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无线射频识别和传感网络 总体发展策略信息产业部电信研究院 信息产业部电子四所 信息产业部电子一所 信息产业部电子五所 信息产业部赛迪集团信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0目 录目 录.I刖B.11 国内外发展状况.31.1 RFID发展状况.31.1.1 国外发展状况.41.1.2 国内发展状况.121.2 RFID主要取用的研究.151.2.1现阶段主要应用的领域.151.2.2 未来主要应用的领域展望.201.2.3 RFI D和传统通讯系统的融合.231.3 RFID发展面临的问题.261.3.1 价格制约因素.261.3.2 超高频RFID的技术问题.261.3.3 不成熟的应用技术环境.271.3.4 隐私权问题.272 RFID技术体系结构.12.1 RFI D及传感网络的网络架构.12.1.1 概念及网络架构.12.1.2 RF ID的技术发展趋势及泛传感网络业务推进.92.2编码体系.132.2.1国外编码体系.142.2.2国内编码体系.202.2.3编码体系小结.212.3标准体系.212.3.1 RFID标准化概况.21I信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.02.3.2 I 80/1 EC的RFI D技术国际标准状况.252.3.3 EPC标准体系.282.3.4 RFID国内标准体系建议.302.3.5传感器网络标准的发展状况.312.4频率干扰和规划研究.312.4.1 RFID工作频段及主要技术参数.312.4.2 ITU、美国、欧洲、日本的RFID频率划分情况.352.4.3现阶段我国RFID应用的频率需求.372.4.4我国相关频率使用情况.412.4.5频率小结.423国家安全和信息安全问题.433.1信息安全制约RFI D的应用.433.2 RFI D的安全隐患.433.3 RFID安全技术的研究状况.443.4 RFID信息安全技术发展策略.444 RFID国内产业链的状况.454.1 芯片设计.45(1)设计流程.45(2)设计工具简介.46(3)芯片制造工艺.464.2标签封装.484.3 识别系统(读卡机具)设计.504.4 系统集成和数据管理软件平台.504.5应用试验.515 RFI D相关法规及知识产权状况.515.1 政府在RFI D产业的发展以及法律法规状况.511)通过战略、计划和政府试点、示范支持RFID的研究开发与应用.512)通过法律或指导性文件限制RFI D对隐私权的侵犯.525.2 RFID的知识产权状况.52II信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.06发展战略.546.1重要性和必要性分析.546.1.1 提高国民经济信息化水平.546.1.2 提高社会效率和经济增长质量.556.1.3 增加国家竞争力，RF ID产业的发展成为国民经济新的增长点.556.2 制定发展战略的突破点.566.3 发展目标（“十一五”期间）.576.4发展重点.576.4.1 设立引导项目进行前期研究.576.4.2 技术研发和产业促进重点.586.4.3 标准制定重点.596.4.4应用推广重点.596.5发展路径与措施.606.6政策建议.616.5.1标准制定方面.616.5.2产业促进和技术研发.61附录A I SO/1 EC已经发布的有关RFI D的相关标准.63附录B RFID相关的法律法规分析报告.72B.1世界主要国家或地区RFI D法律法规与政策现状.72B.2世界主要国家或地区RFID法律法规与政策简析.84附录C RFID的知识产权分析报告.87C.1全球RFI D技术的I PR现状.87C.2全球RFID技术在电子标签应用中的I PR现状.92C.3国内RFI D技术的I PR现状.105C.4国际RFID标准组织的知识产权政策.110C.5我国发展RFI D技术与产业的所面临的I PR环境分析.110附录D 缩略语中英文对照.114ill信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0无线射频识别和传感网络总体发展策略无线射频识别（Radio Frequency Identification,以下简称RFID）技术的应用 最早可以追溯到第二次世界大战时期英国的空军基地。近年来随着微电子、计算 机和网络技术的发展，RFID技术的应用范围和深度都获得了迅速的发展。