陳新

摘要：RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的重要組成部分，該技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的使用已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)中RFID技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的主要選擇之一。下文從物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)概述著手，對物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建做了簡單介紹。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；FRID技術(shù)；構(gòu)建

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）01-0048-03

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得飛速發(fā)展，該技術(shù)并以其自身存在的優(yōu)勢迅速在我國各行各業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中取得廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)種類非常多，RFID技術(shù)是其中的關(guān)鍵內(nèi)容之一。物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)起源非常早，在實(shí)際應(yīng)用過程中已經(jīng)歷經(jīng)了漫長的發(fā)展時(shí)期，該技術(shù)早期主要運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，由于該技術(shù)具有良好的效益，很快便在民用領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。直到二十一世紀(jì)九十年代，全球芯片技術(shù)和電子技術(shù)取得快速發(fā)展，RFID技術(shù)迎來了全新的發(fā)展時(shí)期，該技術(shù)直接應(yīng)用于生產(chǎn)自動化、門禁和公路收費(fèi)等領(lǐng)域，并在以上領(lǐng)域的應(yīng)用中具備較高的機(jī)制。因此，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建是現(xiàn)階段世界各國發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概述

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國科學(xué)技術(shù)取得較高成就，信息技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到全新的發(fā)展階段。在信息技術(shù)全面改造后的今天，物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的發(fā)展建設(shè)過程中的作用越來越明顯，傳統(tǒng)虛擬的信息交流平臺已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了物體之間的順利交換。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)以RFID技術(shù)為手段，以傳感設(shè)備獲得的相關(guān)信息為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)協(xié)議和制度的實(shí)際要求進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)管理的過程。物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)獲取信息的方式相比具有信息可靠性高、獲得速度快以及只能處理和對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)實(shí)際應(yīng)用可以劃分為信息采集、傳輸、運(yùn)營以及整合應(yīng)用四個(gè)層次。其中信息采集層的主要目的是以先進(jìn)的技術(shù)為依據(jù)收集各類相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，并在第一時(shí)間內(nèi)對收集的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理和標(biāo)記，再將處理和標(biāo)記后的信息轉(zhuǎn)變成由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制的智能數(shù)據(jù)；信息傳輸層的主要目的是依據(jù)先進(jìn)技術(shù)手段，將基層內(nèi)的信息和數(shù)據(jù)通過傳感器傳輸?shù)较嚓P(guān)位置；信息運(yùn)營層的主要目的是通過建立信息平臺對進(jìn)行進(jìn)行分類管理；整合應(yīng)用層的主要目的是依據(jù)信息分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各種實(shí)際問題，并對各種現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行處理。

1.2 RFID技術(shù)的概述

RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器以及天線三部分組成。其中標(biāo)簽的組成元素主要有標(biāo)簽芯片以及耦合元件，標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)中的電子編碼、是數(shù)據(jù)的主要承載形式；閱讀器是該系統(tǒng)中的控制處理中心，其主要目的是完成與標(biāo)簽之間的通訊要求并及時(shí)接受后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的指令；天線的主要目的是完成電磁波和電流信號之間的轉(zhuǎn)換并及時(shí)完成射頻信號的傳遞需求。

RFID技術(shù)的工作原理是：如果物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使用的是無緣標(biāo)簽，當(dāng)閱讀器內(nèi)部耦合元件發(fā)出相關(guān)信號指示后，系統(tǒng)應(yīng)該及時(shí)將標(biāo)簽轉(zhuǎn)移到信號波及范圍內(nèi)，利用耦合元件及時(shí)獲取相關(guān)能量信息，從而完成標(biāo)簽與閱讀器之間的信息轉(zhuǎn)換，閱讀器在讀取到相關(guān)標(biāo)簽信息后會自動完成存儲要求；當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)使用的是有源標(biāo)簽時(shí)，標(biāo)簽既可以隨時(shí)在閱讀器范圍內(nèi)完成設(shè)備之間的通訊需求。下圖1是RFID系統(tǒng)的組成示意圖。

