人臉識(shí)別技術(shù)在近兩年間獲得了大量的應(yīng)用和曝光,起到了對(duì)人員識(shí)別、追蹤、管控的良好效果,因而為人所熟知。
目前,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的設(shè)備獲得智能化升級(jí),而對(duì)于物體和設(shè)備的識(shí)別、追蹤,就需要用到RFID技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
射頻識(shí)別技術(shù) (英文:Radio Frequency IDentification,縮寫:RFID) 屬于無(wú)線通信技術(shù),可以通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的。
無(wú)線電的信號(hào)通過(guò)電磁場(chǎng),把數(shù)據(jù)從標(biāo)簽上傳送出去,以便辨識(shí)別與追蹤物體。標(biāo)簽包含了存儲(chǔ)的信息,并且與條形碼不同的是,射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi),可以嵌入被識(shí)別物體之內(nèi)。
RFID組成及工作原理
▎RFID系統(tǒng)組成分為三部分
標(biāo)簽
標(biāo)簽相當(dāng)于條碼技術(shù)中的條碼符號(hào),用來(lái)存儲(chǔ)需要傳輸和識(shí)別的信息。由耦合元件及芯片組成,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,附著或嵌入物體。
識(shí)別器
識(shí)別器基本的功能就是與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另外,識(shí)別器還提供信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶錯(cuò)誤校驗(yàn)與更正等功能。
天線
天線是標(biāo)簽與識(shí)別器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。
▎工作原理
RFID技術(shù)工作過(guò)程:當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品在識(shí)別器的可讀范圍內(nèi)時(shí),識(shí)別器發(fā)出磁場(chǎng),查詢信號(hào)將會(huì)激活標(biāo)簽,標(biāo)簽根據(jù)接收到的查詢信號(hào)發(fā)出反射信號(hào),識(shí)別器接收到標(biāo)簽反射回的信號(hào)后,通過(guò)內(nèi)部電路的解碼處理并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的數(shù)據(jù),從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。
然后進(jìn)一步通過(guò)計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。
工作方式
射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作方式分為全雙工(Full Duplex)和半雙工(Half Duplex)系統(tǒng)以及時(shí)序(SEQ)系統(tǒng)。
全雙工表示射頻標(biāo)簽與識(shí)別器之間可在同一時(shí)刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標(biāo)簽與識(shí)別器之間可以雙向傳送信息,但在同一時(shí)刻只能向一個(gè)方向傳送信息。
在全雙工和半雙工系統(tǒng)中,射頻標(biāo)簽的響應(yīng)是在識(shí)別器發(fā)出電磁場(chǎng)或電磁波的情況下發(fā)送出去的。因?yàn)榕c閱讀器本身的信號(hào)相比,射頻標(biāo)簽的信號(hào)在接收天線上是很弱的,所以必須使用合適的傳輸方法,以便把射頻標(biāo)簽的信號(hào)與閱讀器的信號(hào)區(qū)別開來(lái)。
在實(shí)踐中,一般對(duì)從射頻標(biāo)簽到識(shí)別器的數(shù)據(jù)傳輸采用負(fù)載反射調(diào)制技術(shù)將射頻標(biāo)簽數(shù)據(jù)加載到反射回波上(尤其是針對(duì)無(wú)源射頻標(biāo)簽系統(tǒng))。
時(shí)序方法則與之相反,識(shí)別器的輻射出的電磁場(chǎng)短時(shí)間周期性地?cái)嚅_。這些間隔被射頻標(biāo)簽識(shí)別出來(lái),并被用于從射頻標(biāo)簽到識(shí)別器的數(shù)據(jù)傳輸。
但時(shí)序方法的缺點(diǎn)是:在識(shí)別器發(fā)送間歇,射頻標(biāo)簽的能量供應(yīng)中斷,必須通過(guò)裝入足夠大的輔助電容器或輔助電池進(jìn)行補(bǔ)償。
因此,某些標(biāo)簽在從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量,不需要電池,為無(wú)源標(biāo)簽; 也有標(biāo)簽本身?yè)碛须娫?,并可以主?dòng)發(fā)出無(wú)線電波,為有源標(biāo)簽。
產(chǎn)品分類
目前,根據(jù)RFID技術(shù)衍生的產(chǎn)品分為三大類:無(wú)源RFID產(chǎn)品、有源RFID產(chǎn)品、半有源RFID產(chǎn)品。
無(wú)源RFID產(chǎn)品發(fā)展最早,是發(fā)展最成熟,市場(chǎng)應(yīng)用最廣的產(chǎn)品。例如公交卡、食堂卡、銀行卡、賓館門卡、二代身份證等,屬于近距離接觸式識(shí)別類。
有源RFID產(chǎn)品,是最近幾年逐步發(fā)展起來(lái)的,其遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別的特性,決定了其巨大的應(yīng)用空間,在遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域,如智能監(jiān)獄,智能醫(yī)院,智能停車場(chǎng),智能交通,智慧城市,智慧地球及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域具有良好的市場(chǎng)潛力。