美国 在伊拉克战争中对RFID技术的成功应用，以及全球有影响的大企业计划未来几 年里在零售商店和货栈开始使用RFID系统，使得该技术在今天迅速成为全球瞩 目的焦点，并被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一。一套典型的RFID系统由电子标签、读写器和信息处理系统组成（如图1所 示）。电子标签可以如身份证大小由人携带并当作信用卡使用，也可以像商品包 装上的条型码似的贴附在商品等物品上。电子标签中存储的信息数据需要通过专 门的读写器进行信息读取。RFID信息处理系统则根据需求承担相应的信息控制 和处理工作。信息处理系统图1 RFID系统结构图与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人 工干预即可完成信息输入和处理，并且操作快捷方便，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、标签上数据存储量大、可以加密、可以更改等优点。一旦将RFID 技术应用在生产线自动监测、商品库存管理、物流、零售、售后服务等方面，则 将给制造、零售和物流产业带来革命性变化。RFID系统根据工作频率的不同大体分为中低频段和高频段的RFID频率系 1信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0统，典型的工作频率为：135KHz 以下、13.56MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz 和5.8GHz。见表1。表1不同频段RFID技术的应用领域 STMicroelectronics在积极开发廉价RFID芯片,Checkpoint在开发支持多系统的RFID识别系统,Nokia开发了能够识别RFID的 移动电话购物系统，SAP则在积极开发支持RFID的企业应用管理软件。根据Juniper Research的分析，2004年西欧RFID的市场规模为4.6亿美元，2009年将达到18.6亿美元，主要应用集中在供应链方面，具体见下表3。6信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0表3西欧RFID市场规模预测200420052006200720082009Retail$92.9$125.4$169.3$217.1$267.4$315.6Pharmaceutical$32.5$62.7$127.0$194.2$282.2$408.5Mass Transportation$83.6$1 12.9$169.3$228.5$297.1$371.3Supply Chain$185.8$250.8$296.2$388.5$490.2$575.6Others$69.7$75.2$84.6$1 14.3$148.5$185.7Total$464.4$626.9$846.4$1,142.6$1,485.4$1,856.7在标准方面，欧洲采用美国主导的EPC global标准。在政府政策方面，作为市场比较完善的区域，欧洲推动RFID的政策主要是 间接的。例如：2005年1月1日，欧盟通过欧盟食品安全法，要求食品生产 者、分销商和零售商确保他们能证明在生产过程中原料的来源，这促进了 RFID 在食品和药品领域的应用。在应用方面，欧洲在诸如交通、身份识别、生产线自动化控制、物资跟踪等 封闭系统与美国基本处在同一阶段。目前，欧洲许多大型企业都纷纷进行RFID 的应用实验。I 英国的零售企业Tesco早于2003年9月基本结束了第一阶段的试验。试验由 该公司的物流中心“National Distribution Centre(NDC),和英国的两家商店(St.Neots与Peterborough)进行，对NDC和两家商店之间的包装盒及货盘 的流通路径进行追踪。在使用915MHz频带中取得重大突破。I 2003年n月，Tesco公布了使用无线标签的计划。要求前100位供应商在 2006年9月4日起必须在商品包装盒上使用无线标签进行物流管理。与此同 时，德国最大的零售集团Metro也积极推动RFID技术的应用。I 2004年4月，Metro建立了一家应用RFID技术的试验性“未来商店”，包括 IBM、NCR、Nixdorf、Hewlett Packard Cisco Mettler Toledo Symbol technologies Oracle Chep、Gamble Kraft Foods Gillette 和 Coca-Cola 等 在内的多家大公司参与了这个试验，目前他们正在等待进一步的反馈信息。