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RFID技术在安防领域的应用与发展

RFID技术开发于20世纪70年代,拥有30多年的商用历史。分析家认为,随着市场对资产财物跟踪设备的需求上升,RFID将迎来强劲的增长。根据IDTechEx的报告指出,2006年全球将销售13亿张标签,同时,5亿张RFID智能标签将被应用于集装箱和货物运输领域。
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RFID系统可以通过手持设备进行数据传输,这些数据由RFID读卡器进行读取,并根据具体的应用需求进行处理。
\r\n在典型的RFID系统中,每个目标实体都会配置一张小型、廉价的标签(tags),它们包含了一个带数字存储芯片的通讯收发器,这些芯片都拥有唯一的电子产品编码。探测天线封装了一个无线电收发器和编解码器来负责发出信号、激活RFID标签,以便对它们进行读/写数据。另一方面,当RFID标签通过电磁区域时,能够感应到读卡器的激活信号。随后,读卡器将集成标签电路中的数据进行解码;这样,数据也就被传递到主计算机上进行处理。
\r\nRFID系统可按照不同的频率来划分,其核心技术包括:\r\nA.现有应用
这些系统通常运行在125KHz附近的频率,由读卡器自身供电,保持大约64-bit的信息容量,它们绝大部分只可读取,操作应用范围在1米之内。这些系统主要被应用于个人身份识别等领域。\r\nB.感应技术
此类系统的运行频率在400MHz到900MHz之间,通常由内部电池供电,可读/写和存储可变数据量,其安全属性通常为每个制造商所专有。这些系统通常被应用在个人身份识别和物体追踪等领域。\r\nC.智能卡
智能卡系统运行频率范围一般在13.56MHz,由读卡器自身供电,可容纳最大64-Kbit的信息容量,操作距离在1.5米以内,可读/写,并可提供较高级别的安全标准。它们大多被应用于个人身份识别和安全交易等领域。\r\nD.超高频(UHF)
系统运行频率为2.45GHz和5GHz。此类系统可读/写和存储不同大小的数据量。不管有无电池,它们都可以工作,而且可适用于任意的应用场合,如邮件包裹的标签等,另外,它们也可被用于车辆标签等领域。

\r\n到目前为止,低频和高频的RFID系统都已经有了较为成熟的标准,但在物流供应链内的大部分公司使用的都是UHF超高频的系统,因为它能够提供更长的读取范围——在良好的条件下可达到20英尺。\r\n

多种应用模式
各种各样的RFID技术已经创造出了广泛的应用模式,其中包括以下几个方面。
工业和物流管理
大多数超市、仓库和零售商场都会在货架、箱子和其它可回收的物品上贴标签,例如用来装新鲜食品的塑料框等。运用RFID技术,就可以利用其读写能力,使标签携带上额外的信息内容,如商品名称、出售日期和制造商信息等。同时,将这些信息链接到商场的库存管理系统之后,可确保商品在严格的管控下流通,减少商品损耗和货源短缺的现象发生。此外,企业还可以改善供货流程,并在摆放货架和货物运输的过程中进行货品的追踪。当货物通过RFID无线射频的区域时,多个项目的内容就可以被读取到。

而且,RFID还可以提供保护和跟踪功能,特别是在机动车和自行车方面。因此,它也被用于自动收集详细的车辆维护和检查记录,以及车辆电子收费系统中。

农业和医药
在农业生产中,自动化系统内使用的RFID技术可以帮助判断需要分配多少饲料。另外,RFID技术还可以帮助主人快速找回所丢失的宠物。目前,由于产品来源可以一级一级地进行验证,因此电子履历(e-pedigrees)已成为了医药行业内的热门话题,同时市场上还出现了对防伪程序(anti-counterfeiting)的需求。RFID技术的使用,加强了医药制品的安全性、供应流程和管理手段。
电子证件
现在,越来越多的RFID技术被广泛应用于国家电子护照(e-passports)、公民身份证和医疗卡系统中。一位市场专家指出,美国联邦政府控制的基础设施和信息系统,其用于物理和逻辑访问的公共身份鉴定系统也运用到了RFID技术。

另外,许多其他国家,包括瑞典、澳大利亚和新加坡等也正在发行电子护照。此外,在2006年3月,日本也推出了电子护照,预计在未来12个月内日本将发行350多万张电子护照,10年之内,所有日本的电子护照都将携带上RFID芯片。

门禁系统和安全
RFID技术也常常被用于许多政府、企业和校园机构的实体门禁控制系统中。这些系统可作为简单的门禁控制方案,也可扩展为多功能卡片解决方案,如电子钱包(e-purses)或用于计算机登录等。

将RFID标签融合进成衣的标签中,或甚至是成衣本身,就可以成为一项颇有功效的工具,插入的标签可以鉴别成衣的生产来源。通过使用唯一的产品鉴定编码,可以可靠地识别出这些成衣的授权,实现身份鉴定功能,并帮助打击仿冒制品。

“水货市场(Gray-market)”的进口也可通过使用货源识别来加以控制。RFID标签使得整个供应链都清晰,减少了损耗和货源短缺,而EAS功能可以减少商场内的盗窃犯罪行为;同时,其它物品如书本、CD和音像录影带则可以自由地携带出入。

