應(yīng)用場(chǎng)景。

2.2.4安全與隱私問(wèn)題

RFID 安全問(wèn)題集中在對(duì)個(gè)人用戶(hù)的隱私保護(hù)、對(duì)企業(yè)用戶(hù)的商業(yè)秘密保護(hù)、防范對(duì)RFID 系統(tǒng)的攻擊以及利用RFID 技術(shù)進(jìn)行安全防范等多個(gè)方面。面臨的挑戰(zhàn)是：

（1）保證用戶(hù)對(duì)標(biāo)簽的擁有信息不被未經(jīng)授權(quán)訪問(wèn)，以保護(hù)用戶(hù)在消費(fèi)習(xí)慣、個(gè)人行蹤

等方面的隱私；

（2）避免由于RFID 系統(tǒng)讀取速度快，可以迅速對(duì)超市中所有商品進(jìn)行掃描并跟蹤變化，而被利用來(lái)竊取用戶(hù)商業(yè)機(jī)密；

（3）防護(hù)對(duì)RFID 系統(tǒng)的各類(lèi)攻擊，如：重寫(xiě)標(biāo)簽以竄改物品信息；使用特制設(shè)備偽造

標(biāo)簽應(yīng)答欺騙讀寫(xiě)器以制造物品存在的假相；根據(jù)RFID 前后向信道的不對(duì)稱(chēng)性遠(yuǎn)距離竊聽(tīng)標(biāo)簽信息；通過(guò)干擾RFID 工作頻率實(shí)施拒絕服務(wù)攻擊；通過(guò)發(fā)射特定電磁波破壞標(biāo)簽等；

（4）如何把RFID 的唯一標(biāo)識(shí)特性用于門(mén)禁安防、支票防偽、產(chǎn)品防偽等。

2.3 RFID 應(yīng)用研究

基于RFID 標(biāo)簽對(duì)物體的唯一標(biāo)識(shí)特性，引發(fā)了人們對(duì)基于RFID 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究的熱潮。物流與實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前RFID 應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，其他應(yīng)用研究還包括空間定位與跟蹤、普適計(jì)算、系統(tǒng)安防等多個(gè)方面。

2.3.1物流與實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)

實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)給所有物品貼上RFID 標(biāo)簽，在現(xiàn)有互連網(wǎng)基礎(chǔ)之上構(gòu)建所有參與流通的物品信息網(wǎng)絡(luò)。實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)的建立將對(duì)生產(chǎn)制造、銷(xiāo)售、運(yùn)輸、使用、回收等物品流通的各個(gè)環(huán)節(jié)，并將對(duì)政府、企業(yè)和個(gè)人行為帶來(lái)深刻影響。通過(guò)實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)，世界上任何物品都可以隨時(shí)隨地按需的被標(biāo)識(shí)、追蹤和監(jiān)控。實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)被視為繼Internet 后IT 業(yè)的又一次革命。

2.3.2空間定位與跟蹤

無(wú)線及移動(dòng)通信設(shè)備的普及帶動(dòng)了人們對(duì)位置感知服務(wù)的需求，人們需要確定物品的三維坐標(biāo)并跟蹤其變化?，F(xiàn)有的定位服務(wù)系統(tǒng)主要包括基于衛(wèi)星定位的GPS 系統(tǒng)、基于紅外線或超聲波的定位系統(tǒng)以及基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)。RFID 的普及為人與物體的空間定位與跟蹤服務(wù)提供了一種新的解決方案。RFID 定位與跟蹤系統(tǒng)主要利用標(biāo)簽對(duì)物體的唯一標(biāo)識(shí)特性，依據(jù)讀寫(xiě)器與安裝在物體上的標(biāo)簽之間射頻通信的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)測(cè)量物品的空間位置，主要應(yīng)用于GPS 系統(tǒng)難以應(yīng)用的室內(nèi)定位。

2.3.3普適計(jì)算

RFID 標(biāo)簽具有對(duì)物體的唯一標(biāo)識(shí)能力，可以通過(guò)與傳感器技術(shù)相結(jié)合，感知周?chē)锲泛铜h(huán)境的溫度、濕度和光照等狀態(tài)信息，并利用無(wú)線通信技術(shù)方便地把這些狀態(tài)信息及其變化傳遞到計(jì)算單元，提高環(huán)境對(duì)計(jì)算模塊的可見(jiàn)度，構(gòu)建未來(lái)普適計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施，讓計(jì)算無(wú)處不在，主動(dòng)地、按需地為人們提供服務(wù)。

3 結(jié)論

RFID 將構(gòu)建虛擬世界與物理世界的橋梁?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，RFID 技術(shù)不僅會(huì)在各行各業(yè)被廣泛采用，最終RFID 技術(shù)將會(huì)與普適計(jì)算技術(shù)相融合，對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

作為全球的制造業(yè)基地，中國(guó)將是未來(lái)全球最大的RFID 應(yīng)用市場(chǎng)。這對(duì)于國(guó)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)將是一次難得的機(jī)遇。目前，我國(guó)在RFID 芯片、RFID 系統(tǒng)安全等核心技術(shù)方面的研究幾乎還是空白，在RFID 應(yīng)用方面也還處于起步階段。但是可以相信，在政府推動(dòng)、企業(yè)參與的環(huán)境下，在龐大市場(chǎng)空間的吸引下，在中國(guó)會(huì)有越來(lái)越多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)參與RFID 技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，會(huì)有更多的企業(yè)利用RFID 技術(shù)進(jìn)行企業(yè)信息化改造。中國(guó)將不僅主導(dǎo)RFID 技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)，也應(yīng)該成為RFID 技術(shù)的全球研發(fā)中心。