RFID在生活中的应用

Ningxia Medical UniversityRFID在 生 活 及 医 疗 中 的 应 用生物医学工程阮祥 11060111 Ningxia Medical University一 、 RFID技 术 介 绍 二 、 RFID技 术 在 各 领 域 的 应 用三 、 RFID技 术 面 临 的 挑 战 及 应 对策 略 目 录 Ningxia Medical UniversityRFID的 定 义 RFID的 英 文 全 称 是 Radio Frequency Identification， 射 频 识 别 ， 又 称 电 子 标 签 ， 无 线 射 频 识 别 。 RFID射 频 识 别 是 一 种 非 接 触 式 的 自 动 识 别 技 术 ， 它 通过 射 频 信 号 自 动 识 别 目 标 对 象 并 获 取 相 关 数 据 ， 识 别工 作 无 须 人 工 干 预 ， 可 工 作 于 各 种 恶 劣 环 境 ， 可 识 别高 速 运 动 物 体 并 可 同 时 识 别 多 个 标 签 ， 操 作 快 捷 方便 。 它 广 泛 应 用 于 物 流 管 理 、 交 通 运 输 、 医 疗 卫 生 、商 品 防 伪 、 安 全 防 护 、 管 理 与 数 据 统 计 等 领 域 ， 被 公认 为 二 十 一 世 纪 十 大 重 要 技 术 之 一 。 从 概 念 上 来 讲 ， RFID 类 似 于 条 码 扫 描 ， 对 于 条 码 技术 而 言 ， 它 是 将 已 编 码 的 条 形 码 附 着 于 目 标 物 并 使 用专 用 的 扫 描 读 写 器 利 用 光 信 号 将 信 息 由 条 形 磁 传 送 到 扫 描 读 写 器 ； 而 RFID则 使 用 专 用 的 RFID读 写 器 及 专 门的 可 附 着 于 目 标 物 的 RFID单 元 ， 利 用 RF信 号 将 信 息 由RFID单 元 传 送 至 RFID读 写 器 。 Ningxia Medical University RFID技 术 兴 起 于 二 十 世 纪 90年 代 ， 该 技 术 在世 界 范 围 内 广 泛 地 应 用 于 社 会 生 活 的 各 个 领域 ， 而 在 我 国 则 起 步 较 晚 ， 与 先 进 国 家 相 比还 存 在 较 大 的 差 距 。 目 前 ， 我 国 射 频 识 别 技术 还 处 于 研 发 阶 段 ， 存 在 技 术 水 平 不 高 ， 标准 规 范 不 完 整 等 问 题 。 同 时 ， 我 国 射 频 识 别技 术 又 拥 有 广 阔 的 发 展 前 景 和 巨 大 的 市 场 潜力 。 为 了 跟 上 RFID技 术 的 国 际 水 平 ， 2006年中 国 政 府 15个 政 府 部 门 机 构 联 合 发 布 了 中 国RFID技 术 政 策 白 皮 书 ， 确 定 了 国 内 RFID技 术发 展 的 三 个 阶 段 。 为 适 应 我 国 社 会 经 济 发 展对 超 高 频 RFID技 术 的 应 用 需 求 ， 根 据 我 国 无线 电 频 率 划 分 和 产 业 发 展 情 况 ， 并 与 国 际 相关 标 准 衔 接 ， 2007年 5月 我 国 制 定 并 公 布 了 800/900MHz频 段 RFID技 术 应 用 试 行 规 定 。 引导 中 国 的 “ 电 子 标 签 ” 发 展 进 入 标 准 化 、 规范 化 的 轨 道 。RFID技 术 在 中 国 的 发 展 Ningxia Medical UniversityRFID系 统 组 成 1. 电 子 标 签 (Tag)： 由 芯 片 、 天 线 及 载 体 组 成 ， 芯 片 其 内 存 用 来 保 存 ID等特 定 信 息 。 天 线 是 用 来 接 受 和 发 送 信 息 和 指 令 。 载 体 是 用来 安 装 和 保 护 芯 片 和 天 线 。 每 个 RFID标 签 具 有 唯 一 的 电 子编 码 ， 附 在 物 体 上 标 识 目 标 对 象 。 Ningxia Medical University 62.读 写 器 也 称 阅 读 器 、 询 问 器 (reader, interrogator)， 是 对 RFID标 签 进 行 读 /写 操 作 的设 备 ， 读 写 器 是 RFID系 统 中 最 重 要 的 基 础 设 施 ，可 设 计 为 手 持 式 或 固 定 式 。 