4.1RFID概述4.2RFID系統(tǒng)的基本構(gòu)成4.3RFID中間件4.1RFID概述4.1.1RFID基本原理典型RFID應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成如圖4-1所示，通常RFID系統(tǒng)包括前端的射頻部分和后臺(tái)的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。射頻部分由讀寫器和電子標(biāo)簽組成。標(biāo)簽中植有集成電路芯片，標(biāo)簽和讀寫器通過電磁波進(jìn)行信息的傳輸和交換。因此，標(biāo)簽用于存儲(chǔ)所標(biāo)識(shí)物品的身份和屬性信息；讀寫器作為信息采集終端，利用射頻信號(hào)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，并與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行通信。在RFID的實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在被識(shí)別的物體表面或者內(nèi)部。當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的物品通過讀寫器的識(shí)讀范圍時(shí)，讀寫器自動(dòng)以非接觸的方式將電子標(biāo)簽中約定的識(shí)別信息讀取出來，根據(jù)需要，有時(shí)可以對(duì)標(biāo)簽中的信息進(jìn)行改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)非接觸甚至遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別物品功能。射頻識(shí)別系統(tǒng)按基本工作方式分為全雙工(FullDuplex)和半雙工(HalfDuplex)系統(tǒng)以及時(shí)序(SEQ)系統(tǒng)。全雙工表示射頻標(biāo)簽與讀寫器之間可在同一時(shí)刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標(biāo)簽與讀寫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。4.1.2RFID的分類及應(yīng)用在RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽和讀寫器是核心部件。依據(jù)兩者不同的特點(diǎn)，可以對(duì)RFID進(jìn)行以下分類。1.按照標(biāo)簽的供電形式按照標(biāo)簽的供電形式，射頻標(biāo)簽可以分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽兩種形式。2.按照標(biāo)簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式根據(jù)標(biāo)簽數(shù)據(jù)調(diào)制方式不同，射頻標(biāo)簽可以分為主動(dòng)式、被動(dòng)式、半主動(dòng)式。3.按照工作頻率按照工作頻率不同，RFID分為低頻、中高頻、超高頻和微波系統(tǒng)。4.按照耦合類型按照耦合類型，RFID分為電感耦合系統(tǒng)和電磁反向散射耦合系統(tǒng)。4.1.3RFID的發(fā)展歷程1948年，哈里·斯托克曼發(fā)表的《利用反射功率的通訊》奠定了RFID的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)，無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。RFID技術(shù)的發(fā)展可按10年期劃分如下：1941—1950年，雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1951—1960年，早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。1961—1970年，RFID技術(shù)理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。1971—1980年，RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種RFID技術(shù)測(cè)試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。