1 RFID原理與特點(diǎn)
RFID是 RadioFrequencyIdentification 的縮寫,中文意為無線射頻識(shí)別 。RFID技術(shù)是一種非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號(hào)及其空間耦合、傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止或移動(dòng)中的待識(shí)別物品的自動(dòng)機(jī)器識(shí)別。常說的RFID特指使用RFID技術(shù)的電子智能標(biāo)簽,智能標(biāo)簽是繼個(gè)人電腦(PC)、互聯(lián)網(wǎng)(INTERNET)、無線通信之后的第四次信息技術(shù)革命。一個(gè)RFID標(biāo)簽通常由三部分組成:讀寫器、標(biāo)簽(RFID卡)及相關(guān)的天線。讀寫器天線發(fā)射無線電信號(hào)給標(biāo)簽,標(biāo)簽通過自己的天線接收此信號(hào),利用它從信號(hào)得到的能量,啟動(dòng)標(biāo)簽上的集成電路芯片工作。RFID標(biāo)簽通常是由印刷層、芯片層與底層構(gòu)成。,芯片層在印刷層與底層之間,是標(biāo)簽的核心部分,不能承受印刷壓力,因此通常是先印好印刷層,做好底層,再與芯片層復(fù)合。
2 RFID技術(shù)的發(fā)展
RFID技術(shù),最早起源于1948年的第二次世界大戰(zhàn)中敵我識(shí)別系統(tǒng),是一種基于射品原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),以無線通訊技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)為核心,利用射頻信號(hào)及其空間禍合、傳輸特性,驅(qū)動(dòng)電子標(biāo)簽電路發(fā)射其存儲(chǔ)的唯一編碼,可以對(duì)靜止或移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別,并高效地獲取目標(biāo)信息數(shù)據(jù),通過與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合還可以實(shí)現(xiàn)個(gè)球范圍內(nèi)的目標(biāo)跟蹤與信息共享。
1948年哈里 斯托克曼發(fā)表的 利用反射功率的通訊，奠定了射頻識(shí)別RFID的理論基礎(chǔ)。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)。1990以后,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,RFID技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)。
RFID技術(shù)在國(guó)外的發(fā)展較早也較快。尤其是在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有較為成熟且先進(jìn)的RFID系統(tǒng)。其中,低頻近距離RFID系統(tǒng)主要集中在125KHz、13.56MHz系統(tǒng);高頻遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要集中在UHF頻段(902~928MHz)915MHz、2.45GHz、5.8GHz。
我國(guó)在RFID技術(shù)的研究方面也發(fā)展很快,市場(chǎng)培育已初步開花結(jié)果。比較典型的是在中國(guó)鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)建設(shè)中,推出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。在近距離RFID應(yīng)用方面,許多城市已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了公交射頻卡作為預(yù)付費(fèi)電子車票、預(yù)付費(fèi)電子飯卡等應(yīng)用。在RFID技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)方面,國(guó)內(nèi)已具有了自主開發(fā)低頻、高頻與微波RFID電子標(biāo)簽與讀寫器的技術(shù)能力及系統(tǒng)集成能力。與國(guó)外RFID先進(jìn)技術(shù)之間的差距主要體現(xiàn)在RFID芯片技術(shù)方面。盡管如此,在標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)及開發(fā)方面,國(guó)內(nèi)已有多個(gè)成功的低頻RFID系統(tǒng)標(biāo)簽芯片面市。
3 危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶行業(yè)的現(xiàn)狀
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,各類危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶的需求量
也在與日俱增,危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域,規(guī)格種類繁多,具有易燃、易爆、毒害、腐蝕等特性。我國(guó)是僅次于美國(guó)的世界危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó),我國(guó)在用氣瓶1.22億只,氣瓶安全涉及千家萬戶。近年來,我國(guó)危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶事故呈上升趨勢(shì),社會(huì)影響不好,有些企業(yè)受利益驅(qū)動(dòng),冒險(xiǎn)將偽劣、漏檢氣瓶供應(yīng)市場(chǎng);有些危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸和配送單位違規(guī)作業(yè),對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,如何充分利用信息技術(shù)整治和規(guī)范氣瓶生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和監(jiān)督等管理工作,使得數(shù)量眾多的氣瓶使用、生產(chǎn)、配送企業(yè)的技術(shù)和管理水平得到提高和規(guī)范,加強(qiáng)行政主管部門的監(jiān)督管理力量,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展具有十分重要的意義。