RFID系 统 组 成 Ningxia Medical University 3.天 线 （ antenna） 是 RFID标 签 和 读 写 器 之 间 实 现 射 频 信号 空 间 传 播 和 建 立 无 线 通 讯 连 接 的 设 备 。 RFID系 统 中 包 括两 类 天 线 ， 一 类 是 RFID标 签 上 的 天 线 ， 另 一 类 是 读 写 器 天线 ， 既 可 以 内 置 于 读 写 器 中 ， 也 可 以 通 过 同 轴 电 缆 与 读 写器 的 射 频 输 出 端 口 相 连 。 目 前 的 天 线 产 品 多 采 用 收 发 分 离技 术 来 实 现 发 射 和 接 收 功 能 的 集 成 。RFID系 统 组 成 Ningxia Medical UniversityRFID系 统 组 成 4.应 用 系 统 应 用 系 统 可 运 行 应 用 软 件 ， 是 对 阅 读 器 传 输来 的 数 据 进 行 处 理 的 装 置 。 在 射 频 识 别 系 统 中 ，阅 读 器 和 电 子 标 签 的 所 有 动 作 都 由 应 用 软 件 来 控制 。 Ningxia Medical University 9只 要 通 过 RFIDReader即 可 ， 不 需 接 触 ， 直 接 读取 信 息 至 数 据 库 内 ， 且 可 一 次 处 理 多 个 标 签 ， 并可 以 将 物 流 处 的 状 态 写 入 标 签 ， 供 下 一 阶 段 物 流处 理 使 用 。纸 张 受 到 脏 污 就 会 看 不 到 ， 但 RFID对 水 、 油 和药 品 等 物 质 却 有 强 力 的 抗 污 性 。 RFID在 黑 暗 或脏 污 的 环 境 中 也 可 以 读 取 数 据 。形 状 小 型 化 和多 样 化 RFID为 电 子 数 据 ， 可 以 反 复 被 覆 写 ， 因 此 可 以 回收 标 签 重 复 使 用 。 如 被 动 RFID， 不 需 要 电 池 就 可以 使 用 ， 没 有 维 护 保 养 的 需 要 。数 据 容 量 会 随 着 记 忆 规 格 的 发 展 而 扩 大 ， 未 来 物品 所 需 携 带 的 资 料 将 越 来 越 大 ， 对 卷 标 所 能 扩 充的 容 量 的 需 求 也 增 加 ， RFID则 不 会 受 到 此 类 限 制数 据 记 忆 量 大数 据 的 读 写 机 能耐 环 境 性可 重 复 使 用 RFID在 读 取 上 尺 寸 不 受 大 小 与 形 状 限 制 ， 不 需 要 为了 读 取 精 确 度 而 配 合 纸 张 的 固 定 尺 寸 和 印 刷 品 质 。因 此 ， RFID电 子 标 签 便 可 往 小 型 化 与 应 用 在 不 同 产品 。 因 此 ， 可 以 更 加 灵 活 的 控 制 产 品 的 生 产 。 RFID技 术 的 优 点 Ningxia Medical University二 、 RFID技 术 在 各 领 域 的 应 用1.交 通 领 域2.医 疗 领 域3.防 伪 技 术 领 域4.物 流 领 域5.安 全 防 护 领 域6.管 理 与 数 据 统 计 领 域 Ningxia Medical University1、 在 交 通 领 域 的 应 用路 桥 电 子 收 费 管 理 系 统海 关 车 辆 自 动 核 放 系 统智 能 停 车 场 管 理 系 统火 车 车 厢 与 货 运 集 装 箱 识 别 Ningxia Medical University路 桥 电 子 收 费 管 理 系 统 当 车 辆 通 过 路 桥 车 道 并 进 入 车 道 天 线 的 通 讯 区域 时 ， 安 装 在 车 辆 内 的 电 子 标 签 立 即 将 车 辆 信 息 、行 车 记 录 信 息 等 信 息 向 车 道 天 线 发 送 ， 车 道 天 线 接收 到 信 息 后 通 过 交 易 控 制 器 把 信 息 传 送 给 车 道 控 制机 ， 信 息 经 车 道 控 制 机 处 理 后 ， 再 将 当 前 行 车 记 录等 信 息 逆 向 传 给 车 道 天 线 ， 最 后 写 入 该 车 的 电 子 标签 。 