1981—1990年，RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。1991—2000年，RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用，逐漸成為人們生活中的一部分。2001年至今，標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)不斷擴(kuò)大。近年來，RFID低頻產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)幅度很大，高頻市場(chǎng)增長(zhǎng)較快。繼2006年6月國(guó)家科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合14家部委發(fā)布了《中國(guó)射頻識(shí)別技術(shù)政策白皮書》之后，同年10月，科學(xué)技術(shù)部“863”計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域辦公室正式發(fā)布《國(guó)家商業(yè)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域“射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用”重大項(xiàng)目2006年度課題申請(qǐng)指南》，投入1.28億元扶持RFID技術(shù)的研究和應(yīng)用，對(duì)我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。4.2RFID系統(tǒng)的基本構(gòu)成4.2.1讀寫器在RFID系統(tǒng)中，讀寫器是核心部件，具有舉足輕重的作用。作為連接后端系統(tǒng)和前端標(biāo)簽的主要通道，讀寫器主要完成以下功能：(1)讀寫器和標(biāo)簽之間的通信功能。(2)讀寫器和計(jì)算機(jī)之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行通信。(3)能夠在有效讀寫區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽的同時(shí)識(shí)讀，具備防碰撞的功能。(4)能夠進(jìn)行固定和移動(dòng)標(biāo)簽的識(shí)讀。(5)能夠校驗(yàn)讀寫過程中的錯(cuò)誤信息。(6)對(duì)于有源標(biāo)簽，能夠識(shí)別與電池相關(guān)的信息。對(duì)于多數(shù)RFID應(yīng)用系統(tǒng)，讀寫器和標(biāo)簽的行為一般由后端應(yīng)用系統(tǒng)來完成控制。在后端應(yīng)用程序與讀寫器的通信中，應(yīng)用系統(tǒng)作為主動(dòng)方向讀寫器發(fā)出若干命令，獲取應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)，而讀寫器作為從動(dòng)方作出回應(yīng)，建立與標(biāo)簽之間的通信。在讀寫器和標(biāo)簽的通信中，讀寫器又作為主動(dòng)方觸發(fā)標(biāo)簽，并對(duì)所觸發(fā)的標(biāo)簽進(jìn)行認(rèn)證、數(shù)據(jù)讀取等，進(jìn)而將獲得的標(biāo)簽數(shù)據(jù)作為回應(yīng)傳給應(yīng)用系統(tǒng)。由此可以看出，讀寫器的基本作用就是作為連接前向信道和后向信道的核心數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)，將標(biāo)簽中所含的信息傳遞給后端應(yīng)用系統(tǒng)，從這個(gè)角度來看，讀寫器可以看作一種數(shù)據(jù)采集設(shè)備。RFID系統(tǒng)的基本工作原理如圖4-3所示。讀寫器的硬件通常由兩部分組成：射頻通道模塊和控制處理模塊，其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖4-4所示。4.2.2標(biāo)簽1.概述射頻標(biāo)簽即RFID標(biāo)簽(或稱為電子標(biāo)簽、射頻卡)，其中有源標(biāo)簽除了沒有與計(jì)算機(jī)接口的電路外，有點(diǎn)類似于讀寫器，其本身就是終端機(jī)具。下面主要討論無源標(biāo)簽，它是由集成電路芯片和微型天線組成的超小型標(biāo)簽。標(biāo)簽中一般保存約定格式的電子數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面，存儲(chǔ)在芯片中的數(shù)據(jù)可以由讀寫器通過電磁波以非接觸的方式讀取，并通過讀寫器的處理器進(jìn)行信息的解讀，可以修改和管理。