2 RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的使用可以將感應(yīng)器和相關(guān)裝備嵌入到不同領(lǐng)域中，以互聯(lián)網(wǎng)的連接實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域發(fā)展建設(shè)過程中遠(yuǎn)程控制和自動化管理的實(shí)際需求。從技術(shù)層面來講，物聯(lián)網(wǎng)可以綜合發(fā)揮紅外線感應(yīng)器、RFID以及全球定位系統(tǒng)等技術(shù)的作用，以相關(guān)的協(xié)議要求和規(guī)范制度為依據(jù)，完成各領(lǐng)域之間信息的交換和通訊需求，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化、信息化和自動化的發(fā)展。總之，物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代社會發(fā)展建設(shè)過程中廣泛使用的一種新興網(wǎng)絡(luò)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和快速發(fā)展，RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中取得了廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際應(yīng)用過程中取得了良好的效益。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，從商業(yè)流通領(lǐng)域、食品安全與流通領(lǐng)域以及危險(xiǎn)品管理領(lǐng)域等方面著手，對RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用做了以下介紹。

2.1 商業(yè)流通領(lǐng)域

在商業(yè)流通領(lǐng)域RFID技術(shù)已經(jīng)取得了廣泛應(yīng)用。目前，全球眾多零售業(yè)已經(jīng)普遍使用了RFID技術(shù)，該技術(shù)在商業(yè)流通領(lǐng)域的應(yīng)用效益主要表現(xiàn)在取代傳統(tǒng)帶條碼技術(shù)上。RFID技術(shù)取代傳統(tǒng)的帶條碼技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)獲取物品信息的實(shí)際需求，還能對貨物進(jìn)行安全監(jiān)控。RFID標(biāo)簽信息還能及時(shí)預(yù)測市場對商品的實(shí)際需求量，為企業(yè)決策提供依據(jù)。

2.2 食品安全與流通領(lǐng)域

RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用還體現(xiàn)在食品安全與流通領(lǐng)域上。RFID技術(shù)在食品安全和流通領(lǐng)域的應(yīng)用能夠追溯食品源頭并對食品安全進(jìn)行監(jiān)控，在實(shí)現(xiàn)食品全自動化管理的同時(shí)，還能提高食品的安全性。在實(shí)際發(fā)展過程中，歐洲眾多國家已經(jīng)通過利用RFID技術(shù)對牛肉生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全過程的監(jiān)督和管理，在提高牛肉產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)還進(jìn)一步提高了牛肉產(chǎn)品的安全性。隨著生活水平的提升，我國越來越注重食品安全控制，RFID技術(shù)逐漸在我國種植、加工和運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中取得廣泛應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程監(jiān)督和管理。

2.3 危險(xiǎn)品管理領(lǐng)域

RFID技術(shù)在危險(xiǎn)品管理領(lǐng)域還取得了廣泛的應(yīng)用。眾所周知，危險(xiǎn)品的運(yùn)輸、保管和裝卸對社會和人身安全有直接危害作用，為提高危險(xiǎn)品運(yùn)輸、裝卸和保存的安全性，我國在該領(lǐng)域綜合使用了RFID技術(shù)，該技術(shù)的使用不僅可以對危險(xiǎn)品進(jìn)行有效地監(jiān)督和管理，還能降低危險(xiǎn)品的危險(xiǎn)系數(shù)。目前，我國眾多危險(xiǎn)品行業(yè)已經(jīng)綜合使用了RFID技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)在危險(xiǎn)品生產(chǎn)和報(bào)廢等眾多領(lǐng)域中取得廣泛應(yīng)用。

2.4 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

RFID技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。RFID技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的使用全面提高了全球醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的整體水平，實(shí)現(xiàn)了對藥品、醫(yī)療器械以及醫(yī)療信息的自動化管理和監(jiān)督。例如，RFID技術(shù)在患者管理工作上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了全自動錄入患者信息的要求，在提高患者管理效益的同時(shí)，還提高了患者基本信息的可靠性。