為了提高氣瓶管理水平,國(guó)內(nèi)外研究人員一直在努力探索氣瓶的計(jì)算機(jī)信息化管理方法。目前,條形碼識(shí)別已經(jīng)逐漸應(yīng)用到國(guó)內(nèi)氣瓶的識(shí)別上,在將氣瓶信息寫入條形碼標(biāo)簽的基礎(chǔ)上,通過條形碼數(shù)據(jù)采集器讀取粘貼在氣瓶上的標(biāo)簽來識(shí)別氣瓶。但是,條形碼識(shí)別技術(shù)存在諸多缺陷:(1)條形碼的顯示長(zhǎng)度有限,只能記載簡(jiǎn)單的信息。(2)條形碼是只讀的,一經(jīng)打印生成,它上面的內(nèi)容將不可更改。條形碼的一次性問題也是條形碼自身存在的最大問題。(3)條形碼需要透過紅外線接觸掃描讀取數(shù)據(jù),且一次只能讀取一個(gè)。(4)條形碼很容易受到外界環(huán)境的破壞。
4 電子標(biāo)簽(RFID)技術(shù)在危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶管理中的應(yīng)用
危險(xiǎn)化學(xué)品大都具有很強(qiáng)的腐蝕性或者易燃、易爆的特性,對(duì)周圍的環(huán)境和接觸它的人具有很大的威脅。不同的危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶在外觀上難以區(qū)分。但由于氣瓶本身以及內(nèi)部所充裝的化學(xué)品介質(zhì)由于其物理和化學(xué)性質(zhì)的不同,不能隨意混合使用,必須根據(jù)氣瓶和充裝介質(zhì)的不同按照規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的處理。
RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)具有的非接觸、遠(yuǎn)距離讀取、芯片信息存儲(chǔ)量大等特性,可以使操作員和行政監(jiān)管人員能夠在通過對(duì)電子標(biāo)簽的讀取對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶進(jìn)行識(shí)別和操作,極大地減少事故發(fā)生的概率,并降低事故發(fā)生后進(jìn)行處理的難度。構(gòu)建危險(xiǎn)化學(xué)品物流和安全監(jiān)管系統(tǒng)必須以相對(duì)大容量的可讀寫電子標(biāo)簽(RFID)和具有移動(dòng)計(jì)算及數(shù)據(jù)采集功能、可防爆、操作簡(jiǎn)便的手持式RFID讀寫器為核心。固接在金屬氣瓶表面的電子標(biāo)簽,需要在芯片內(nèi)儲(chǔ)存使用壽命達(dá)15~30年的氣瓶制造、審核等基本信息和最近一次充裝、檢測(cè)、配送等信息,用于企業(yè)生產(chǎn)流轉(zhuǎn)和政府主管機(jī)關(guān)監(jiān)督檢查之用。由于各企業(yè)生產(chǎn)工藝流程和各種氣瓶實(shí)際需要不同,體現(xiàn)在標(biāo)簽上需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)也有很大不同。考慮到標(biāo)簽芯片的容量是有限的,為能夠滿足各氣瓶充裝、檢測(cè)、配送企業(yè)的不同需要和氣瓶監(jiān)督管理的需要,必須對(duì)標(biāo)簽的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范。一方面要
嚴(yán)格定義氣瓶安全監(jiān)管和各企業(yè)通用的業(yè)務(wù)(如登記、充裝、檢驗(yàn)、配送等),保障安全監(jiān)管和通用業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行;另一方面要為企業(yè)或不同氣瓶的個(gè)性化要求保留擴(kuò)充的余地以保障企業(yè)特殊業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行;同時(shí)要在標(biāo)簽上對(duì)重要的數(shù)據(jù)定義單獨(dú)防偽和校驗(yàn)數(shù)據(jù)區(qū),防止重要數(shù)據(jù)被篡改。
5 結(jié) 語
在危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶監(jiān)管中采用電子標(biāo)簽(RFID)技術(shù),給定每個(gè)氣瓶一個(gè)唯一身份號(hào)碼,利用電子標(biāo)簽具有的自動(dòng)識(shí)別功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)氣瓶檢驗(yàn)、充裝、配送等GPS定位等環(huán)節(jié)信息的自動(dòng)采集,建立氣瓶安全監(jiān)管數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)氣瓶的動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)跟蹤,對(duì)氣瓶的技術(shù)狀態(tài)、物理位置實(shí)行監(jiān)控,有效解決氣瓶充裝單位之間的相互串瓶、氣瓶漏檢和不合格氣瓶市場(chǎng)流入等問題,最大限度地控制和消除氣瓶充裝、運(yùn)輸和使用過程中的安全隱患。
危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶相關(guān)企業(yè)的操作環(huán)境比較復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò)和信息化程度一般較差,對(duì)信息化成本的承擔(dān)能力有限。因此需進(jìn)一步研究開發(fā)運(yùn)行成本較低的電子標(biāo)簽(RFID)管理系統(tǒng),使之在危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶相關(guān)企業(yè)得到更廣泛地推廣應(yīng)用。另外需開發(fā)新的加密系統(tǒng),如密鑰管理系統(tǒng)、對(duì)稱密鑰體系加密算法及SAM卡的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法等,對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品氣瓶電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)校驗(yàn),使每張標(biāo)簽使用的密鑰都不相同,其達(dá)到最佳的防偽效果,防止重要數(shù)據(jù)被篡改。
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