RFID標(biāo)簽是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以理解為目前使用的條形碼的無線版本。無源標(biāo)簽的大規(guī)模生產(chǎn)十分方便，并能夠避免日常維護(hù)的麻煩，因此，RFID標(biāo)簽的應(yīng)用將給零售、物流、身份識(shí)別、防偽等產(chǎn)業(yè)帶來革命性的變化。RFID射頻系統(tǒng)工作時(shí)，讀寫器發(fā)出查詢信號(hào)，標(biāo)簽收到該信號(hào)后，將一部分整流為直流電源提供給無源標(biāo)簽內(nèi)的電路工作，另一部分能量信號(hào)將電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)信息調(diào)制后返回讀寫器，讀寫器接收反射信號(hào)后從中提取信息。在系統(tǒng)工作過程中，讀寫器發(fā)出的信號(hào)和接收反射回來的信號(hào)是同時(shí)進(jìn)行的，但反射信號(hào)的強(qiáng)度比發(fā)射信號(hào)要弱得多。標(biāo)簽是物品身份及屬性的信息載體，是一個(gè)可以通過無線通信、隨時(shí)讀寫的“條形碼”，加上其他優(yōu)點(diǎn)，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量相對(duì)較大，數(shù)據(jù)安全性較高，可以多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)讀等，使得RFID的應(yīng)用前景十分廣闊。RFID可以讓物品實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化管理，不再需要接觸式掃描。在RFID標(biāo)簽中，存儲(chǔ)著可以互用的規(guī)范信息，通過無線通信可以將其自動(dòng)采集到計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)中，RFID標(biāo)簽可以以任意形狀附帶在包裝中，不需要條形碼那樣固定占用某塊空間。另一方面，RFID不需要人工去識(shí)別標(biāo)簽，讀寫器也可以以一定的時(shí)間間隔在其作用范圍內(nèi)掃描，從而得到商品的位置和相關(guān)數(shù)據(jù)。這里需要說明的是，RFID標(biāo)簽和RFID系統(tǒng)的成本比條形碼高很多，因此，條形碼的存在仍然是長(zhǎng)期的，龍其是低端類產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)。目前，RFID標(biāo)簽可能更適合高端產(chǎn)品或者包裝箱。RFID和條形碼的并存形成了良好的互補(bǔ)，例如，很多商家將已裝箱內(nèi)的物品以條形碼標(biāo)識(shí)，而在包裝箱(或托盤、集裝箱等)外使用RFID標(biāo)簽(包含箱的識(shí)別號(hào)和箱內(nèi)物品的品種及數(shù)量等)，這是一種非?？茖W(xué)的搭配使用方法。根據(jù)射頻識(shí)別系統(tǒng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和不同的技術(shù)性能參數(shù)，考慮到系統(tǒng)的成本、環(huán)境等要求，可以將RFID標(biāo)簽采用不同材料封裝成不同厚度、不同大小、不同形狀的標(biāo)簽。作為射頻識(shí)別系統(tǒng)的重要組成部分，標(biāo)簽中也含有天線。作為射頻標(biāo)簽的天線必須滿足以下性能要求：足夠小，以至能夠制造在尺寸本來就很小的標(biāo)簽上；有全向或半球覆蓋的方向性；提供最大可能的信號(hào)給標(biāo)簽的芯片，并供應(yīng)標(biāo)簽?zāi)芰浚粺o論標(biāo)簽處于什么方向，天線的極化都能與讀寫器的發(fā)射信號(hào)相匹配；具有魯棒性；作為耗損件的一部分，天線的價(jià)格必須非常便宜。因此，在選擇標(biāo)簽的天線時(shí)，必須考慮以下因素：天線的類型，天線的阻抗，應(yīng)用到電子標(biāo)簽上后的性能變化，在有其他物品圍繞貼標(biāo)簽物品時(shí)天線的性能。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，標(biāo)簽的使用有兩種基本形式：一種是標(biāo)簽移動(dòng)，通過固定的讀寫器來識(shí)別；另一種是標(biāo)簽不動(dòng)，通過手持機(jī)等移動(dòng)式讀寫器識(shí)別?？