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RFID发展的五大研究方向
文章来源：博能科技 发布时间：2018-04-16 访问量：人 目前，RFID所涉及主要的技术方向虽然都是在快速发展，但是仍然存在方方面面瓶颈，从目前来看主要存在着五个问题。
RFID标准化工作最早始于1995年，由国际标准化组织（ISO）跟国际电工委员会（IEC）组织联合技术委员会开展此项工作。ISO/IEC出台一系列RFID技术标准主要可以分为技术标准、数据结构标准、设备性能标准跟应用标准四大类，另外还包含了一些规范。从ISO/IEC制订RFID技术标准内容来说，是在RFID编码、空中接口协议、读写器协议等基础技术标准跟数据结构标准之上，定义使用条件、标签尺寸、标签粘贴位置、数据内容格式、使用频段等具体性能要求，根据应用领域在包括数据完整性、人工识别等其他功能方面制定应用标准。ISO/IEC所制订的RFID技术标准最大的意义在于通用性，它提供一个基本框架，在保证互通与互操作性的原则之上兼顾不同的应用领域的特点，满足了各应用领域的具体的要求。
EPC Global是美国统一代码协会（UCC）和国际物品编码协会（EAN）组建的全球第二大RFID标准化组织，这个中心与众多企业成员共同制订了EPC Global技术标准，该标准的关注点在于“物联网”自动识别基础架构和标识的数据载体及其内容，在开放技术跟计算机互联的基础体系上，实现了跟商品信息的交换与共享，面向物流供应链解决透明性和追踪性。EPC Global致力于建立面向全球电子标签用户的标准化服务网络，在业界成为事实上最大标准而得到了广泛的应用。目前，EPC Global也将自身的部分技术标准提交给ISO以期成为国际标准，从而使自身技术标准体系具备更强竞争力。
世界第三大RFID技术标准由日本经济产业省牵头成立的泛在中心负责起草的，其技术联盟成员主要是日本的厂商。泛在中心组织及其成员拒绝EPC Global技术标准，该组织制定的RFID相关标准也构建了一个完整标准体系，拥有了自己的ucode编码系统，保持了自主独立又不失兼容性。体系的关注点更加重视网络和应用体系的安全性能。
除了这三大RFID技术标准组织，国际上还有AIM-global即全球自动识别组织和第三世界标准组织IP-X共同推进未来的物联网技术体系。
电子标签成本对于RFID技术的推广具有极其重要影响，一旦拥有了价格低廉的电子标签，将能够迅速推广应用。在RFID系统中使用电子标签分为主动式电子标签（即有源电子标签）和被动式电子标签（即无源电子标签）。主动式电子标签一般配有电池作为电源，所存的数据内容较多，因而包含更多信息以实现较多功能并且识别的空间范围也相对较大；缺点是在于体积较大、价格较高，并且电池寿命由标签功耗决定。
被动式电子标签体积小、成本低、便于使用，但是功能有限，包含信息量较小，识别距离较短。受成本因素制约，目前实际所用电子标签以被动式无源电子标签居多。影响了电子标签价格的因素很多，但是最主要的是材料及电子元器件，电子标签的体积跟功耗也是影响价格的重要因素，一般而言，技术体系相同并且兼容性好的电子标签因批量较大，往往能够降低单个电子标签的价格。
RFID技术使用多种频段实现了数据通信，完成了电子标签的识别及数据的读写功能。因使用非接触的通信方式，以电磁波作为传输媒介并且将自由空间作为传输信道，所以一般运用电感耦合原理或反向散射工作的原理，具体采用频段和运用的原理依据应用需求及应用领域而决定。
电磁波在空间传播的时候，由于反射、折射、散射跟吸收现象的存在，导致了损耗而引起信号的衰减，又因存在多径效应而产生延时，且室内空间环境和室外空间环境都具有很大随机性，使得数据传输的干扰很难在固定条件的模型里进行分析。
