RFID射頻識(shí)別技術(shù)介紹

目前，RFID射頻識(shí)別技術(shù)所涉及的主要技術(shù)方向雖然都在快速發(fā)展，但仍然存在方方面面的瓶頸，從目前來看主要存在RFID射頻識(shí)別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化,電子RFID電子標(biāo)簽的成本,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)干擾,數(shù)據(jù)碰撞,數(shù)據(jù)安全五個(gè)問題。

RFID射頻識(shí)別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

RFID射頻識(shí)別技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作最早始于1995年，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工委員會(huì)(IEC)組織聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)開展此項(xiàng)工作。ISO/IEC出臺(tái)的一系列RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四大類，另外還包含一些規(guī)范。從ISO/IEC制訂的RFID射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來說，是在RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)編碼、空中接口協(xié)議、電子RFID電子標(biāo)簽讀寫器協(xié)議等基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)之上，定義了使用條件、RFID電子標(biāo)簽尺寸、RFID電子標(biāo)簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內(nèi)容格式、使用頻段等具體性能要求，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域在包括數(shù)據(jù)完整性、人工識(shí)別等其他功能方面制定了應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC所制訂的RFID射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大意義在于通用性，它提供了一個(gè)基本框架，在保證互通與互操作性的原則之上兼顧不同應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求。

EPCGlobal是美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(huì)(UCC)和國際物品編碼協(xié)會(huì)(EAN)組建的全球第二大RFID射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，該中心與眾多企業(yè)成員共同制訂了EPCGlobal技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注點(diǎn)在于“物聯(lián)網(wǎng)”自動(dòng)識(shí)別基礎(chǔ)架構(gòu)和標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)載體及其內(nèi)容，在開放技術(shù)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)的基礎(chǔ)體系上，實(shí)現(xiàn)商品信息的交換與共享，面向物流供應(yīng)鏈解決透明性和追蹤性。EPCGlobal致力于建立面向全球電子RFID電子標(biāo)簽用戶的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)界成為事實(shí)上的最大標(biāo)準(zhǔn)而得到了廣泛的應(yīng)用。目前，EPCGlobal也將自身的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提交給ISO以期成為國際標(biāo)準(zhǔn)，從而使自身技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系具備更強(qiáng)的競爭力。

世界第三大RFID射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭成立的泛在中心負(fù)責(zé)起草的，其技術(shù)聯(lián)盟成員主要是日本廠商。泛在中心組織及其成員拒絕EPCGlobal技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該組織制定的RFID射頻識(shí)別技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也構(gòu)建了一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，擁有自己的ucode編碼系統(tǒng)，保持自主獨(dú)立又不失兼容性。該體系的關(guān)注點(diǎn)更加重視網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用體系的安全性能。

除了這三大RFID射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織，國際上還有AIM-global即全球自動(dòng)識(shí)別組織和第三世界標(biāo)準(zhǔn)組織IP-X共同推進(jìn)未來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。

電子RFID電子標(biāo)簽的成本

電子RFID電子標(biāo)簽的成本對(duì)于RFID射頻識(shí)別技術(shù)的推廣具有極其重要的影響，一旦擁有價(jià)格低廉的電子RFID電子標(biāo)簽，將可以迅速推廣應(yīng)用。在RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)中使用的電子RFID電子標(biāo)簽分為主動(dòng)式電子RFID電子標(biāo)簽(即有源電子RFID電子標(biāo)簽)和被動(dòng)式電子RFID電子標(biāo)簽(即無源電子RFID電子標(biāo)簽)。主動(dòng)式電子RFID電子標(biāo)簽一般配有電池作為電源，所存數(shù)據(jù)內(nèi)容較多，因而包含更多信息以實(shí)現(xiàn)較多功能且識(shí)別的空間范圍也相對(duì)較大;缺點(diǎn)在于體積較大、價(jià)格較高，且電池壽命由RFID電子標(biāo)簽功耗決定。被動(dòng)式電子RFID電子標(biāo)簽體積小、成本低、便于使用，但功能有限，包含信息量較小，識(shí)別距離較短。受成本因素的制約，目前實(shí)際所用電子RFID電子標(biāo)簽以被動(dòng)式無源電子RFID電子標(biāo)簽居多。影響電子RFID電子標(biāo)簽價(jià)格的因素很多，但最主要的是材料及電子元器件，電子RFID電子標(biāo)簽的體積和功耗也是影響價(jià)格的重要因素，一般而言，技術(shù)體系相同且兼容性好的電子RFID電子標(biāo)簽因批量較大，往往可以降低單個(gè)電子RFID電子標(biāo)簽的價(jià)格。

