电子标签技术及其应用研究

黄犇

摘 要：随着科技的迅猛发展，电子标签技术即无线射频技术RFID，在世界各地各个领域得到了广泛的关注和使用，市场应用前景巨大。本文介绍了电子标签的概念、分类及使用原理，分析了其在我国发展的过程及现状，并介绍了电子标签技术的主要应用领域。

关键词：电子标签技术；RFID；应用

射频识别技术最早应用于二次大战期间，到现在已经过了几十年。最初的时候，只是单纯地使用RFID进行识别敌机和友机；现在该项技术迅速兴起，广泛应用于各个领域。

一、电子标签简介

（一）电子标签的基本构造与原理

电子标签由无线通信电线和IC芯片组成，电子数据以特定的格式存储在标签中，在使用的时候，无线标签需要附着于物体表面，由阅读器读取和接收芯片中的数据，并通过处理器解读与管理信息[1]。电子标签和之前的条形码不同，它是一种非接触式的自动识别技术，工作过程不需要人工干预，在各种环境中都能使用，而且能够同时识别多个标签，这是条形码所不具备的优势。

无线射频识别技术的原理就是利用空间耦合与射频信号的传输特征，实现自动识别，其主要由电子标签、阅读器和后台控制软件三个模块构成[2]。电子标签与阅读器之间共有两种耦合方式：电感耦合及电磁耦合。电感耦合是变压器模型，应用电磁感应定律，用于低、中频的视频识别系统，工作频率有13.56MHz、125KHz和225KHz；电磁耦合是雷达模型，应用电磁波在空间的传播规律，即利用发射出去的电磁波碰到目标发射后携带回目标信息，这种方式适用于高频、微波工作远距离视频识别系统，工作频率有5.8GHz、433MHz、2.45GHz、915MHz[2]。

（二）电子标签的分类

一是主动式与被动式标签。主动式标签能够连续供电，通信距离远，但是价格昂贵且使用寿命短，因此适用于远距离和贵重物品的监测；被动式标签使用寿命长，价格低廉，但是需要能量的支持，且数据传输距离有限。

二是只读标签与刻度标签。只读标签出厂时已固定数据，用户不能更改；可读标签能够对数据进行擦除和重新写入，定时更新。

三是标识标签与便携数据文件。标签标识是将数字与字母串存储于标签之中；便携数据文件是一个存储量大、用户可以自由编程的数据文件。

二、电子标签在我国的发展现状

我国在90年代初期开始对电子标签技术进行研究，研发的内容主要是工芯片、读写器、天线等技术，截止2005年，该项研究已经取得了有效的进展，并逐步应用于车辆、票证及门禁管理等各个领域之中，但在物流领域还很少见。到了2010年，电子标签技术又有了新的突破，除了应用于交通运输业之外，还被政府部门应用于二代身份证项目中。电子标签技术的迅猛发展促使了相关企业的发展，在北京、上海、广州、深圳等一线城市，主要从事电子标签、读写器及中间件开发的企业数量逐年增长。这些核心企业的发展为电子标签技术在物流领域的广泛使用奠定了坚实的基础。电子标签技术仍然具有巨大的发展潜力，因为它可以实现与生物识别和GPS技术的结合，能实现跨领域及跨行业的结合，但是由于这项技术在我国依然是一种新型技术，在编码抗干扰技术、天线技术、数据变换、标准问题等方面仍有待进一步的研究。

三、电子标签的应用

（一）电子标签技术与现代物流的结合

1、电子标签在零售环节的应用

在零售环节，电子标签可以帮助零售商管理和改善库存，还能实时跟踪运输环节，这样可以降低错误率，显著提升管理效率。同时还可以实时监控具有时效性的商品，对零售商具有很大的吸引力。

2、电子标签在储存环节的应用

存储过程中，要完成库存盘点和存取获取，将电子标签技术应用于存储环节正好可以实现货物的自动化存取，并将收货、取货、装运计划等供应链中的各个环节有机结合，方便高效，还能节省成本，减少运输过程中商品损害、偷窃、送错等原因造成的损失，节省库存空间和劳动力，并有效提高服务质量[2]。

