RFID對(duì)公眾來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是一種遙不可及的技術(shù)，從物品追溯到生產(chǎn)線的自動(dòng)化應(yīng)用，從各種卡片的識(shí)別到未來(lái)商店的貨物自動(dòng)識(shí)別，RFID將在我們身邊建起一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以讓物與物之間相互通話，而與許多新興技術(shù)的結(jié)合，使RFID的應(yīng)用效果更加明顯。  

進(jìn)入2007年，RFID技術(shù)對(duì)公眾來(lái)說(shuō)已并非一項(xiàng)遙不可及的技術(shù)，不論是已經(jīng)換發(fā)了數(shù)億張的居民二代身份證，還是日常使用的公交卡、飯卡、借書(shū)卡等，以及在諸多領(lǐng)域正在鋪開(kāi)的應(yīng)用，RFID技術(shù)都在發(fā)揮著巨大的作用。也許再過(guò)一年，我們還會(huì)習(xí)慣在超市買(mǎi)菜時(shí)查看一下食品的來(lái)源，或者朋友聚會(huì)時(shí)驗(yàn)證一下白酒的真?zhèn)?，再或者感受一下使用電子門(mén)票便捷觀看奧運(yùn)賽事等新的生活方式和體驗(yàn)。正是由于RFID技術(shù)具有非人工干預(yù)、自動(dòng)識(shí)別的特點(diǎn)，所以它給人們的日常生活提供了諸多便利。  

RFID發(fā)展現(xiàn)狀  

經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，尤其是美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)、瑞典、瑞士及南非等國(guó)家目前均已有較為成熟且先進(jìn)的RFID系統(tǒng)，如生產(chǎn)制造和裝配、航空行李處理、郵件/快運(yùn)包裹處理、文檔追蹤/圖書(shū)管理、身份標(biāo)識(shí)、移動(dòng)車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、身份認(rèn)證、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制、門(mén)禁控制/電子門(mén)票、物流與供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域，都已經(jīng)或正在投入實(shí)際應(yīng)用。其中，近距離RFID系統(tǒng)主要使用125KHz、13.56MHz等LF和HF頻段，技術(shù)最為成熟; 遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要使用433MHz、860MHz～960MHz等UHF頻段，以及2.45GHz、5.8GHz等微波頻段，技術(shù)處于發(fā)展期。而在中國(guó)，除了鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)之外，主要應(yīng)用是在近距離125KHz和13.56MHz等頻段的非接觸IC卡方面，特別是第二代公民身份證和學(xué)生證鐵路優(yōu)惠卡等量大面廣的實(shí)際領(lǐng)域。此外，中國(guó)眾多的制造企業(yè)在沃爾瑪?shù)壬碳业耐苿?dòng)下，也需要盡快完成條碼到RFID電子標(biāo)簽的過(guò)渡。  

結(jié)合RFID技術(shù)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮想象力，就可以開(kāi)拓出更廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，同時(shí)也讓人們的生活更加便利。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，各國(guó)的研究人員也在做著各種努力，包括標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、應(yīng)用等多方面。由美國(guó)、德國(guó)、意大利、中國(guó)、韓國(guó)等近20家研究機(jī)構(gòu)在EPC Global框架之外于2007年3月成立了The Global RF Lab Alliance (GRFLA)，目的是促進(jìn)各實(shí)驗(yàn)室間的人員、技術(shù)和思想的交流與合作，推動(dòng)RFID技術(shù)在物流供應(yīng)鏈以及更多的領(lǐng)域中成功應(yīng)用。目前中國(guó)的成員有兩家，一是中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，二是香港科技大學(xué)。  

GRFLA對(duì)RFID技術(shù)發(fā)展的設(shè)想如下:  