7信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.01.1,1.3 日本注意跟踪美国动向的日本，目前在亚洲的RFID的研究和开发领域处于领先 的地位，其泛在ID中心（Ubiquitous ID Center）的标准化组织已经提出UID标 准，采用的频段为2.45GHz和13.56MHz,信息位数为128位。日本从2003年 和2004年开始进行小规模的电子标签的反用试验。在产业方面，日立、富士通和日本凸版印刷等厂商已开始生产和销售电子标 签。据日本矢野经济研究所从2004年9月到11月对日本无线IC标签及相关设 备供应商和系统集成商的调查结果显示。日本2004年国内无线IC标签的市场规 模为1580万张，按金额计算为37亿9200万日元（约合人民币2.9亿元）；预测 2005年的需求将达到2170万张，2010年度将达到12亿9200万张。按金额计算 分别大幅增加43亿4000万日元（约合人民币3.3亿元）和258亿4000万日元（约合人民币19.4亿元）。从2004年日本国内无线IC标签各需求领域所占比率 分析，制造领域将占38.0%（2003年为41.0%）。从发展趋势上看，日本今后制 造领域无线IC标签的需求所占的比率将大幅减少，日本矢野经济研究所预测 2005年度将占32.3%,2010年度将占0.5%。其原因是物流领域的UHF频带无 线IC标签需求大幅增长，在流通领域商品管理用标签大幅增长。日本的泛在ID中心成立于2002年12月，其成员绝大多数都是日本的厂商，如NEC、日立、东芝等，具体负责研究和推广自动识别的核心技术。其下又分 为一个委员会和两个工作组，分别为“Ubiquitous Network Infrastructure Committee“、“ucode Tag Technology WG”和“U-TAD WG”。截至 2005 年 1 月 14日，该组织已经拥有成员475家。在政府政策方面，在其政府制定的E-Japan和u-Japan计划中，RFID作为一 项关键的技术得到了足够的重视。日本的电信管制机构站在战略的高度做远景的 规划，引导日本企业研发的方向。2004年3月，MPHPT发布了针对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”。基于该报告，MPHPT表示将继续支持测试在UHF频段的被动及主动的电子标签技术；2004 年6月，与经贸产部METI联合发布了 RFID隐私保护指南，对用户的权益和标 签信息的使用作出规范。这些都说明MPHPT在积极跟进日本RFID的发展，及 8信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0时就发展中所产生的问题做出回应，解决RFID发展过程中的瓶颈问题。表4 E-Japan和u-Japan计划所涉及的RFID研究内容研究内容时间研究进一步运用RFID标志频率的使用方法2003 年研究Ubiquitous RFID网络时代的相关问题2003 年RFID网络的实现2005 年开发和测试基于RFID技术的货品分发跟踪2005 年系统开发和测试基于RFID技术的物流管理2005 年RFID技术已经在日本开始得到应用，特别是在制造领域，如库存管理、信 息发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等。此外，日本企业为将RFID技术 应用于一些开放的系统，开发出一些新的应用正在进行积极的尝试。I 2003年4月，日本印刷、NTT和日本Sun联合开发成功了一种面向出版业 的系统，可通过在图书中嵌入无线标签(RFID标签)，来把握供应链管理(SCM)和书店顾客购买动向统计。I 2004 年 3 月，NTT DoCoMo 推出基于 RFID 的 I-mode Felica 业务。I 2004年7月，日本经济产业省METI选择了 7大产业做RFID的应用试验，包括消费电子、书籍、服装、音乐CD、建筑机械、制药和物流，另外还有 44个行业中请加入该计划。I 2004年10月，NEC宣布，生产笔记本个人电脑的NEC个人产品公司已在 米泽工厂中引进了使用无线标签(RFID标签)的生产管理系统。1.1,1.4 韩国韩国在RFID技术上起步相对较晚，但产业整体发展较快。从国家的角度来 看,韩国政府对RFID技术给予极高的期望。特别是在2004年3月韩国提出IT839 计划以来，RFID和传感网络(Ubiquitous Sensor Network)重要性得到了进一步 9信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0的加强。在IT839计划中，韩国开发RFID技术的战略定位是：在RFID技术阶段提 高技术和产品的研发能力，在传感网络技术阶段达到世界领先的水平。