紤]到天線的阻抗、輻射模式、局部結(jié)構(gòu)、作用距離等因索的影響，為了以最大功率傳輸，天線后端芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。針對(duì)不同應(yīng)用的電子標(biāo)簽，需要采取不同形式的天線，因此會(huì)具有不同的性能。電子標(biāo)簽可能有兩種形式：一種是自我供電的(主動(dòng)型)，另一種需要從外界獲得電力(被動(dòng)性)。Chien提出了一個(gè)粗略分級(jí)的電子標(biāo)簽授權(quán)協(xié)議，它是建立在由標(biāo)簽支持的內(nèi)存消耗及計(jì)算運(yùn)行的基礎(chǔ)之上的。如表4-1所示，根據(jù)硬件要求遞減次序，可以將協(xié)議分為四個(gè)等級(jí)，即重量級(jí)、簡(jiǎn)單級(jí)、輕量級(jí)、超輕量級(jí)。為了保證標(biāo)簽持有者的隱私并提供充分的安全性，一份安全協(xié)議需要滿足以下重要的條件。(1)標(biāo)簽?zāi)M抵制力：對(duì)方不能夠模擬合法讀取器的標(biāo)簽。(2)讀取器模擬抵制力：對(duì)方不能夠模擬合法標(biāo)簽的讀取器或者服務(wù)器。(3)拒絕服務(wù)器攻擊抵制力：在一定時(shí)期內(nèi)的操控或阻斷標(biāo)簽與讀取器之間的連接不能夠防止任何未來合法讀取器與標(biāo)簽之間的相互作用。這類攻擊通常也被稱作同步化攻擊。(4)不可分辨性(簽?zāi)涿?：標(biāo)簽的產(chǎn)生必須是隨機(jī)的，而且它們也必須與標(biāo)簽的靜態(tài)內(nèi)存毫無關(guān)聯(lián)。一套理想的標(biāo)簽管理操作包括如下內(nèi)容：(1)標(biāo)簽認(rèn)證：讀取器/后端系統(tǒng)應(yīng)該能夠鑒別標(biāo)簽。(2)可撤銷的存取授權(quán)：該功能允許第三方、標(biāo)簽認(rèn)證方和讀取方存取擁有的標(biāo)簽，同時(shí)保留在某些預(yù)定義條件下撤銷該權(quán)限的權(quán)利。(3)所有權(quán)轉(zhuǎn)移：將標(biāo)簽的所有權(quán)轉(zhuǎn)移至第三方的能力，不會(huì)影響涉及方的后向不可追溯性或前一個(gè)所有者的前向不可追溯性。(4)永久和暫時(shí)標(biāo)簽失效：通常被稱為破壞和休眠操作，最初用于提供標(biāo)簽的最低級(jí)別命令。合法的標(biāo)簽擁有者可以發(fā)出命令來阻止標(biāo)簽發(fā)射任何信號(hào)。休眠操作時(shí)，其他所有者可以輕易地撤銷這種通信禁令。實(shí)施上述操作非常容易，也可以通過物理方式來實(shí)現(xiàn)，如破壞標(biāo)簽或?qū)⑵浞胖糜诜ɡ谄帘蝺?nèi)。2.依據(jù)RFID工作頻率對(duì)標(biāo)簽分類射頻標(biāo)簽的工作頻率也就是射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率，是其最重要的特點(diǎn)之一。射頻標(biāo)簽的工作頻率不僅決定著射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理(電感耦合還是電磁耦合)、識(shí)別距離，還決定著射頻標(biāo)簽及讀寫器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)備的成本。工作在不同頻段或頻點(diǎn)上的射頻標(biāo)簽具有不同的特點(diǎn)。射頻識(shí)別應(yīng)用占據(jù)的頻段或頻點(diǎn)在國(guó)際上有公認(rèn)的劃分，即位于ISM波段之中，典型的工作頻率有125?kHz、133?kHz、13.56?MHz、27.12?MHz、433?MHz、902～928?MHz、2.45?GHz、5.8?GHz等。從工作頻率上，可將標(biāo)簽分為以下幾類。(1)低頻段射頻標(biāo)簽。低頻段射頻標(biāo)簽，簡(jiǎn)稱低頻標(biāo)簽，其工作頻率范圍為30?kHz～300?kHz，典型的工作頻率有125?kHz、133?kHz。低頻標(biāo)簽一般為無源標(biāo)簽，其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場(chǎng)中獲得，低頻標(biāo)簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低頻標(biāo)簽需位于閱讀器天線輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)，低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下小于1?m。