隨著生物特征識(shí)別（Biometrics）技術(shù)、微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的興起，促成了一些集成多種功能的RFID應(yīng)用，比如集成指紋、虹膜等身份信息的機(jī)器可讀旅行證件（MRTD，Machine Readable Traveling Document，又稱電子護(hù)照），或集成微傳感器的電子標(biāo)簽傳感器等; 利用電子標(biāo)簽上存儲(chǔ)物品的形狀、大小以及空間位置等信息，可以幫助機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行定位導(dǎo)航，進(jìn)一步提高機(jī)器人自主行為能力，下一代移動(dòng)通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，使得用電子標(biāo)簽對(duì)物品進(jìn)行精確管理的需求也在不斷產(chǎn)生，如高價(jià)值資產(chǎn)管理、危險(xiǎn)品跟蹤、食品安全追溯等; 在手機(jī)支付解決了移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商和銀行間的結(jié)算問(wèn)題之后，也將促進(jìn)NFC技術(shù)和產(chǎn)品的大規(guī)模推廣; 有源電子標(biāo)簽還有待突破集成化、模塊化等問(wèn)題，但是其在通信距離方面的優(yōu)勢(shì)也將使其大有可為，特別是RFID技術(shù)與衛(wèi)星定位及移動(dòng)通信技術(shù)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，未來(lái)組成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于室內(nèi)定位和未知環(huán)境探測(cè)等方面。  

RFID與生物特征識(shí)別技術(shù)  

生物特征識(shí)別技術(shù)（Biometrics）是指一種通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，針對(duì)可自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證的人類(lèi)本身固有的生理特性(如指紋、人臉、虹膜等)或行為特征(如筆跡、聲音、步態(tài)等)來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定的技術(shù)。由于其具有唯一性、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身“攜帶”和隨時(shí)隨地可用等優(yōu)點(diǎn)，目前己經(jīng)成為身份識(shí)別的重要手段。  

人臉識(shí)別技術(shù)是生物特征識(shí)別技術(shù)中的一種，自20世紀(jì)90年代起獲得了較大發(fā)展，其具有良好的人際交互功能，對(duì)被驗(yàn)證者的侵犯最少，被認(rèn)為是最易接受的生物識(shí)別技術(shù)。在身份認(rèn)證領(lǐng)域，RFID和Biometrics二項(xiàng)技術(shù)均有著廣泛應(yīng)用，如二代身份證、電子護(hù)照等。然而，Biometrics只能驗(yàn)證“是不是那個(gè)人”，RFID只能驗(yàn)證“是不是具有那種權(quán)限”，將兩種技術(shù)結(jié)合，則可以解決“是否是合法的持卡人在操作合法的指令”這類(lèi)較為復(fù)雜的邏輯問(wèn)題。  

將RFID技術(shù)和人臉識(shí)別技術(shù)相結(jié)合的雙重認(rèn)證方法，采取以RFID電子標(biāo)簽的UID作為索引，鏈接持卡人的面部信息方式。在認(rèn)證過(guò)程中，首先認(rèn)證卡號(hào)是否合法注冊(cè)，通過(guò)后再進(jìn)行人臉識(shí)別認(rèn)證的流程，實(shí)現(xiàn)雙重認(rèn)證。此方法屬于在線系統(tǒng)方法，適用于網(wǎng)絡(luò)操作; 同時(shí)充分發(fā)揮了RFID非接觸式、高加密性和人臉識(shí)別易于接受的特點(diǎn)，使用時(shí)更加安全、便捷，也使個(gè)人隱私得到了較好的保護(hù)。以銀行ATM機(jī)和圖書(shū)館借/還書(shū)為背景的基于RFID和人臉識(shí)別的智能終端就是這樣一個(gè)應(yīng)用方向。  

RFID與機(jī)器人定位技術(shù)  

在物聯(lián)網(wǎng)的概念中，RFID電子標(biāo)簽用來(lái)標(biāo)識(shí)每一件商品。在生活中，RFID同樣可以用來(lái)標(biāo)識(shí)家中每一件家具電器以及每一本重要證件和圖書(shū)。當(dāng)家用機(jī)器人更加普及的時(shí)候，RFID還可以發(fā)揮更大的作用。  