3 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建

在社會主義市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大環(huán)境下，我國科學(xué)技術(shù)取得飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新設(shè)備以及新工藝在各行各業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中取得了廣泛的應(yīng)用。近幾年，我國科學(xué)技術(shù)取得較大進(jìn)步，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ罱ㄔO(shè)中高度關(guān)注的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。物聯(lián)網(wǎng)屬于自組織網(wǎng)的范疇，具有規(guī)模大和信息處理準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)。下圖2是物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖2中可以明顯看出，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)十分復(fù)雜，該系統(tǒng)以EPC和傳感器數(shù)據(jù)為整體架構(gòu)的基礎(chǔ)，包含了物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)域名服務(wù)以及物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)等構(gòu)件內(nèi)容，整體可以劃分為EPC和傳感網(wǎng)絡(luò)（感知層）、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三個(gè)層次。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建做了以下介紹。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)的感知層

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中感知層的主要目的是采集信息和識別實(shí)際工作內(nèi)容。感知系統(tǒng)綜合了RFID系統(tǒng)和無線傳感網(wǎng)的實(shí)際作用，并將這兩個(gè)系統(tǒng)融合成EPC傳感網(wǎng)絡(luò)，該融合技術(shù)在實(shí)際使用過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它不僅可以獲取所需要的環(huán)境信息，還能準(zhǔn)確地識別出系統(tǒng)中各個(gè)物體的實(shí)際價(jià)值和作用，同時(shí)還能提高RFID系統(tǒng)的識別能力，擴(kuò)大該系統(tǒng)的識別范圍。物聯(lián)網(wǎng)感知層中RFID閱讀器和ESN節(jié)點(diǎn)技術(shù)共同組成智能節(jié)點(diǎn)，目前常用的感知模型以二元感知模型和指數(shù)感知模型為主，下面公（1） 和（2） 分別為以上兩種模型基本計(jì)算公式。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層由物聯(lián)網(wǎng)中間件和域名服務(wù)組成。物聯(lián)網(wǎng)中間層主要作用于物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的中間系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要作用是簡化前段硬件的復(fù)雜性，并在第一時(shí)間內(nèi)將收集的信息數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)后端的IT系統(tǒng)中。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層在整體構(gòu)架中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，從圖2中可以看出，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層主要目的是完成系統(tǒng)的信息服務(wù)需求，在實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)的過程中具有高靈敏性和高精準(zhǔn)度等特點(diǎn)、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要由物聯(lián)網(wǎng)客戶端、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)查詢模塊三部分組成。其中，物聯(lián)網(wǎng)客戶端的主要目的是收集并顯示相關(guān)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲模塊的主要功能是完成系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲的實(shí)際需求，并保障存儲數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性；數(shù)據(jù)查詢模塊的主要功能是滿足用戶查詢數(shù)據(jù)的實(shí)際需求。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的重要組成部分，是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)作用的基本保障之一。

總之，在明確物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架后，研究人員還應(yīng)該采取相關(guān)措施解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設(shè)過程中存在的相關(guān)問題，如規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)問題等，為提高我國物聯(lián)網(wǎng)的整體應(yīng)用水平提供動力保障。

總之，物聯(lián)網(wǎng)中RFID技術(shù)在我國眾多領(lǐng)域的發(fā)展建設(shè)過程中均有廣泛的應(yīng)用。要想進(jìn)一步提高我國物聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)發(fā)展建設(shè)中的作用，研究人員必須結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)的實(shí)際內(nèi)容，從RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際構(gòu)架進(jìn)行深入研究，為提高我國物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的應(yīng)用水平打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫紅，許濤，王穎慧，張磊磊.ZigBee網(wǎng)絡(luò)的RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2011（7）：92-94.

[2] 邵煜.RFID 技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2013（7）：73-74.

[3] 沈琦，楊婷婷，顧萬建，丁成.RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2014（6）：14.

[4] 秦毅，彭力.基于RFID的超市物聯(lián)網(wǎng)購物引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2010（S2） ：350-354.

[5] 劉捷，陳雷.RFID技術(shù)在煙草物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012（4）：242-243.

[6] 冷鵬.物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)及其在校園中的應(yīng)用探討[J].信息與電腦（理論版），2012（2）：88-89.

[7] 孫紅，許濤，王穎慧，張磊磊.ZigBee網(wǎng)絡(luò)的RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2011（6）：75-77.

[8] 張捍東，朱林.物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2011（5）：56-59.