低頻標(biāo)簽的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：標(biāo)簽芯片一般采用普通的CMOS工藝，具有省電、廉價(jià)的特點(diǎn)；工作頻率不受無線電頻率的管制約束；可以穿透水、有機(jī)組織、木材等；非常適合近距離、低速度、數(shù)據(jù)量要求較少的識(shí)別應(yīng)用(例如動(dòng)物識(shí)別)等。低頻標(biāo)簽的劣勢(shì)主要體現(xiàn)在：標(biāo)簽存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量較少；只能適合低速、近距離識(shí)別應(yīng)用；與高頻標(biāo)簽相比標(biāo)簽天線匝數(shù)更多，成本更高一些。(2)中高頻段射頻標(biāo)簽。中高頻段射頻標(biāo)簽的工作頻率一般為3?MHz～30?MHz，典型的工作頻率為13.56?MHz。該頻段的射頻標(biāo)簽，從射頻識(shí)別應(yīng)用角度來說，因其采用電感耦合方式工作，所以宜將其歸為低頻標(biāo)簽類中。另一方面，根據(jù)無線電頻率的一般劃分，其工作頻段又稱為高頻，所以也常將其稱為高頻標(biāo)簽。為了便于敘述，我們將其稱為中頻射頻標(biāo)簽。中頻標(biāo)簽一般采用無源為主，其工作原理同低頻標(biāo)簽一樣，其能量也是通過電感(磁)耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場(chǎng)中獲得。標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，標(biāo)簽必須位于閱讀器天線輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。中頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下也小于1?m。中頻標(biāo)簽的基本特點(diǎn)與低頻標(biāo)簽相似，但由于其工作頻率的提高，可以選用較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。射頻標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，一般制成標(biāo)準(zhǔn)卡片形狀。(3)超高頻與微波射頻識(shí)別標(biāo)簽。超高頻與微波頻段的射頻標(biāo)簽，簡(jiǎn)稱為微波射頻標(biāo)簽，其典型工作頻率為433.92?MHz、862(902)～928?MHz、2.45?GHz、5.8?GHz。微波射頻標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽兩類。工作時(shí)，射頻標(biāo)簽位于閱讀器天線輻射場(chǎng)內(nèi)，標(biāo)簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線輻射場(chǎng)為無源標(biāo)簽提供射頻能量，將有源標(biāo)簽喚醒。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1?m，典型情況為4～6?m，最大可達(dá)10?m以上。閱讀器天線一般均為定向天線，只有在閱讀器天線定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽可被讀/寫。以目前的技術(shù)水平，無源微波射頻標(biāo)簽比較成功的產(chǎn)品相對(duì)集中在902～928?MHz工作頻段上。2.45?GHz和5.8?GHz射頻識(shí)別系統(tǒng)多以半無源微波射頻標(biāo)簽產(chǎn)品面世。半無源標(biāo)簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠(yuǎn)的閱讀距離。微波射頻標(biāo)簽的典型特點(diǎn)主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標(biāo)簽讀寫、是否適合高速識(shí)別應(yīng)用、讀寫器的發(fā)射功率容限、射頻標(biāo)簽及讀寫器的價(jià)格等方面。典型的微波射頻標(biāo)簽的識(shí)讀距離為3～5?m，有個(gè)別達(dá)10?m或10?m以上的產(chǎn)品。對(duì)于可無線寫的射頻標(biāo)簽而言，通常情況下，寫入距離要小于識(shí)讀距離，因?yàn)閷懭胍蟾蟮哪芰俊Ｎ⒉ㄉ漕l標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量一般限定在2?KB以內(nèi)，再大的存儲(chǔ)容量似乎沒有太大的意義，從技術(shù)及應(yīng)用的角度來說，微波射頻標(biāo)簽并不適合作為大量數(shù)據(jù)的載體，其主要功能在于標(biāo)識(shí)物品并完成無接觸的識(shí)別過程。