RFID傳輸?shù)臄?shù)據(jù)干擾

RFID射頻識(shí)別技術(shù)使用多種頻段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，完成電子RFID電子標(biāo)簽的識(shí)別及其數(shù)據(jù)的讀寫功能。因其使用非接觸的通信方式，以電磁波作為傳輸媒介并將自由空間作為傳輸信道，所以一般運(yùn)用電感耦合原理或反向散射工作原理，具體采用的頻段和運(yùn)用的原理依據(jù)應(yīng)用需求及應(yīng)用領(lǐng)域而決定。電磁波在空間傳播時(shí)，由于反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致?lián)p耗而引起信號(hào)的衰減，又因存在多徑效應(yīng)而產(chǎn)生時(shí)延，并且室內(nèi)空間環(huán)境和室外空間環(huán)境都具有很大的隨機(jī)性，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_很難在固定條件的模型里進(jìn)行分析。另外，由于空間的開放性，實(shí)際存在的各種電磁波信號(hào)也對(duì)空間傳輸信道產(chǎn)生各類干擾。在RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)中，由于RFID電子標(biāo)簽數(shù)量眾多，閱讀器發(fā)送信號(hào)后，來自不同RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)答信號(hào)也互相干擾，甚至運(yùn)用多個(gè)閱讀器時(shí)，閱讀器相互之間也存在干擾，理論上說越龐大的RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)，自身存在的干擾問題就越復(fù)雜和突出。基于這些原因，最終在數(shù)據(jù)讀寫的傳輸過程中會(huì)出現(xiàn)漏讀、無法識(shí)別等種種故障現(xiàn)象。

RFID數(shù)據(jù)碰撞

在很多RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用場合里，往往需要在極短的時(shí)間片段(秒級(jí))里對(duì)數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)操作，信號(hào)傳輸在時(shí)間域上存在著重疊，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞問題。數(shù)據(jù)碰撞問題本質(zhì)上是信道共享問題，在信道共享問題上，一般采用時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、碼分多址(CDMA)四種方式解決，但在RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)中受制于功耗及其他因素影響，F(xiàn)DMA、SDMA、CDMA三種方式并不適用。目前廣泛使用的是基于TDMA方式的防沖突算法來解決數(shù)據(jù)碰撞問題：一種是基于二進(jìn)制數(shù)的確定性算法，還有一種是基于ALOHA的不確定性算法。

RFID數(shù)據(jù)安全

RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)大量使用電子RFID電子標(biāo)簽，在這種環(huán)境下企業(yè)的商業(yè)機(jī)密有可能泄露，安全威脅主要來自RFID電子標(biāo)簽威脅、網(wǎng)絡(luò)威脅和數(shù)據(jù)威脅。RFID射頻識(shí)別技術(shù)RFID電子標(biāo)簽的計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和電源供給都比較有限，越便宜的電子RFID電子標(biāo)簽計(jì)算能力越弱，對(duì)安全威脅的防護(hù)也越差。由于采用無線通信的方式，在某些介質(zhì)可穿透的狀態(tài)下，對(duì)于長達(dá)50米以上的通信信道，不法分子可以利用技術(shù)手段盜取RFID電子標(biāo)簽信息，通過隱蔽方式對(duì)電子RFID電子標(biāo)簽或者是讀取電子RFID電子標(biāo)簽信息的閱讀器發(fā)動(dòng)攻擊以截獲信息。對(duì)于電子RFID電子標(biāo)簽本身而言，具有多次讀寫功能的電子RFID電子標(biāo)簽相對(duì)應(yīng)用便捷，但也存在更大隱患，安全保護(hù)策略顯得尤為重要;對(duì)于無線通信信道而言，容易遭受非法截取通信數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn);對(duì)于網(wǎng)絡(luò)連接而言，易遭受來自互聯(lián)網(wǎng)的各種攻擊。RFID射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)安全方面應(yīng)當(dāng)保證機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、防欺騙的真實(shí)性和通信信息的私密性。