具体的发 展计划是在2004年为RFID分配额外的频率，到2010年完成芯片、阅读器、中 间件等核心技术的开发。韩国计划在2005年开发被动/主动RFID的核心技术和 系统，2007年开发传感型RFID,2010年开发无处不在的的传感网络。为了降低 RFID标签的价格，减小其体积，将芯片的制造、处理、封装的主要技术和微细 传感器集成技术一起开发。技术上，将ISO标准识别码和IPV6集成到RFID,为无处不在的环境建立标准。预期结果到2007年，韩国的RFID商用业务将占 领10亿美元的全球市场，实现产值4万亿，和25000个工作岗位。基于RHD 的业务和新发展的龙头项目一车载信息服务和家庭网络，将连锁反反达到最大 化，为消费者提供方便。韩国在RFID和传感网络领域的研发体系由韩国通信情报部MIC、TTA、ETRL KARUS、USN标准论坛和韩国的大学构成。其中MIC主要负责政策和 管制，TTA（韩国电信技术协会）负责整体的研发控制。TTA成立于1988年，是韩国目前唯一的标准制定和研究非官方非赢利性组织，具有法人地位，根据韩 国的“电信框架法”第30条的规定，被韩国的通信和信息部所承认。ETRI（韩国 电子通讯研究院）、KARUS（韩国RFID/USN协会）、USN标准论坛和韩国的大 学成为其研究的主体。其中参与到韩国电子标签研究和开发的企业是以三星综合 研究所、SK电信为主的60余家韩国厂商。其研发实体KARUS在2004年的研究项目，参见表5,可以看出韩国 RFID/USN研究仍处于刚刚开始。表5韩国KARUS在RFID/USN领域研究项目汇总项目名称 研究开始时间 研究完成时间2004年RFID技术和相关管制政策研究 2004年5月开始2004年12月 RFID MDS注册管理和策略 2004年5月开始 2004年12月应用于传感移动N/W（IPv6）网络的下一代2004年7月开始2004年12月10信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0识别技术国家RHD产业环境研究 2004年8月开始2005年1月值得引起关注的是在韩国政府的高度重视下，韩国关于RFID的技术开发和 应用试验正在加速展开。同日本类似，韩国也出现了将RFID引入开放系统地趋 势。但2005年4月已经形成了超高频RFID芯片设计、天线设计、标签制作、应用集成等一系列专业公司，并有近十家企业分别开发出了超高频段的RFID电 子标签芯片、标签样本以及读写器原型机。止匕外，韩国也开始开发在手机中安装的嵌入式RFID读写器芯片的设计工作，使移动终端具备读信息的功能。2005年2月，韩国宣布5月韩国五个机场将开 始试验使用射频识别标签，以应付恐怖主义威胁和提高行李运输的效率。韩国第 二大航空公司韩亚航空公司(AsianaAirlines)将在从济洲到金浦、金海、大丘、清州和光州等韩国国内五个机场旅行的乘客的行李上使用射频识别标签。1.1.1.5国外发展状况小结对当前全球RFID发展的主要区域，主要从产业、标准、政府政策和取用四 个方面加以衡量，我们发现：在美国国防部和沃尔玛等大型连锁企业积极推动RFID应用的环境下，美国 企业在RHD的技术研究、相关软硬件技术的开发等领域走在世界的前列。除 5.8GHz之外，美国政府允许其他各频段的RFID频率使用，其中在UHF频段的 902-928MHZ范围内均可使用RFID系统。政府也通过制定政策直接或间接地推 动RFID在医药、车辆管理和社会保障系统中的应用。欧洲在RFID标准积极追随美国主导的EPCglobal标准，和美国一样，欧洲 允许除5.8GHz之外的其他各频段的RFID频率使用，为促进RFID在全球物流 系统得到使用，欧盟修改了无线频率规划，将原先只有0.6MHz带宽的RFID使 用频段扩大到865-868MHZ的3MHzo英国、德国的零售企业开展了 RFID系统 的试验，很多欧洲企业也在积极进行RFID芯片、阅读器产品的开发。RFID系 统也在欧洲的交通、身份识别、自动化控制等领域有较多的应用。日本在亚洲的RHD研究和开发领域处于领先的地位，RFID技术已经在日 11信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0本的图书馆管理、工业制造等领域开始得到应用。政府制定E-Japan和U-Japan 计划，指导企业对RFID在物流领域的应用进行开发、测试和应用试验，鼓励企 业尝试RFID在开放系统中的应用。日本企业联合成立了泛在ID中心(Ubiquitous ID Center),提出UID标准，推广13.56MHz和2.45GHz频段的RFID应用，并 以T-Engine Forum为平台，研究在各种信息电器上推广嵌入式TRON操作系统 和无所不在的网络解决方案。