RFID技術(shù)在反恐與國防上的應用

美國ALIEN公司宣布已經(jīng)將美國的28個(gè)機場(chǎng)安裝及整合了安全系統、乘客檢查系統、可疑行李跟蹤系統、行李及航空貨物檢查系統。這些機場(chǎng)包括約翰肯尼迪機場(chǎng)、舊金山機場(chǎng)和邁阿密?chē)H機場(chǎng)。

ALIEN的主要項目是與美國國土安全部及美國運輸安全管理局合作。在過(guò)去12個(gè)月里投資超過(guò)1200萬(wàn)美元。ALIEN是首個(gè)為美國航空運貨物運輸部門(mén)設計和建造覆蓋全方位的炸藥探測檢查系統的公司。項目包括：
1、建立橫跨美國22個(gè)機場(chǎng)的炸藥探測檢查系統。
2、對機場(chǎng)大廳、售票柜臺及監視區域的革新 。
3、增強行李安全處理系統。
4、安全減災工程。

ALIEN解決方案包括行李和貨物處理系統、爆炸物探測檢查系統,它具有先進(jìn)的安全和監視解決方案、RFID解決方案，以及項目和施工管理系統。ALIEN設計的先進(jìn)安全解決方案已安裝在世界范圍內的機場(chǎng)內，以幫助維護全球航空運輸系統打擊廣泛的恐怖主義威脅。

ALIEN公司負責人DominicDellaMaggiora指出：“通過(guò)貨物及行李檢查、入侵檢測系統，以及其他領(lǐng)域的技術(shù)應用，我們將努力使運輸更安全，以滿(mǎn)足不斷變化的國土安全問(wèn)題。"我們會(huì )繼續推出集成行李處理和篩選解決方案，RFID技術(shù)將成為不可分割的一部分，這將大大改善行李和貨物追蹤效率。

ALIEN行李和貨物跟蹤系統是經(jīng)美國國土安全部安全法認證。這項技術(shù)已被認定為一個(gè)合格的反恐技術(shù)。作為提供合格的反恐技術(shù)供應商，ALIEN公司的技術(shù)已獲得安全法案的保護。

2003年伊拉克戰爭中，美軍就是通過(guò)該系統準確地追蹤了國防部發(fā)往海灣的4萬(wàn)個(gè)集裝箱，實(shí)現對“裝備流”和“物資流”全程跟蹤，并指揮和控制其接收、分發(fā)和調換，使物資的供應和管理具有較高的透明度，大大提高了保障的有效性。
在集裝箱或整裝卸車(chē)上安裝射頻標簽，在運輸起點(diǎn)、終點(diǎn)和各中途轉運站上配置固定或手持式識讀裝置和計算機系統，結合實(shí)時(shí)追蹤網(wǎng)絡(luò )系統，對在運物資進(jìn)行監控。該系統通過(guò)遍布38個(gè)國家的420個(gè)監控點(diǎn)，對于包括軍事及商業(yè)用途的270,000個(gè)集裝箱和重要貨物進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。系統集成了許多不同技術(shù)，包括主動(dòng)式射頻技術(shù)、全球定位、識讀裝置及手持設備等。采用開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )結構，符合國際技術(shù)標準規范?，F有的基礎設施可以實(shí)現全球集裝箱跟蹤管理。
美8軍（EUSA）后勤運輸部門(mén)用該系統提供跟蹤第5類(lèi)物資（彈藥）和第9類(lèi)物資（修理零部件）從港口到前線(xiàn)的途中可見(jiàn)性。

該系統為SAVI公司研制，規模大，分布范圍廣，采用多種技術(shù)整合，整體效益突出。核心技術(shù)為主動(dòng)式射頻標簽（433.92MHz），識讀設備為獨特的雙頻應答式，使識讀距離大大增加。

單兵電子病歷卡

在2003年伊拉克戰爭期間，美國軍方大量使用了射頻身份識別技術(shù)，被縫入到袖口中的射頻標簽用于跟蹤受傷的士兵和平民的身份、狀況和位置。射頻標簽中的數據通過(guò)手持設備進(jìn)行讀取，識別病人，也允許醫生在標簽上添加、修改或創(chuàng )建新的治療記錄。

美國德州的ScenPro公司開(kāi)發(fā)了在伊拉克的海軍第三艦隊醫院使用的這套TacMedCS系統，德州儀器公司（TI）提供了射頻標簽。TI的Tag-it采用工作頻率為13.56MHz的無(wú)源標簽。射頻識讀設備與袖口之間的識讀距離可達1.8米。標簽能夠存儲2Kb（256字節）信息，用于存儲惟一的身份號碼、受傷記錄和治療數據。