RFID技术还促生了直接有益于公共安全的系统,Assa Abloy的Debra Spliter解释说:“RFID技术和电子地图可以帮助找到在娱乐场所或水上公园内丢失的儿童,例如,HUGS系统可以防止托儿所儿童被诱拐的事件发生。”

优势和不足
虽然条形码曾是追踪物品的主要方式,但目前RFID正在快速地发展为更优越的物品跟踪技术,被用在人、宠物、商品和汽车的标签上,其中一个原因是,被激活的RFID系统具有读写功能,允许交互式应用。而且,标签可以在一定的距离内读取,并且穿越许多障碍——如雪、雾、冰或霜——但条形码在这些领域已被证明是无能为力的。

瑞士Legic Identsystems公司的营销发展部副总裁Stephen Neff提到:“目前我们仍然可以见到大量以第一代ID技术为基础的安装项目仍然在进行当中,如磁条和125KHz感应技术。”

然而,这些技术已不能再满足高安全要求的安装或应用项目(如“一卡通”)的需求。CEM Systems的工程部经理George Redpath同意这一观点:“在过去的三年里,我们已经亲眼看到了125KHz感应系统几乎全部转变到了13.56MHz的系统。这是因为13.56MHz的系统更加灵活、安全,且足够便宜。”
另一个明显的优势是,该系统能够完全适用于多种应用场合,而不用牺牲其安全性或可控制性。比如,企业内部的卡片发放给员工后,在线的环境下可用于考勤应用,而在离线的环境下,又可用于自动售卖机的消费或独立门锁的开启等。这是未来的一个发展趋势。目前已被证实,在5万多个智能卡解决方案的安装实例中,有50%以上在使用“一卡通”应用,甚至在某些案例中,同一张卡片上有10多种应用方式,这也意味着多种应用形式只需要登记和维护一张卡片。

非接触式智能卡技术使用先进的加密技术,如DES或3DES,来保证用户数据免受错误使用和操作的危害。任何不能满足这些需求的技术都不能被认为是非接触式智能卡技术,也不能归类为RFID技术。这些系统应避免用于个人身份鉴定的应用,因为它们不再新颖先进,而且不能满足数据保护的原则。

Redpath进一步评论说,非接触式智能卡的最大优势是便于使用——现在大部分用户是用钱包或口袋来携带卡片,他们将不再需要掏出卡片来扫描或感应;第二个最大的优势是多种应用方式,目前该市场正在快速地向通用卡方向发展,它包括公民ID身份证、银行卡和门禁控制系统等等,当然,只有安全设施配备了现代化的智能卡后才有可能实现。


机遇
当前,大部分供应商都把他们自己定位为智能卡解决方案的提供者,因为这是一些拥有技术知识产权的主要厂商的优势所在。Redpath说:“这样的厂商实际上并不太多,他们包括Phillips、Legic、Inside和一些专门的制造商,如Deister。”

拿Legic的非接触式智能卡系统来说,该公司目前已经将它的产品由面向中等规模的公司,转向供应大型企业。这样,高安全性、多种应用方式,与投资同等重要。Neff表示道:“这可以通过事实来说明,例如BMW、Airbus、UBS、Volkswagen和Audi等公司都配置了数十万张的员工卡,其中就融合了Legic的非接触式智能卡技术。”

此外,ISO卡片系统可以和任何与ISO标准兼容的品牌相整合,并将读写数据扩展至任何可能的应用模式中。例如,部分厂商(如:Integrated Engineer)已经关注ISO14443非接触式智能卡技术多年,并已成为市场的领导者。

Integrated Engineer公司的总经理Jan-Peter Hulsker列举了其中的原因:ISO 14443可以提供比其它系统更高的安全性;它使用简单,并且卡片持久耐用。

另一个因素则是:“卡片和读卡器之间的通讯定义良好。”HID读卡器技术产品系列的主管Nathan Cummings说道:“我认为,下一个革命将会是读卡器和主机之间在发送和接收信息方面的标准化。”
“这场革命的形式可能是事实专利标准,这类似于Wiegand卡的情况。另外,更多人的意见是,它的形式将会是广为认可的开放式通信格式,如TCP/IP协议。”


前景广阔
虽然RFID市场已经存在了10多年,但大部分供应商仍然是在2005年才获得了超过20%的增长。Neff认为:“目前,市场上对安全非接触式智能卡技术,以及多应用类型员工卡的需求正在飞速的增长。”Hulsker也同意这一观点:“2005年,我们的增长超过了50%,这主要是因为ISO14443技术的快速推广,我们的大部分增长是在OEM市场上。”

大部分供应商都期待这种增长趋势会继续下去。“我相信,”Neff说,“2006将是整个非接触式智能卡市场的丰收年。我们将亲眼看到真正的非接触式多应用智能卡在一些大型企业中的应用,不仅是在欧洲,而且也在亚洲的很大范围内被更多地采用。”

“什么让我们如此乐观呢?”Neff继续说,“过去12个月内的趋势已经表明,非接触式智能卡技术从低频技术(简单的读卡器或系统)转变为高频或多功能的系统(13.56MHz接触式或非接触式系统),且被应用在亚洲的大型企业中。”

新的非接触式智能卡技术提供了安全领域的可靠性,并且为真正的多功能、“一卡通”系统打下了基础,虽然这些性能在过去的几年里几乎从未被应用到,但在2006年,这种情形将会得到改变。

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