典型的數(shù)據(jù)容量指標(biāo)有1?KB、128?B、64?B等。由Auto-IDCenter制定的產(chǎn)品電子代碼EPC的容量為90?B。4.2.3天線RFID天線在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)，天線的目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)出標(biāo)簽芯片。天線的主要特性參數(shù)有工作頻率、頻帶寬度、增益、極化方向和波瓣寬度等。1.天線的工作頻率和頻帶寬度天線的工作頻率和頻帶寬度應(yīng)當(dāng)符合RFID系統(tǒng)的頻率要求，如我國(guó)市場(chǎng)上典型的超高頻系統(tǒng)的天線中心頻率為915?MHz，帶寬為26?MHz。2.天線的增益天線的增益定義為：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線在其最大輻射方向上某點(diǎn)產(chǎn)生的功率密度與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)功率密度之比3.天線的極化方向天線向周圍空間輻射電磁波，電磁波由電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量構(gòu)成，在RFID工程應(yīng)用中，電場(chǎng)分量的方向定義為天線的極化方向。天線的極化方式分為線極化(水平極化和垂直極化)和圓極化(左旋圓極化和右旋圓極化)等。4.天線的波瓣寬度將天線最大輻射方向兩側(cè)的輻射強(qiáng)度降低3?dB的兩點(diǎn)間的夾角定義為波瓣寬度。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)，但同時(shí)天線的覆蓋范圍也越小。在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)不同的環(huán)境進(jìn)行選擇。具體到RFID系統(tǒng)的應(yīng)用中，讀寫器必須通過天線來發(fā)射能量以形成電磁場(chǎng)，通過電磁場(chǎng)來對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，因此，天線也是RFID系統(tǒng)的重要組成部分。按照天線的基本原理，它所形成的電磁場(chǎng)范圍就是射頻系統(tǒng)的可讀區(qū)域，任意一個(gè)RFID系統(tǒng)至少應(yīng)該包含一根天線(無淪是內(nèi)置還是外置)，以發(fā)射和接收射頻電磁信號(hào)。有些RFID讀寫器是由一根天線同時(shí)完成發(fā)射和接收的；也有些RFID讀寫器由一根天線完成發(fā)射，而由另一根天線承擔(dān)接收的功能，所采用的天線形式及數(shù)量應(yīng)視具體應(yīng)用而定。在電感耦合RFID系統(tǒng)中，可以根據(jù)讀寫器的頻率范圍和使用的不同方法，將天線線圈連接到讀寫器發(fā)送器的射頻輸出端，通過功率匹配，將功率輸出極直接連接到天線，或者通過同軸電纜送到天線線圈。前者適用于低頻讀寫器，而后者則適用于高頻和部分低頻讀寫器產(chǎn)品。天線設(shè)計(jì)是RFID系統(tǒng)的重要關(guān)鍵技術(shù)之一。讀寫器天線有時(shí)候也作為獨(dú)立的終端機(jī)出售和使用，此時(shí)天線就是獨(dú)立的產(chǎn)品。如果是有源標(biāo)簽，其天線設(shè)計(jì)類似于讀寫器天線；如果是無源標(biāo)簽，其微型天線的設(shè)計(jì)、加工、貼焊是標(biāo)簽的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是標(biāo)簽附加值最高的部分。4.3RFID中間件1.?RFID中間件的三個(gè)發(fā)展階段從發(fā)展趨勢(shì)看，RFID中間件可分為三大發(fā)展階段。(1)應(yīng)用程序中間件(ApplicationMiddleware)發(fā)展階段：RFID初期的發(fā)展多以整合、串接RFID讀寫器為目的，本階段多為RFID讀寫器廠商主動(dòng)提供簡(jiǎn)單API，以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串接。從整體發(fā)展架構(gòu)來看，此時(shí)企業(yè)的導(dǎo)入須自行花費(fèi)許多成本去處理前后端系統(tǒng)連接的問題，通常企業(yè)在本階段會(huì)通過小規(guī)模試驗(yàn)的方式來評(píng)估成本效益與導(dǎo)入的關(guān)鍵議題。