據(jù)相關(guān)報(bào)道，兩家德國(guó)公司研發(fā)出一種電子地毯，RFID標(biāo)簽以網(wǎng)格狀埋在地毯背面。使用一種攜帶RFID讀寫(xiě)器和網(wǎng)格地圖的機(jī)器人可以通過(guò)無(wú)線傳輸來(lái)標(biāo)記地毯背面的標(biāo)簽的位置，使它能夠打掃到每一寸地面。如果前面有東西擋住了機(jī)器人的清掃路線，它就會(huì)記住沒(méi)有清掃的這一區(qū)域的傳感器ID，之后再回來(lái)打理。日本幾家公司也正在福岡的一家商場(chǎng)內(nèi)測(cè)試一種導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人。這種帶有RFID讀寫(xiě)器的機(jī)器人不僅能為顧客提供商品信息咨詢，還可以根據(jù)顧客的喜好為其導(dǎo)游。只要在機(jī)器人的屏幕上選擇感興趣的商品種類(lèi)，機(jī)器人就可以通過(guò)讀取存儲(chǔ)在地下的五千枚RFID標(biāo)簽，自動(dòng)安排合理的路線引領(lǐng)到那些商品的銷(xiāo)售區(qū)域。  

這些新聞都涉及了RFID的另一類(lèi)應(yīng)用，即用來(lái)標(biāo)識(shí)某個(gè)空間內(nèi)的地理坐標(biāo)及物品屬性。舉例來(lái)說(shuō)，人們經(jīng)常會(huì)遇到在一棟從未到過(guò)的建筑內(nèi)失去方向的情形。而新的智能建筑在地板、墻面、管線內(nèi)都預(yù)埋了電子標(biāo)簽，并根據(jù)標(biāo)簽所在位置繪制了地圖。當(dāng)我們來(lái)到這棟建筑時(shí)，隨身攜帶的帶有閱讀功能的手機(jī)、PDA甚至是手表在進(jìn)門(mén)時(shí)就下載了該建筑的地圖。這樣，無(wú)論我們想找電梯、樓道，還是某間辦公室，甚至是維修某條管道，都可以通過(guò)該地圖輕松地指引方向，找到目標(biāo)。山東金僑電子設(shè)備有限公司已經(jīng)生產(chǎn)出內(nèi)嵌電子標(biāo)簽的防靜電地板，海爾公司和中科院自動(dòng)化所聯(lián)合開(kāi)發(fā)的機(jī)器人樣機(jī)也已經(jīng)完成。用不了多久，我們就能感受到這類(lèi)應(yīng)用帶來(lái)的便利。  

RFID與視覺(jué)監(jiān)控技術(shù)  
RFID技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛自動(dòng)收費(fèi)管理   

目前世界各國(guó)都在密切關(guān)注新一代監(jiān)控技術(shù)——智能視覺(jué)監(jiān)控技術(shù)。它和以往監(jiān)控技術(shù)有本質(zhì)的區(qū)別，其主要特征是采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)的方法，在幾乎不需要人為干預(yù)的情況下，通過(guò)對(duì)攝像機(jī)拍錄的圖像序列進(jìn)行自動(dòng)分析來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中的目標(biāo)進(jìn)行定位、識(shí)別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷目標(biāo)的行為，從而做到既能完成日常管理又能在異常情況發(fā)生的時(shí)候及時(shí)做出反應(yīng)。  

然而，智能視覺(jué)監(jiān)控所使用的模式識(shí)別方法卻不能滿足多種復(fù)雜場(chǎng)合的應(yīng)用。如當(dāng)監(jiān)控對(duì)象密集時(shí)，使用模式識(shí)別的監(jiān)控方式已經(jīng)不能起到對(duì)特定監(jiān)控對(duì)象識(shí)別實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求。面對(duì)在要求對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行定位、行跡跟蹤和復(fù)現(xiàn)、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、運(yùn)動(dòng)速度估算、運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)估計(jì)、流量疏導(dǎo)等方面的需求，和減少智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)處理的視頻數(shù)據(jù)量等要求，利用RFID技術(shù)與視覺(jué)監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合將起到良好的作用。使用電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)作為視頻數(shù)據(jù)的時(shí)間戳，可以提高視頻監(jiān)控的智能化，減少無(wú)效視頻處理量。同時(shí)利用RFID技術(shù)可以批量、快速和非接觸式讀取的特性，新系統(tǒng)尤其適用于對(duì)大批量監(jiān)控對(duì)象的定位、跟蹤，對(duì)監(jiān)控對(duì)象的行為特性分析等。  