另外，由于空间开放性，实际存在的各种电磁波信号也对空间传输信道产生各类的干扰。在RFID系统当中，由于标签的数量众多，阅读器发送信号以后，来自不同标签应答信号也互相干扰，甚至运用多个阅读器时候，阅读器相互之间也存在干扰，理论上说越庞大RFID系统，自身存在的干扰问题就越复杂跟突出。基于这些原因，最终在数据读写的传输过程中会出现了漏读、没有办法识别等种种故障现象。
在很多RFID系统的应用场合里面，往往需要在极短时间片段（秒级）里对数十个甚至上百个标签进行读写数据操作，信号传输在时间域上存在着重叠，从而产生了数据碰撞问题。数据碰撞问题本质上是信道共享的问题，在信道共享问题上面，一般采用时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、空分多址（SDMA）、码分多址（CDMA）四种方式解决，但在RFID系统中受制于功耗及其他因素影响，FDMA、SDMA、CDMA三种方式并不适用。目前广泛使用的是基于TDMA方式的防冲突算法来解决数据碰撞问题：一种是基于二进制数的确定性算法，还有一种是基于ALOHA的不确定性算法。
RFID系统大量的使用电子标签，在这种环境下企业的商业机密有可能泄露，安全威胁主要来自标签威胁、网络威胁跟数据威胁。RFID标签的计算能力、存储空间跟电源供给都比较有限，越便宜的电子标签计算能力越弱，对安全威胁的防护也越差。由于采用无线通信方式，在某些介质可穿透的状态下，对于长达50米以上的通信信道，不法分子能利用技术手段盗取标签信息，通过隐蔽方式对电子标签或者是读取电子标签信息的阅读器发动攻击以截获信息。对于电子标签本身来说，具有多次读写功能的电子标签相对应用的便捷，但也存在更大的隐患，安全保护策略显得尤为重要；对于无线通信信道而言，容易遭受非法截取通信数据风险；对于网络连接而言，易遭受来自互联网各种攻击。RFID系统在数据安全方面应当保证机密性、数据完整性、防欺骗的真实性和通信信息私密性。
RFID技术的标准化
RFID标准化工作最早始于1995年，由国际标准化组织（ISO）跟国际电工委员会（IEC）组织联合技术委员会开展此项工作。ISO/IEC出台一系列RFID技术标准主要可以分为技术标准、数据结构标准、设备性能标准跟应用标准四大类，另外还包含了一些规范。从ISO/IEC制订RFID技术标准内容来说，是在RFID编码、空中接口协议、读写器协议等基础技术标准跟数据结构标准之上，定义使用条件、标签尺寸、标签粘贴位置、数据内容格式、使用频段等具体性能要求，根据应用领域在包括数据完整性、人工识别等其他功能方面制定应用标准。ISO/IEC所制订的RFID技术标准最大的意义在于通用性，它提供一个基本框架，在保证互通与互操作性的原则之上兼顾不同的应用领域的特点，满足了各应用领域的具体的要求。
EPC Global是美国统一代码协会（UCC）和国际物品编码协会（EAN）组建的全球第二大RFID标准化组织，这个中心与众多企业成员共同制订了EPC Global技术标准，该标准的关注点在于“物联网”自动识别基础架构和标识的数据载体及其内容，在开放技术跟计算机互联的基础体系上，实现了跟商品信息的交换与共享，面向物流供应链解决透明性和追踪性。EPC Global致力于建立面向全球电子标签用户的标准化服务网络，在业界成为事实上最大标准而得到了广泛的应用。目前，EPC Global也将自身的部分技术标准提交给ISO以期成为国际标准，从而使自身技术标准体系具备更强竞争力。
世界第三大RFID技术标准由日本经济产业省牵头成立的泛在中心负责起草的，其技术联盟成员主要是日本的厂商。泛在中心组织及其成员拒绝EPC Global技术标准，该组织制定的RFID相关标准也构建了一个完整标准体系，拥有了自己的ucode编码系统，保持了自主独立又不失兼容性。体系的关注点更加重视网络和应用体系的安全性能。