目前泛在中心并未公开发布RFID的技术标准，其 UID标准主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。为适应RFID技术在全球物流体系的应用，日本政府在2004年也在ISO建议的 860-960MHZ范围内确定了相应的频段，预计日本企业也会在该频段内采用ISO 标准。随着IT839计划的提出，RFID和泛在传感网络(Ubiquitous Sensor Network)技术在韩国政府层面得到了高度重视，确定了 908-914MHZ频率应用于RFID系 统。在开放物流领域，韩国基本遵循ISO/EPC标准，并加强在传感及泛在网络 的技术研究工作。1.1.2国内发展状况低频RFID系统在我国某些特定领域已经得到了应用，随着RFID标签在国 内智能卡行业的概念普及，已有越来越多的厂商关心和推动RFID标签的应用，有关是否需要制订我国RDID标准的讨论也日趋激烈。下而先列举一些低频RFID 系统在国内应用的实例。射频IC卡是RHD技术的一种应用形式。射频IC卡在我国得益于金卡工程 的实施和国家对集成电路产业的支持，近年来发展十分迅猛，从全国各大城市的 公共交通一卡通系统到第二代居民身份证IC卡项目，射频IC卡已经在我们的生 活中随处可见。目前，在城市公共交通方面，包括北京、上海、天津、重庆、深圳等大中城 市在内的100多个城市已经开始实施了公交一卡通项目，其中的绝大部分采用了 射频IC卡。以上海为例，上海交通一卡通系统从1999年12月27日开始试运行，到现在，已经逐步实现了公交、轮渡、地铁、轻轨和出租车等城市公共交通的射 频IC卡一卡通；形成一张具有读写支付功能的公交卡和建立了一个安全可靠的 清算、结算系统；实现射频IC卡发卡量1000万张，公交装车8000多辆，开通 12信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0了地铁一、二号线、明珠线、莘闵线，出租车4万辆，轮渡7条线。并且已将应 用推广至高速公路、物业小区管理、公用事业缴费等领域。2002年10月1日，上海无锡两地还实现了互通交通“一卡通”，即“上海公共交通卡”可在无 锡市开通的领域进行消费使用；反之，“无锡公共交通卡”也可在上海市开通的 领域进行消费使用，极大地方便了两地市民的出行。目前，“长三角”地区主要 城市间的公共交通“一卡通”工程也在酝酿中。交通“一卡通”已深得市民的认 同并越来越受到欢迎，它既产生了极大的社会效益，又获取了一定的经济效益。2003年6月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第三次会议通过了 中华人民共和国居民身份证法，并于2004年1月1日起施行，自此，确立了 我国的身份证立法制度，极大地推进了第二代居民身份证项目的进度。第二代居 民身份证采用射频IC卡技术，对成的标准为ISO/IEC 14443 Type B标准，核心 芯片由上海华虹集成电路有限公司、北京清华同方微电子有限公司、大唐微电子 技术有限公司和北京中电华大电子设计有限责任公司等四家单位设计开发，上海 华虹NEC和上海先进半导体流片批量生产，由北京兴唐公司提供加密技术解决 方案，完全实现了国产化。2004年1月1日，经过多年的准备工作，第二代居 民身份证换发工作正式开始，2004年1月至4月，在上海市、浙江省湖州市和 广东省深圳市进行第一批换发试点，涉及60万人；2004年4月至6月，在北京 市、天津市和广州市进行第二批试点，涉及200万人口。按照计划，2004年至 2008年的几年间里将全面完成全国13亿人口的身份证换发工作。止匕外，在防伪领域，我国现行的防伪技术采用的是视觉防伪和电码防伪等手 段，但在流通领域的假冒产品年产值平均仍然高达1300亿元之巨，国家因此年 平均损失税收250多亿元，其中仅仅因为香烟造假一项，给国家造成的损失就高 达几百亿元，因此迫切需要采用有效的新型防伪产品来减少这种损失。防伪产品 要求成本低，难伪造。而RFID标签的制造要有大量的投入，伪造几乎是不可能 的，但产品的单价却相对十分便宜；另外，RFID标签体积很小，便于封装，因 此成为目前产品防伪的最佳选择。例如：可将RFID标签内置于酒瓶盖中，用手 持设备进行检验；在电视机、电脑、名牌服装产品上也都可以使用；还可以在军 牌中置入RFID标签，便于交通管理部门查验真假，并获知车主信息。目前，上 海华申智能卡应用系统有限公司开发出了具有智能读写和加密通讯能力的RFID13信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0 标签，将商品条码印刷在商品表面的同时，由制造商通过“数字签名”加密写入 粘贴在商品上的RFID标签内。