这 样 ， 每 个 收 费 站 都 可 以 通 过 获 取 车 辆 的 行 车 记 录 来 计 算 出 应 收 通 行 费 ， 然 后 通 过 收 费 网 络 在 该车 车 主 开 设 的 银 行 帐 号 进 行 扣 帐 ， 实 现 自 动 收 费 。 Ningxia Medical University Ningxia Medical University 当 车 辆 或 集 装 箱 车 进 入 通 道 ， 被 入 口 感 应 圈 检 测 到时 ， 将 激 活 读 写 器 ， 读 写 器 在 7-10米 的 距 离 和 0.5秒 内 读 取汽 车 挡 风 玻 璃 上 的 电 子 标 签 ， 对 车 辆 的 合 法 身 份 进 行 有 效性 检 验 。 车 外 读 写 设 备 一 般 与 车 辆 信 息 管 理 系 统 连 网 工 作 ， 可通 过 车 辆 信 息 管 理 系 统 实 时 地 交 换 信 息 。 必 要 时 可 发 出 指令 ， 禁 止 该 车 通 行 。 车 外 读 写 设 备 也 可 以 不 联 网 脱 机 工 作 ， 读 取 车 辆 电 子 标 签 信 息 ， 并 利 用 存 在 机 内 的 黑 名 单 进 行对 比 ， 采 取 必 要 的 措 施 。 当 离 开 监 测 区 ， 出 口 感 应 圈 检 测 到 车 辆 时 ， 清 除 电子 车 辆 显 示 器 （ 选 件 ） 上 的 内 容 ， 关 闭 自 动 栏 杆 （ 选 件 ）， 将 出 入 车 辆 数 据 提 交 到 信 息 管 理 系 统 。海 关 车 辆 自 动 核 放 系 统 Ningxia Medical University 15 Ningxia Medical University2、 在 医 疗 领 域 的 应 用主 要 包 括 病 人 管 理药 品 管 理医 疗 废 弃 物 管 理实 验 室 样 本 管 理 工 作 人 员 管 理 Ningxia Medical University病人管理 新 生 儿 安 全 管 理 ： 当 婴 儿 出 生 时 ， 将 一 个RFID标 签 粘 贴 在 一 个 柔 软 的 纤 维 带 上 ， 通 过 固 定器 缠 绕 在 婴 儿 前 臂 或 脚 上 。 婴 儿 的 健 康 记 录 、 出生 日 期 、 时 间 及 父 母 姓 名 等 信 息 被 输 入 安 装 在 中心 服 务 器 上 的 系 统 ， 接 着 员 工 采 用 一 台 RFID阅 读器 读 取 分 配 给 该 婴 儿 的 ID码 ， 将 ID码 与 存 储 在 软件 里 的 数 据 相 对 应 。 如 果 有 婴 儿 靠 近 出 口 或 有 人企 图 移 去 婴 儿 安 全 带 时 ， 系 统 会 发 送 警 报 。 病 患 者 动 向 追 踪 ： 对 于 老 年 失 智 或 有 疑 似 传染 病 的 病 患 者 ， 需 要 随 时 照 看 并 掌 握 其 行 踪 ， 将读 取 器 设 置 在 病 房 、 大 楼 出 入 口 与 医 院 大 门 附 近 ， 一 旦 病 患 者 脱 离 活 动 范 围 ， 身 上 所 佩 戴 的 标 签便 会 发 出 警 示 讯 号 ， 主 动 通 知 护 理 站 。 Ningxia Medical University婴 儿 管 理 图 示 Ningxia Medical University药品管理 用 药 安 全 ： 医 院 一 直 以 来 都 要 以 最 严 谨 的 态 度 面 对 用 药 安全 ， 为 防 止 药 品 错 发 ， 要 求 必 须 做 到 “ 三 读 五 对 ” ， 应 用RFID电 子 标 签 贴 于 药 瓶 上 ， 领 药 时 借 助 手 持 式 RFID读 取 器， 识 别 领 药 人 员 身 份 ， 调 取 药 品 信 息 、 辨 识 领 取 药 品 正 确性 ， 保 障 用 药 安 全 。 药 品 盘 点 ： 将 药 品 的 出 厂 单 位 、 日 期 、 药 物 类 别 等 信 息 存 入 RFID标 签 ， 然 后 在 药 品 包 装 盒 贴 上 RFID标 签 ， 盘 点 时 通过 手 持 式 RFID读 取 器 对 药 品 标 签 进 行 信 息 读 取 。 可 以 有 效查 看 药 品 是 否 过 期 以 及 检 查 药 品 库 存 数 量 。 