將RFID技術(shù)應(yīng)用到視覺(jué)監(jiān)控中，首先需要讓RFID讀寫(xiě)器與監(jiān)控用的攝像機(jī)作用區(qū)域重疊，并一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)RFID讀寫(xiě)器讀取進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控對(duì)象所攜帶的電子標(biāo)簽編號(hào)、記錄獲取到編號(hào)的時(shí)間，而讀取到這些編號(hào)的所有讀寫(xiě)器都要與本讀寫(xiě)器對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)和應(yīng)用，通過(guò)讀取到的標(biāo)簽的編號(hào)、數(shù)量、時(shí)間等信息對(duì)監(jiān)控對(duì)象的行動(dòng)特性進(jìn)行判定，尤其通過(guò)RFID標(biāo)簽作為監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)簽，可以有效縮短搜索特定監(jiān)控對(duì)象所需要處理的視頻流。特別是，在復(fù)雜的天氣、密集的監(jiān)控環(huán)境下，RFID受到的影響遠(yuǎn)小于視覺(jué)監(jiān)控的影響。將RFID技術(shù)應(yīng)用到視覺(jué)監(jiān)控中，提高了系統(tǒng)的智能化，符合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。  

RFID與NFC技術(shù)  
電子標(biāo)簽中的芯片   

NFC（Near Field Communication）是由飛利浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù)。不久前，由多家公司、大學(xué)和用戶共同成立了泛歐聯(lián)盟，旨在開(kāi)發(fā)NFC的開(kāi)放式架構(gòu)，并推動(dòng)其在手機(jī)中的應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)單合并，現(xiàn)在已經(jīng)演變成一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，發(fā)展態(tài)勢(shì)相當(dāng)迅速。  

與RFID不同的是，NFC具有雙向連接和識(shí)別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的ISO 14443 Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。  

NFC芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息。因此NFC被諾基亞稱為手機(jī)的下一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用（killer application）。諾基亞副總裁及新興事業(yè)部總監(jiān)Dieter May表示，預(yù)計(jì)到2010年，全球有38%手機(jī)都將內(nèi)建NFC功能。NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化了整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程，使電子設(shè)備間互相訪問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)NFC，電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)設(shè)備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。  

目前NFC的相關(guān)應(yīng)用服務(wù)可分三大類(lèi): 小額付款、分享和服務(wù)?！靶☆~付款”包括各種小額消費(fèi)、票務(wù)、交通運(yùn)輸?shù)? “分享”是指使用者能更加方便與朋友交換音樂(lè)、圖片等信息; “服務(wù)”則是指提供下載服務(wù)，例如下載折價(jià)券或付費(fèi)音樂(lè)到手機(jī)中存儲(chǔ)。3月13日，上海正式推出了NFC移動(dòng)認(rèn)證業(yè)務(wù)。執(zhí)法人員只需持定制防偽應(yīng)用的NFC手機(jī)，即可隨時(shí)隨地讀取煙花爆竹所貼電子標(biāo)簽的全球惟一識(shí)別碼，并實(shí)時(shí)上傳至防偽服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)校驗(yàn)，數(shù)秒內(nèi)便可將產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、批號(hào)等顯示在手機(jī)上。除此之外，中國(guó)移動(dòng)去年已在廈門(mén)開(kāi)始對(duì)NFC技術(shù)進(jìn)行試點(diǎn)，成立了研究小組負(fù)責(zé)支持對(duì)NFC商用的準(zhǔn)備工作，并小規(guī)模商用。而中國(guó)聯(lián)通也正在積極研究包括NFC在內(nèi)的各種非接觸支付技術(shù)，并可能在不久之后出臺(tái)移動(dòng)支付標(biāo)準(zhǔn)。  

用發(fā)展的眼光來(lái)看，RFID技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限于物流供應(yīng)鏈管理中的單品識(shí)別，與新興技術(shù)的融合正是RFID技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的生命力所在。  

本文作者來(lái)自中科院自動(dòng)化所RFID研究中心