当RFID标签的“指纹密码”密文经专业读写器 还原读出，与印制在商品上的“指纹密码”明文对照是否一致，即可判别该商品 真伪。上述基于“数字签名”的RFID标签防伪技术，已经通过国家质量监督检 验检疫总局的鉴定。RFID技术在中国应用最为成功的案例当属中国铁路系统实施的铁路机车车 号自动识别系统了。为了提高效率，降低成本，改善服务，实现粗放型管理向集 约化管理的转变，1992年铁道部决定建立铁路运输管理信息系统(TMIS),而 铁路车号自动识别系统(AHS)则是TMIS系统中数据自动采集的关键性基础设 施。经过多种技术的全面比较和论证，铁道部的专家一致认为基于RFID是实现 车号自动识别的最佳技术。为此，国家无线电管理委员会为铁路机车车号自动识 别系统分配了三个无线电频点：910.10MHz、912.10MHz、914.10MHz。铁道部 从2000年3月全面拉开了 ATIS建设的序幕，首先在全国14个铁路局进行试点 工作，随后推广到全国所有的铁路车辆都实现了自动识别。铁道部在2002年发 布了行业标准TB/T 3070-2002铁路机车车辆自动识别设备技术条件。据统计,铁道部在进行铁路机车自动识别改造方面共花费3亿元人民币，受到的成效是大 大提高了机车管理和调度的效率，目前能做到准确、及时地获取全国机车运行图，大大提高了我国铁路网的运行效率，所带来的效益是相当惊人的。随着集成电路技术的进步和产业的发展，从市场环境、企业群、技术实力上 来看，我国的相关企业都有了相当的规模，这为RFID技术的发展与应用提供了 最坚实的基础和保障。在物品防伪、票证、危险品管理等领域，RFID标签的优越性能十分明显，市场前景相当广阔。从目前的情况看，在某些特定类型的产品防伪或者票证上，RFID标签可能会首先得以应用。在供应链管理、物流等领域，中国的部分大型 制造企业已经开始以先进的观念和方法整合其进销存系统，这为RFID标签树立 应用范例提供了机会。因此可以看出，国内对RFID技术的需求有很大的市场空间，应用也将出现 多样化的趋势。14信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.01.2 RFID主要应用的研究早期的RFID技术主要集中在为科学技术试验研究预留的ISM（工业、科学 和医药）频段，其中低频的RFID技术应用在动物识别领域，而高频的RFID技 术应用在集装箱运输管理领域。随着无线通信和微电子技术的发展，RFID技术的应用呈现了多样化的趋势,一方面随着电子标签的存储容量及CPU处理速度提高,RFID技术可以取代磁卡、IC卡在电子支付系统中使用；另一方面通过提高电子标签的读取速度、简化RFID 标签功能，降低标签的成本，使得电子标签可以逐渐取代条码在商品物流广泛使 用。由于电子标签可以对应单个物品而不是一批物品，标签的数量将会随着物流 应用而剧烈增长，对这个应用前景的普遍看好使得RFID物流应用成为目前讨论 的热点和焦点。技术的发展会使电子标签的智能化程度进一步提高，无线传输的 速度更快，更多的应用也会随之产生。概括起来，RFID应用分为三个发展阶段：第一阶段是针对封闭市场的应用，如在门禁管理、动物的跟踪和管理、生产线自动化及过程控制等领域应用的低频 RFID系统，在车辆自动识别、高速公路收费和大宗货物跟踪和监控等领域应用 高频RFID系统；第二阶段是RFID进入开放的物流领域，电子标签逐步替代商 品条形码的作用，并与因特网结合，形成物联网；第三阶段是随着RFID技术的 进一步发展，标签具有环境的感知能力，标签之间实现相互通信，从而使设备间 的通信成为可能，一系列相关应用被创造出来，成为实现传感网络或泛在网络的 重要组成部分。现阶段RFID的应用主要集中在第一阶段，而在开放物流领域的RFID第二 阶段应用尚处在产品研制和试验验证阶段。随着沃尔玛和美国国防部推广RFID 技术形成的示范效应，RFID在零售业、物流业、以及军事后勤等方面已经开始 逐步应用并显示出了广阔的应用前景。第三阶段的传感网络以及进而形成的泛在 网络的研究工作已成为多个国家信息产业基础性攻关重点，其在标准、技术方面 的竞争日益激烈。1.2.1 现阶段主要应用的领域目前RFID的应用还停留在封闭市场（应用相对独立，对统一标准的要求相15信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0对薄弱）也就是RFID应用的第一阶段，诸如交通、车辆管理、身份识别、生产 线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等。