服裝發(fā)放裝置

以往美軍都是利用條形碼技術(shù)使服裝發(fā)放速度加快。即：服裝公司將帶有電子條形碼的標簽系在作戰服上，發(fā)往征兵中心。在新兵試穿時(shí)，管理者用掃描器掃描標簽，將適合新兵穿用的作戰服大小、顏色、式樣等信息輸入計算機，計算機將信息傳到國防兵員保障中心，再由中心傳到服裝公司，用于制定生產(chǎn)計劃。而現在使用射頻識別技術(shù)，過(guò)去需要多步完成的程序可以一次完成，既節省了人力又提高了效率。

根據功能和應用成本推測為被動(dòng)式13.56MHz無(wú)源標簽技術(shù)，實(shí)現作戰服生產(chǎn)所需數據的快速采集。并利用“一物一碼”原理，做到每個(gè)兵員服裝數據準確跟蹤。


美軍射頻識別應用的技術(shù)特點(diǎn)

美軍使用的射頻識別系統十分注重實(shí)用性，即可在野戰條件下使用。從后勤保障供應鏈的角度看，野戰條件相對平時(shí)固定營(yíng)房及作業(yè)場(chǎng)所而言，室外、野外操作較多，要求設備對溫度、濕度、陽(yáng)光、降水等自然環(huán)境條件有較強的適應性。由于野站環(huán)境各種裝備車(chē)輛集中，設備數量多，電纜布線(xiàn)不規則，可能會(huì )產(chǎn)生多種電磁干擾。野戰條件對射頻識別技術(shù)的要求是識別距離遠，抗干擾能力強、可靠性高，使用操作簡(jiǎn)便，可安裝在露天環(huán)境、拆裝方便，盡可能少的維護。

下面從射頻標簽的分類(lèi)、存儲容量、工作頻率及安全性等方面對美軍已經(jīng)使用的射頻識別系統進(jìn)行分析。

主動(dòng)式與被動(dòng)式

主動(dòng)式標簽的工作電源完全由內部電池供給，同時(shí)電池能量也部分轉換為標簽與識讀設備通信所需的射頻能量。主動(dòng)式標簽通常用于識別距離較遠（10～200米）的場(chǎng)合，典型工作頻率為：433.92MHz，860～930MHz，2.45GHz及5.8GHz。

從美軍使用情況看，主動(dòng)式標簽的識別距離較遠，可靠性相對較高，成本也較高。主要用于大型集裝箱、車(chē)輛的身份識別。美國國防部最近明確指出，“對貨運集裝箱，包括6～9米海運集裝箱及大型空運貨盤(pán)，所有美國本土以外的集裝箱必須帶有由發(fā)貨地寫(xiě)入集裝箱中貨物內容的主動(dòng)式（帶電池的）標簽?！痹诩b箱上使用主動(dòng)式標簽可以充分發(fā)揮遠距離識別的特點(diǎn)，減少開(kāi)箱清點(diǎn)工作量。

主動(dòng)式標簽的不足是電池壽命有限，只能維持2～5年。實(shí)踐表明，由于制造和使用上的差異，主動(dòng)式標簽電池的使用時(shí)間有較大離散性，給標簽的維護帶來(lái)麻煩，標簽數量越大，維護問(wèn)題越復雜。同時(shí)由于主動(dòng)式標簽帶有電池，因此通常體積較大，限制了應用領(lǐng)域。

國內民用應用已經(jīng)出現過(guò)主動(dòng)式標簽因使用壽命不一致及高低溫工作不正常而無(wú)法使用的情況。

被動(dòng)式標簽沒(méi)有內裝電池，標簽從識讀設備發(fā)出的射頻能量中獲取其工作所需的電能。半被動(dòng)式標簽有內裝電池，但電池僅對標簽內要求供電維持數據的電路或標簽芯片工作所需的電壓作輔助支持。

被動(dòng)式（半被動(dòng)式）標簽的特點(diǎn)是識讀距離近（一般在10米以?xún)龋?，成本較低，標簽存儲容量小，識讀設備的天線(xiàn)方向性不強。典型工作頻率為13.56MHz、433.92MHz，860～930MHz。在13.56MHz作用距離在0.5～1.5米左右。在433.92MHz，860～930MHz，作用距離可達到3～10米。