半有源RFID也叫做低頻激活觸發(fā)技術(shù),結(jié)合了有源RFID產(chǎn)品及無(wú)源RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì):利用低頻進(jìn)行近距離精確定位,利用微波進(jìn)行遠(yuǎn)距離識(shí)別和上傳數(shù)據(jù),短距離工作可以替代條碼,例如用在工廠的流水線上跟蹤物體; 長(zhǎng)距離應(yīng)用多見(jiàn)于交通場(chǎng)景,識(shí)別距離可達(dá)幾十米,如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等。
半有源RFID集有源RFID和無(wú)源RFID的優(yōu)勢(shì)于一體,在門禁進(jìn)出管理,人員精確定位,區(qū)域定位管理,周界管理,電子圍欄及安防報(bào)警等領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢(shì)。
RFID技術(shù)在智能安防領(lǐng)域的應(yīng)用
▎智慧交通
RFID技術(shù)目前在智能交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用為汽車電子標(biāo)識(shí),又稱電子車牌,是一種將超高頻無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)結(jié)合而形成的電子身份證。
汽車電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的普及應(yīng)用可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的監(jiān)控城市交通數(shù)據(jù),處理后的交通數(shù)據(jù)可以作為城市交通擁堵預(yù)判、交通規(guī)劃方案制定。
基于RFID技術(shù)的汽車電子標(biāo)識(shí)城市交通系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種采集環(huán)境,可在低可見(jiàn)度、多車道車輛正常車速行駛的條件下準(zhǔn)確進(jìn)行識(shí)別,提升城市交通管理的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
▎智慧停車
采用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧停車只需要車主辦理一張RFID電子標(biāo)簽,貼在車牌或玻璃上。當(dāng)車量進(jìn)入閘機(jī)感應(yīng)區(qū)域后,閘機(jī)上的識(shí)別器會(huì)通過(guò)天線對(duì)車牌上的電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描識(shí)別。驗(yàn)證通過(guò)后閘機(jī)桿將自動(dòng)開啟。
目前,智慧停車正在成為智能城市建設(shè)重點(diǎn),根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院整理分析,2020年智慧停車產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超180億。
▎RFID的優(yōu)勢(shì):
射頻識(shí)別系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)方面系統(tǒng)優(yōu)勢(shì):
讀取方便快捷:數(shù)據(jù)的讀取無(wú)需光源,甚至可以透過(guò)外包裝來(lái)進(jìn)行。有效識(shí)別距離更大,采用自帶電池的主動(dòng)標(biāo)簽時(shí),有效識(shí)別距離可達(dá)到30米以上。
識(shí)別速度快:標(biāo)簽一進(jìn)入磁場(chǎng),識(shí)別器就可以即時(shí)讀取其中的信息,而且能夠同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)批量識(shí)別。
數(shù)據(jù)容量大:數(shù)據(jù)容量最大的二維條形碼,最多也只能存儲(chǔ)2725個(gè)數(shù)字;若包含字母,存儲(chǔ)量則會(huì)更少;RFID標(biāo)簽則可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)充到數(shù)十K。
使用壽命長(zhǎng),應(yīng)用范圍廣:其無(wú)線電通信方式,使其可以應(yīng)用于粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境,而且其封閉式包裝使得其壽命大大超過(guò)印刷的條形碼。
標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更改:利用編程器可以向?qū)懭霐?shù)據(jù),從而賦予RFID標(biāo)簽交互式便攜數(shù)據(jù)文件的功能,而且寫入時(shí)間相比打印條形碼更少。
更好的安全性:不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上,而且可以為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護(hù),從而具有更高的安全性。
動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信:標(biāo)簽以與每秒50~100次的頻率與識(shí)別器進(jìn)行通信,所以只要RFID標(biāo)簽所附著的物體出現(xiàn)在解讀器的有效識(shí)別范圍內(nèi),就可以對(duì)其位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)的追蹤和監(jiān)控。
在智能化的發(fā)展趨勢(shì)下,RFID技術(shù)正受到越來(lái)越多的關(guān)注并被更加廣泛地應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與安防監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合,將不僅僅止于傳統(tǒng)防盜報(bào)警層面。
隨之而來(lái)的還有服務(wù)器、資料儲(chǔ)存系統(tǒng)、資料庫(kù)程序、商業(yè)管理軟件、顧問(wèn)服務(wù),等各類軟件相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)的龐大需求。目前國(guó)際巨頭科技公司正在加緊開發(fā)RFID專用的軟件和硬件,加大技術(shù)和解決方案的開發(fā)力度。
未來(lái),RFID也將在門禁考勤、物品朔源、物體防盜、停車管理、車輛檢測(cè)等方面獲得更多的應(yīng)用。