受市场瞩目的零售、流通、制造等开放 的供应链市场，则还须等待几年。表6是根据RFID的用途进行分类的情况。表6 RFID当前应用类别及特点类别应用特点nn库存、物流管理（可以通过基通常标签可以采用只读或一于标签内容、识读器以数据库次写入多次读取的方式，标签开发内部网络的应用）中的信息主要是识别信息跟踪识别防伪（通过唯一性标识以及联通常需要有数据库等配套软网的数据查询系统鉴别物品件完成特定的应用nnn真伪）需要考虑信息共享等问题及n身份识别（国内二代身份证,互联网应用发挥快速识别和防伪的作用）小额支付（高速公路收费系识读器有空间存储数据记录存储统、交通卡、数额记录在卡中,识读器和标签之间主要是读识读器周期性的传递信息，不写操作nnn要求随时与网络交换信息）n生产作业控制（对零部件的快通常需要有数据库等配套软n速识别，做到零部件流向的管件完成特定的应用理以及加工等信息的查询）通常需要单独制定数据格式n传感通信（识读器与移动终端的捆及应用程序接口 API以实现绑可以方便购物、阅读广告、传感技术和网络技术的互联nn创建小额支付平台、快速查询对信息内容的标准化随着应物品来源,如需要调用通信功用增多而越来越重要能，需制定相应的API）nn门禁传统应用，实现对持卡人的身通常不考虑不同应用场景的份识别和认证信息共享问题下面列举一些典型应用:16信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0I 高速公路自动收费与城区交通管理高速公路自动收费系统是RFID技术最成功的应用之一。传统的高速公路收 费很容易造成交通堵塞。RHD技术在高速公路自动收费上的应用能充分体现它 的非接触识别的优势，极大加快了车辆通行速度。1996年，佛山市政府安装了 RFID系统用于自动收取路桥费以提高车辆通 过率，缓解了公路瓶颈。车辆可以在250公里的时速下用少于0.5毫秒的时间 被识别，正确率达99.95%。上海也安装了基于RFID的自动收取养路费系统。广州尝试在开放的高速公路上对正在高速行驶的车辆进行自动收费，通道采用 RFID系统。在城市交通方面，交通的状况日趋拥挤，解决交通问题不能只依赖于修路、加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率,通过深挖现有交通潜能也是 非常重要的。而基于RHD技术的实时交通督导和最佳路线电子地图将很快成为 现实。用RFID技术实时跟踪车辆，通过交通控制中心的网络在各个路段向司机 报告交通状况，指挥车辆绕开堵塞路段，并用电子地图实时显示交通状况，能使 交通流向均匀，大大提高道路利用率。还可用于车辆特权控制，在信号灯处给警 车、应急车辆、公共汽车等行驶特权；自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，给乘客很大的 方便。应用RFID技术能使交通的指挥自动化、法制化，有助于改善交通状况。新加坡利用RFID技术对不同时段不同路段驶入市区内的车辆进行收费管理 取得不错成果。I 人员识别将来的门禁保安系统均可应用射频卡，一卡可多用，比如工作证、出入证、停车卡等等，目的都是识别人员身份，实现安全管理，自动收费或上下班打卡，提高工作效率。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡，进出口有一台读写 器，人员出入时自动识别身份，非法闯人会有报警。安全级别要求高的地方，还 可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。1996夏季奥林匹克运动会的安全机构采用射频卡结合生物测定学技术作为 保安系统中的一种，运动员和官方人员随身携带含有自己手掌信息的射频卡，当 他们在要进入某一安全区时，必需将其右手搁在扫描器上，只有该人同系统根据 17信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0其手信息在安全库中检索出的三维图象一样，并且同其本人所携带的卡片上信息 一致方可进入该区域。由于卡和携卡人是唯一联系的，所以只有卡主人才可使用 自己的卡，而卡丢失、偷卡和借卡使用都构不成对安全的威胁。我国正在普及的第二代身份证也是一项利用RFID的典型应用，具有快速识 别和防伪两个作用。I生产线自动化控制在生产流水线应用RFID技术可实现自动控制和监视，提高生产率，改进生 产方式，节约生产成本。如汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上 应用射频卡可以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户 提出的要求式样而生产的，用户可以从上万种内部和外部选项中选定自己所需车 的颜色、引擎型号还有轮胎式样等要求，如果没有一个高度组织的、复杂的控制 系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司就在其装配流水线上配有RFID系 统，他们使用可重复使用的射频卡，该射频卡上可带有详细的汽车所需的所有要 求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不 出错地完成装配任务。MotorolaSGS Thomson等集成电路制造商在竞争激烈的半导体工业中采用 了加入RFID技术的自动识别工序控制系统。半导体生产对于超净的特殊需要，使得RFID应用在此非常理想，而其它自动识别系统，如条形码在如此苛刻的化 学条件和超净要求下就不适用。在一个超净车间里，通常能有800位点，晶片容器 要从一处位点移动到下一位点，有时晶片会因进入错堆而造成损失，射频识别系 统能够核查晶片堆、设备、工序和操作人员，如果其中任何一项的身份不对，设 备将不能开始工作,同时向操作人员显示指示。I 仓储管理与物资跟踪将RFID系统与条码系统结合，可用于智能仓库货物管理，有效解决与仓库 及货物流动有关的信息管理，不但可增加一天内处理货物的件数，还监看着这些 货物的一切流动信息。一般而言,射频卡贴在货物要通过的仓库大门边上，读写 器天线放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中心 计算机里,该货物的有关信息都能在计算机里查到。当货物被装走运往别地时,，由另一读写器识别并告知计算中心它被放在哪个拖车上。这样管理中心可以实时 18信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品，并可自动识别货物，确定货物 的位置。美国军方已经把RFID广泛使用在武器和后勤管理系统上。美国在“伊战”中利用RFID对武器和物资进行了非常准确地调配，保证了前线弹药和物资的准 确供应。公司可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在重要物资如计算机、传真 机、文件、复印机或其它实验室用品上，公司可以自动跟踪管理这些有价值的财 产，可以跟踪一个物品从某一建筑处离开,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，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。I 汽车防盗系统这是RFID技术最新的皮用。由于已经开发了足够小的射频卡，能够将含有 特定码制的射频卡封装到汽车钥匙当中，汽车点火装置上装有读写器。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。目前丰田汽车、福特汽车等车型中亦应 用射频卡防盗，全世界已经有大约数百万辆汽车装有该防盗系统。此外还有另一种汽车防盗系统。司机自己带有一个射频卡，其发射范围是在 司机座椅4555厘米以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的 ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。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，并且司机将射频卡带 离汽车，那么读写器不能读到有效ID号，汽车引擎就会自动关闭,同时自动触发 报警装置。RFID技术还可应用于寻找丢失的汽车。在城市的各主要街道路线处埋设 RFID的天线系统，只要车辆带有射频卡，则在路过任何天线读写器时，该汽车 的ID号和当时时间都将会被自动记录，并反应到城市交通网络管理中心的计算 机中o除了城市街道埋设天线外，警察还可开动若干辆带有读写器的流动巡逻车,以更加方便地监测车辆的行踪，如果车辆被盗，警方就会很方便找回被盗汽车。目前在巴西的圣保罗已经使用这样的系统。I火车和货运集装箱的识别在火车运营中使用RFID系统有很大的优势，因为火车是按既定路线运行 19信息产业部软科学研究报告:无线射频识别和传感网络总体发展策略v2.0的，读写器可安装在铁路线上，通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火 车的完整性，以防止与其它铁轨上的车厢发生撞车事故，同时在车站能将车厢重 新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码,现在被RFID 系统取代，射频卡