除了这三大RFID技术标准组织，国际上还有AIM-global即全球自动识别组织和第三世界标准组织IP-X共同推进未来的物联网技术体系。
电子标签的成本
电子标签成本对于RFID技术的推广具有极其重要影响，一旦拥有了价格低廉的电子标签，将能够迅速推广应用。在RFID系统中使用电子标签分为主动式电子标签（即有源电子标签）和被动式电子标签（即无源电子标签）。主动式电子标签一般配有电池作为电源，所存的数据内容较多，因而包含更多信息以实现较多功能并且识别的空间范围也相对较大；缺点是在于体积较大、价格较高，并且电池寿命由标签功耗决定。
被动式电子标签体积小、成本低、便于使用，但是功能有限，包含信息量较小，识别距离较短。受成本因素制约，目前实际所用电子标签以被动式无源电子标签居多。影响了电子标签价格的因素很多，但是最主要的是材料及电子元器件，电子标签的体积跟功耗也是影响价格的重要因素，一般而言，技术体系相同并且兼容性好的电子标签因批量较大，往往能够降低单个电子标签的价格。
传输的数据干扰
RFID技术使用多种频段实现了数据通信，完成了电子标签的识别及数据的读写功能。因使用非接触的通信方式，以电磁波作为传输媒介并且将自由空间作为传输信道，所以一般运用电感耦合原理或反向散射工作的原理，具体采用频段和运用的原理依据应用需求及应用领域而决定。
电磁波在空间传播的时候，由于反射、折射、散射跟吸收现象的存在，导致了损耗而引起信号的衰减，又因存在多径效应而产生延时，且室内空间环境和室外空间环境都具有很大随机性，使得数据传输的干扰很难在固定条件的模型里进行分析。
另外，由于空间开放性，实际存在的各种电磁波信号也对空间传输信道产生各类的干扰。在RFID系统当中，由于标签的数量众多，阅读器发送信号以后，来自不同标签应答信号也互相干扰，甚至运用多个阅读器时候，阅读器相互之间也存在干扰，理论上说越庞大RFID系统，自身存在的干扰问题就越复杂跟突出。基于这些原因，最终在数据读写的传输过程中会出现了漏读、没有办法识别等种种故障现象。
数据碰撞
在很多RFID系统的应用场合里面，往往需要在极短时间片段（秒级）里对数十个甚至上百个标签进行读写数据操作，信号传输在时间域上存在着重叠，从而产生了数据碰撞问题。数据碰撞问题本质上是信道共享的问题，在信道共享问题上面，一般采用时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、空分多址（SDMA）、码分多址（CDMA）四种方式解决，但在RFID系统中受制于功耗及其他因素影响，FDMA、SDMA、CDMA三种方式并不适用。目前广泛使用的是基于TDMA方式的防冲突算法来解决数据碰撞问题：一种是基于二进制数的确定性算法，还有一种是基于ALOHA的不确定性算法。
数据安全
RFID系统大量的使用电子标签，在这种环境下企业的商业机密有可能泄露，安全威胁主要来自标签威胁、网络威胁跟数据威胁。RFID标签的计算能力、存储空间跟电源供给都比较有限，越便宜的电子标签计算能力越弱，对安全威胁的防护也越差。由于采用无线通信方式，在某些介质可穿透的状态下，对于长达50米以上的通信信道，不法分子能利用技术手段盗取标签信息，通过隐蔽方式对电子标签或者是读取电子标签信息的阅读器发动攻击以截获信息。对于电子标签本身来说，具有多次读写功能的电子标签相对应用的便捷，但也存在更大的隐患，安全保护策略显得尤为重要；对于无线通信信道而言，容易遭受非法截取通信数据风险；对于网络连接而言，易遭受来自互联网各种攻击。RFID系统在数据安全方面应当保证机密性、数据完整性、防欺骗的真实性和通信信息私密性。