3、电子标签在运输环节的使用

将电子标签直接贴在要运输的货物及车辆上，在接收装置收到对应的标签信息后，将相关信息上传到通信卫星，再经过调度中心将数据传入数据库。

4、电子标签在配送以及分销环节中的应用

使用阅读器读取商品上的电子标签，可以获得相关的信息，然后更新电子标签，合理控制库存，让管理人员获得详细的商品信息，提高配送的效率和准确率，并降低费用成本。

（二）电子标签技术在档案管理中的应用

电子标签技术同样可以应用到档案管理中，实现档案的自动化管理，这种系统主要由RFID数据管理系统和档案管理信息系统组成。

1、RFID数据管理系統

该系统可以实现数据的存储和信息的输入输出，由一个中心数据库与一个终端管理器组成。终端管理器包括两种，一种为读写器，另一种是手持式阅读器，这两种管理器是数据获取和信息输出的重要端口。读写器实现信息的输入，将数据库的信息输入电子标签或者将标签中的信息导入数据库；手持式阅读器可以帮助管理员采集信息，并将数据导入中心数据库，为档案管理系统提供各种数据的支持[3]。

2、档案管理信息系统

（1）储位管理子系统：该子系统可以完成档案盒编号和储位编号的自动匹配，从而能够确保档案在出入库时准确定位。

（2）查询管理子系统：该子系统具有查询档案的功能。在需要查阅档案时，该系统提供密级查询、档案编目查询等多种查询方式，并发出相关指令，将查询信号发送至档案架，管理人员根据档案架上的指示灯做出出库作业。

（3）销毁管理子系统：在该系统中设置档案的保管期限，到期之后，提醒管理人员做出进一步的处理。

（4）安全管理子系统：当档案盒离开储位，出现异常，管理系统中的监控模块会通过警报模块向计算机控制中心发出警报。

四、RFID技术面临的问题

（一）RFID技术标准不统一

当前我国的RFID行业标准及其相关的产品标准还没有实现统一。目前为止，电子标签也没有统一的国际标准。现阶段，世界上共有3个RFID标准阵营，即ISO/IEC标准、UID标准与EPC标准。这些标准不能够兼容，所以使得不同厂商生产的RFID产品的整合互通、系统更新以及信号交错较为困难。此外，还增加了用户运维与购置的成本，限制了RFID应用的范围。

（二）信息的安全、隐私保护等方面仍存在争议

RFID系统安全性问题非常复杂，包括标签安全、网络安全、数据安全和保护隐私等方面。目前，RFID系统的安全问题已成为制约RFID技术推广应用的主要因素之一。如果RFID系统受到攻击，也许就会出现工厂停产，社会秩序混乱，甚至于直接威胁人类的生命安全。RFID系统隐私保护具有资源约束严峻、应用高度相关等特征。当前的隐私保护技术面临着应用性挑战、资源约束以及数据新特点等问题。对RFID系统隐私保护的研究存在很多的局限性，比如密钥管理方法研究不足、隐私数据泄露技术研究不足以及隐私数据保护系统研究不足等等，所以需要对RFID系统环境下新型隐私数据保护技术进行研究。

结语

电子标签技术有着传统的识别技术不可比拟的优势，已经广泛应用于各个领域。在现代物流领域，使用电子标签技术不仅能提高企业的管理水平和工作人员的工作效率，还能实现自动化生产，方便高效，节省成本；在档案管理方面，读取档案便捷迅速，还能减少错架乱架率，查找档案非常方便。当然这种技术仍然存在一定的缺陷，但是相信随着科学家的深入研究，技术的不断发展，现存的一些问题都会得到有效的解决。

参考文献：

[1]王志伟，闫秀霞，孙宝连.RFID技术应用研究综述及研究趋势展望[J].物流技术，2014（9）：1-5.

[2]胡泊，海金梅.基于RFID技术的高校图书馆智能化服务与应用研究[J].农业图书情报学刊，2016，28（10）：222-224.

[3]房翠.RFID技术在现代仓储管理中的应用研究[J].杨凌职业技术学院学报，2016，15（4）：26-28.