(2)架構(gòu)中間件(InfrastructureMiddleware)發(fā)展階段：本階段是RFID中間件成長(zhǎng)的關(guān)鍵階段。由于RFID的強(qiáng)大應(yīng)用，WalMart與美國(guó)國(guó)防部等關(guān)鍵使用者相繼進(jìn)行RFID技術(shù)的規(guī)劃，促使各國(guó)際大廠持續(xù)關(guān)注RFID相關(guān)市場(chǎng)的發(fā)展。本階段RFID中間件的發(fā)展不但已經(jīng)具備基本數(shù)據(jù)搜集、過濾等功能，同時(shí)也能滿足企業(yè)多對(duì)多的連接需求，并具備平臺(tái)的管理與維護(hù)功能。(3)解決方案中間件(SolutionMiddleware)發(fā)展階段：在RFID標(biāo)簽、讀寫器與中間件發(fā)展成熟過程中，各廠商針對(duì)不同領(lǐng)域提出各項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用解決方案，例如ManhattanAssociates提出“RFIDinaBox”，企業(yè)不需再為前端RFID硬件與后端應(yīng)用系統(tǒng)的連接而煩惱，該公司在RFID硬件端發(fā)展Microsoft.Net平臺(tái)為基礎(chǔ)的中間件，針對(duì)該公司900家的已有供應(yīng)鏈客戶群發(fā)展SCE(SupplyChainExecution)執(zhí)行供應(yīng)鏈方案，企業(yè)只需通過“RFIDinaBox”，就可以在原有應(yīng)用系統(tǒng)上快速利用RFID來加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理的透明度。2.?RFID中間件兩個(gè)應(yīng)用方向隨著硬件技術(shù)逐漸成熟，龐大的軟件市場(chǎng)促使國(guó)內(nèi)外信息服務(wù)廠商持續(xù)注意與提早投入到RFID應(yīng)用軟件，RFID中間件在各項(xiàng)RFID產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中具有神經(jīng)中樞的重要作用，受到國(guó)際廠商的特別關(guān)注，未來在應(yīng)用上可朝著下列方向發(fā)展：(1)面向服務(wù)架構(gòu)的RFID中間件：面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的目標(biāo)就是建立溝通標(biāo)準(zhǔn)，突破應(yīng)用程序與應(yīng)用程序溝通的障礙，實(shí)現(xiàn)商業(yè)流程自動(dòng)化，支持商業(yè)模式的創(chuàng)新，讓IT變得更靈活，從而更快地響應(yīng)需求。因此，RFID中間件在未來發(fā)展上，將會(huì)以面向服務(wù)架構(gòu)為基礎(chǔ)的趨勢(shì)，為企業(yè)提供更彈性靈活的服務(wù)。(2)安全問題：RFID應(yīng)用最讓外界質(zhì)疑的是RFID后端系統(tǒng)所連接的大量廠商數(shù)據(jù)庫可能引發(fā)的商業(yè)信息安全問題，尤其是消費(fèi)者的信息隱私權(quán)。通過大量RFID讀寫器的布置，人類的生活與行為將因RFID而容易追蹤，英國(guó)最大的RFID零售商WalMart、Tesco初期都因?yàn)橛脩綦[私權(quán)問題而遭受過抵制與抗議。為此，飛利浦半導(dǎo)體等廠商已經(jīng)開始在批量生產(chǎn)的RFID芯片上加入“屏蔽”功能。RSASecurity也發(fā)布了能成功干擾RFID信號(hào)的“RSABlocker標(biāo)簽”技術(shù)，通過發(fā)射無線射頻擾亂RFID讀寫器，讓RFID讀寫器誤以為搜集到的是垃圾信息而錯(cuò)失數(shù)據(jù)，從而達(dá)到保護(hù)消費(fèi)者隱私權(quán)的目的。目前Auto-IDCenter也正在研究安全機(jī)制以配合RFID中間件的工作，相信安全問題將是RFID未來發(fā)展的重點(diǎn)之一，也是成功的關(guān)鍵因素。3.?RFID中間件原理RFID中間件是一種面向消息的中間件，信息(Information)是以消息(Message)的有效表達(dá)形式，從一個(gè)程序傳送到另一個(gè)或多個(gè)程序。信息可以以異步的方式傳送，所以傳送者不必等待回應(yīng)，面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞信息，還必須