RFID技術(shù)及其在ETC系統中的應用

1.1 RFID簡(jiǎn)介

無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)是20世紀90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)。該技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性實(shí)現對被識別物體的自動(dòng)識別。其核心技術(shù)包括無(wú)線(xiàn)電射頻、計算機軟件硬件、編碼學(xué)和芯片加工技術(shù)等多種現代高新科學(xué)技術(shù)，是多種跨門(mén)類(lèi)科學(xué)技術(shù)的綜合體。被廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、現代服務(wù)業(yè)、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域。

1.2 RFID的系統組成及工作原理和工作頻率

RFID系統因應用不同其組成會(huì )有所不同，但基本的RFID系統都由電子標簽、閱讀器和天線(xiàn)三部分組成。各部分功能如下：

(1)標簽(Tag，即射頻卡)：也稱(chēng)為非接觸IC卡、ID卡、RF卡等，由耦合元件及芯片組成，標簽含有內置天線(xiàn)，用于和射頻天線(xiàn)間進(jìn)行通信，每個(gè)標簽具有惟一的電子編碼(EPC)，附著(zhù)在要標識的目標物體上。它具有智能讀寫(xiě)和加密通信的功能，它通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波與讀寫(xiě)設備進(jìn)行數據交換，工作的能量是由閱讀器發(fā)出的射頻脈沖提供的。

(2)閱讀器：也稱(chēng)讀寫(xiě)器、讀出裝置等，是用來(lái)讀取(在讀寫(xiě)卡中還可以寫(xiě)入)標簽信息的設備。它可將主機的讀寫(xiě)命令傳送到電子標簽，再把從主機發(fā)往電子標簽的數據加密，將電子標簽返回的數據解密后送到主機。

(3)天線(xiàn)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。在低頻段和高頻段主要使用平板天線(xiàn)、八木天線(xiàn)和陣列天線(xiàn)等。

此外，一個(gè)完整的RFID應用系統還包括：中間件(Application Interface)，又稱(chēng)RFID管理軟件，它屏蔽了RFID設備的多樣性和復雜性，能夠為后臺業(yè)務(wù)系統提供強大的支撐；應用系統硬件(Application Hardware)；應用系統軟件(Application Software)，記錄數據、實(shí)現企業(yè)管理功能等。

典型的射頻識別系統的工作原理如下：系統通電工作后，讀出器通過(guò)其內部的線(xiàn)圈周期性地發(fā)出一個(gè)固有頻率的電磁波(激發(fā)信號)。當射頻識別卡放在讀出器的感應范圍內時(shí)，卡內的線(xiàn)圈在“激發(fā)信號”的感應下產(chǎn)生微弱電流作為卡內集成芯片的電源?？ㄆ想姀臀缓?，原本處于“休眠狀態(tài)”的卡片被激活并將含有自身種類(lèi)識別碼標志、制造商標志等信息代碼調制到載波上，經(jīng)卡內天線(xiàn)發(fā)射出去。讀卡模塊將接收到的無(wú)線(xiàn)信號傳給現場(chǎng)控制器，由現場(chǎng)控制器進(jìn)行信號處理并對執行裝置發(fā)出指令。讀出器采用微處理器控制，通過(guò)韋根一485轉換模塊實(shí)現與主控機之間的信息交流，其原理框圖如圖1所示。

(2)RFID的信息安全問(wèn)題。RFID的數據安全性問(wèn)題也是一個(gè)引人注目的話(huà)題。由于電子標簽中保存了一些數據，因此隱私保護成了一個(gè)非常重大的問(wèn)題，甚至是影響商業(yè)應用前途的關(guān)鍵點(diǎn)。由于電子標簽數據的讀取是由閱讀器發(fā)射無(wú)線(xiàn)射頻觸發(fā)的，也就是說(shuō)，只要閱讀器的發(fā)射頻率相同，應答器即標簽就會(huì )做出相同的反應，傳輸相同的數據，這就會(huì )給不法分子造成可乘之機。

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