Ningxia Medical University Ningxia Medical University实验室样本管理 生 物 研 究 实 验 室 现 采 用 RFID系 统 对 高 危 险 性 物 质及 珍 贵 材 料 进 行 追 踪 ， 减 少 手 工 处 理 这 些 物 质 的需 求 。 实 验 室 安 装 的 阅 读 器 对 工 作 人 员 进 行 身 份识 别 ， 只 有 授 权 的 人 才 能 进 入 。 每 个 样 本 试 管 上粘 贴 RFID标 签 并 存 放 在 存 储 柜 里 ， 存 储 柜 也 配 置一 个 RFID标 签 ， 存 储 柜 标 签 的 ID与 柜 内 样 本 试 管标 签 的 ID一 一 对 应 。 当 试 管 被 取 出 时 ， 阅 读 器 读取 存 储 柜 和 样 本 试 管 标 签 的 ID码 ， 记 录 取 走 物 品者 的 身 份 和 时 间 。 当 样 本 放 回 存 储 柜 时 ， 再 次 被 阅 读 器 读 取 数 据 并 发 送 物 品 已 返 回 冷 藏 室 的 记 录 Ningxia Medical University实 验 药 品 管 理 图 示管理电脑 RFID识别卡读卡器确认授权后开启管制药柜取 出药品读卡器管 理电脑将使用者及药品数据逐笔记录至数据中心读卡器RFID识别卡使用完毕读取识别证关闭药柜 Ningxia Medical University医疗废弃物管理RFID技 术 的 应 用 包 括 ： 收 运 车 辆 RFID管 理 即 对 收运 车 辆 的 生 命 周 期 、 任 务 的 生 命 周 期 进 行 管 理 ，全 程 管 理 收 运 车 辆 的 任 务 、 保 养 维 修 及 车 载 设 备的 使 用 情 况 。 RFID医 疗 废 物 焚 烧 核 对 即 利 用 RFID技 术 对 医 疗 废 物 重 量 进 行 记 录 ， 同 时 将 记 录 上 传至 服 务 器 ， 内 容 包 括 废 弃 物 所 属 单 位 、 收 取 时 间、 重 量 等 信 息 。 Ningxia Medical University工作人员管理 快 速 判 断 位 置 ： 由 于 医 院 工 作 人 员 流 动 性 大 ， 在医 院 的 重 要 位 置 设 置 固 定 式 RFID阅 读 器 ， 便 可 读取 工 作 人 员 的 RFID工 作 卡 以 判 断 其 活 动 轨 迹 ， 为及 时 诊 疗 与 救 护 提 供 支 持 。 权 限 管 理 ： 可 在 RFID工 作 卡 中 给 人 员 分 配 不 同 的 权 限 ， 方 便 不 同 人 员 的 进 出 入 管 理 ， 防 止 非 授 权的 人 员 进 入 。 Ningxia Medical University3、 在 防 伪 技 术 领 域 的 应 用v第 二 代 身 份 证 的 防 伪v产 品 防 伪v门 票 防 伪 Ningxia Medical University4、 在 物 流 领 域 的 应 用RFID技术在配送环节的应用RFID技术在运输环节的应用RFID技术在仓储环节的应用RFID技术在生产环节的应用 Ningxia Medical University Ningxia Medical University 将 来 的 门 禁 保 安 系 统 均 可 应 用 射 频 卡 ， 一卡 可 以 多 用 ， 比 如 作 工 作 证 、 出 入 证 、 停 车 卡、 饭 店 住 宿 卡 甚 至 旅 游 护 照 等 等 ， 目 的 都 是 识别 人 员 身 份 、 安 全 管 理 、 收 费 等 等 。 好 处 是 简化 出 人 手 续 、 提 高 工 作 效 率 、 安 全 保 护 。 只 要人 员 佩 戴 了 封 装 成 ID 卡 大 小 的 射 频 卡 、 进 出入 口 有 一 台 读 写 器 ， 人 员 出 入 时 自 动 识 别 身 份， 非 法 闯 人 会 有 报 警 。 安 全 级 别 要 求 高 的 地 方 、 还 可 以 结 合 其 它 的 识 别 方 式 ， 将 指 纹 、 掌 纹或 颜 面 特 征 存 入 射 频 卡 。 门 禁 保 安5、 在 安 全 防 护 领 域 的 应 用 Ningxia Medical University6、 在 管 理 与 数 据 统 计 领 域 的 应 用 图书 管理 系统 动物的识 别与跟踪 运 动 计 时1 2 3