被動(dòng)式（半被動(dòng)式）標簽主要用于人員、車(chē)輛身份識別，托盤(pán)及小型包裝箱的標識。

主動(dòng)式標簽識別距離遠、可靠性高的特點(diǎn)使其比較適合野戰條件下使用，但成本高、不易維護是大規模推廣的障礙。被動(dòng)式標簽識別距離短，但體積小、成本低、免維護的特點(diǎn)使其更適合使用在小包裝識別上。

標簽數據存貯容量

射頻識別標簽的存儲容量一般在2Kbits以?xún)?，更多的存儲容量并沒(méi)有太大的意義。從技術(shù)及應用角度來(lái)說(shuō)，射頻標簽小型設計、近距離識別特性及調制方式本身就不適合作為大量數據的載體，其主要功能在于標識物品并完成無(wú)接觸的識別過(guò)程。而且射頻識別系統的瓶頸恰恰是在識讀設備與標簽之間的通訊傳輸。因此典型的標簽數據容量為：128bits、64bits、1Kbits和2Kbits。

美軍要求在本土以外的集裝箱上安裝主動(dòng)式標簽，并寫(xiě)入貨單內容，是基于某些地域不便通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換數據的安全因素考慮。實(shí)際上大量數據經(jīng)標簽進(jìn)行傳輸不僅效率低、時(shí)間長(cháng)，而且易出現錯誤。這種做法是將射頻標簽當作通訊設備。合適的用法應是只在標簽上放少量的必要信息。

美軍除集裝箱以外的所有射頻識別應用都是只在標簽上存放物品的軍隊惟一識別碼，相關(guān)信息是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )得到的。

工作頻率

目前使用較多的幾種射頻標簽工作頻率為13.56MHz（ISO/IEC14443、ISO/IEC10536和ISO/IEC18000-3）、433.92MHz（ISO/IEC18000-7）、915MHz（ISO/IEC18000-6）和2.45GHz（ISO/IEC18000-4），除13.56MHz外，都是工作在超高頻以上，也就是通常所說(shuō)的UHF和微波頻段。這兩個(gè)頻段的電磁波易被水及金屬物體所吸收，造成較大的損耗，因此不宜將標簽直接附著(zhù)在這些物體表面。

從美軍實(shí)際應用和發(fā)展情況看，13.56MHz主要用于無(wú)源近距離產(chǎn)品，距離在1米以?xún)?，典型應用為電子病歷、電子、貨物托盤(pán)或小型包裝識別。433.92MHz目前主要是美軍在主動(dòng)式標簽上使用，此頻點(diǎn)全世界除日本以外均可使用，符合美軍全球戰略要求。距離在3～100米，典型應用為物流過(guò)程的集裝箱標簽、大型托盤(pán)標簽及安全封簽。915MHz主要在北美使用，多為被動(dòng)式標簽，距離在3～8米，是較為成功的產(chǎn)品。典型應用為車(chē)輛識別、人員身份識別、倉儲物流外包裝。

從實(shí)際應用效果看，因為不同的頻率有不同的特性，單一頻率不可能適應全部應用。低頻標簽能耗低、穿透性強、無(wú)方向性，UHF頻段數據傳輸快，距離遠。美軍在軍事物流中針對不同應用采用13.56MHz、433.92MHz及915MHz多種標簽，形成射頻標簽體系。13.56MHz用于單品或小包裝，成本較低，915MHz用于托盤(pán)和包裝箱，433.92MHz主要用于集裝箱及大型車(chē)輛識別。

標簽安全性

標簽數據的安全性是使用者極為關(guān)注的，可以從數據本身到通信方式和空中接口多方面采用加密手段，第二代RFID標準開(kāi)發(fā)中最主要的部分是設計了第二代空中接口協(xié)議，該協(xié)議用于管理從標簽到讀卡器的數據的移動(dòng)，為芯片中存儲的數據提供了有效的保護措施。使用方式也可以很好地解決安全問(wèn)題，美軍就是通過(guò)只在標簽中存放物品序列號實(shí)現的。

美國國防部的RFID最終政策中并沒(méi)有對數據加密的要求。國防部副部長(cháng)助理Estevez列舉了兩條理由說(shuō)明安全方面的合理性：第一，標簽中的數據如序列號等在它沒(méi)有與數據庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)之前，沒(méi)有值得利用的信息；第二，潛在的“敵人”不可能在3米之內近距離接近標簽以讀取標簽上的信息。