射频识别技术
射频识别技术范文第1篇
摘要：射频识别技术在医疗方面的应用逐渐成为现实，在未来的数年内，像射频识别技术这样的自动识别技术将被寄予厚望，因为它们孕育着更大的创新。
射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)实际上是自动识别技术(AEI，Automatic Equipment Identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备( 人员、物品) 在不同状态( 移动、静止或恶劣环境) 下的自动识别和管理。
2 0 世纪8 0 年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别并交换数据的目的。与同期或早期的接触式识别技术不同，R F I D 系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有E E P R O M 用来储存识别码或其它数据。E E P R O M 容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线( 和电池) ，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、I C 卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
射频识别技术在医疗领域的应用日益增长。虽然这项技术逐渐被普遍采用，但患者真正享受这项技术仍然需要一个过程。射频识别技术不仅在供应链管理中得到应用，还迅速被引用到医疗方面，而且被证明是非常有效的一项技术。
该技术能够使多处标记在一定距离同时被扫描。在大规模的零售业，这种提供准确数据的技术使其可以为成批的货物一次性扫描。将射频识别技术应用在防伪的领域有它自身的技术优势，射频识别技术采用的标记系统，迅速进入制药市场，打击了假药的流通；防伪技术本身要求成本低，但是却很难伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身具有内存，可以储存、修改与产品有关的数据、利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等等产品上都可使用。美国的制药企业开始在美国使用该技术，生产过程中在每样产品上封装入射频卡，卡上记载了唯一的产品号。批发商、零售商用厂家提供的读写器就可以严格检验产品的合法性，这就使识别假药变得很简单了。
相似的科技促进了医院供应链的药物和医药设备的管理。事实上许多医院都有配置射频识别系统的需求，在急救室的患者可能最先体验到这项技术带来的安全与便捷。
临床应用的优势
患者首先感受到在急救车上使用射频识别系统标记的好处。急救车上有一系列的设备装置和药品，随时准备提供给心搏停止的患者。美国国民患者安全理事会首席专家说，2003年11月至2005年6月，由于急救推车的问题引起了8 起事故，都是由于相应的设备不在车上或药物过期造成的。这并非人为疏忽，而是在这些推车上至少有三种不同的物品，虽然有检查各物品是否配备的程序，尤其是在急救室执行急救过程中，迅速完成这项检查任务仍然很困难。
射频识别技术的标记能简化这个检查程序。与普遍使用的条形编码系统相比，射频技术将通过减少扫描次数而改进功效，从而最终提高接待患者的质量。如果使用条形编码，需要逐一扫描各个物品，所以采用射频识别扫描就要高效得多。
标记的唯一性，降低或消除医疗过失
射频识别技术可以确保急救车、手术室和康复室中准备工作的高效开展。患者被分配的标记是执行射频识别技术的关键，患者被标记为独特的代码，在药物治疗和外科手术过程中，能降低或消除医疗过失。假如给一个患者的药或瓶子上贴错标记，这项技术立刻可以识别，并纠正过来。
在美国已经有关于用自动射频识别技术检查患者身份的案例，这将成为射频识别技术应用强有力的依据。专家认为，在有些场所，条形编码识别技术是最合适的，但射频识别技术会成为更强大的工具。为了患者的安全，我们意识到单独一项技术并不能解决我们所面临的全部问题，在解决这些问题的时候，可以采用射频识别技术与条形码相结合的方法。随着医疗复杂程度的日益提高，以及患者和医院对医疗安全的更加重视，射频识别技术在运用中会越来越引人注目。
在药物供应链上使用射频识别技术，也成为在患者中使用这项技术的强有力的理由。“射频识别技术在患者药物供应链上也是很重要的，有时人们会忘记这些。”专家说，“例如，患对药物产生不良反应，射频识别技术就可以找出根源，看看是不是假冒药剂的原因。”
全天候跟踪
被分配这种标记的患者和医务人员现在逐步成为争论的焦点，因为这种鉴定技术不仅是识别个体，而且还跟踪他们的各项活动，这就牵连有许多内在的利益。使用这个系统，在紧急关头，可以轻松地在附近找到合适的临床医生。
射频识别技术能帮助提高药物目录的功效性以及医疗卫生器材的管理
美国的V e r c h i p 是第一个可移植的射频识别技术芯片，提供了幼儿保护、资产追踪、存取控制和预防错乱的设备。这些设备在皮肤下采用无害标记，结合数据库存储患者精确的信息。
美国的Surgichip 是又一组取得进展的患者标记，目标是避免认错患者，避免执行错误的治疗程序。系统采用射频识别技术启动三步核实过程，核实患者身份、关键数据和相应的手术程序和位置。这三方面的电子记录为各个程序提供了安全审计追踪。
射频识别技术在美国医疗界已经开始普遍使用了。每个产科病房都有一项射频识别技术系统固定识别卡。识别系统像门锁一样有许多使用的形式。新的功能如定位医务人员和患者的进展是非常令人激动；其它类型的室内配置和定位系统被取消了，因为射频识别技术有很好的投资回收率和健全的标记技术，同时射频识别技术的自动化进程，在忙碌的手术室里能提高工作效率。
关注成本
虽然在使用中，射频识别技术潜在的投资回报率已越来越清晰，但执行成本仍将是采用此项技术的主要问题。标记的芯片十分昂贵，这将成为采用此技术最大的障碍。
对射频技术的误解
匹兹堡医药中心大学的Jay Srini 说：“人们需要药物供应链的自动化。此项目的意义要比标记的成本重要的多。”在美国，医疗保险补偿在下降，许多医院大都建于二十年前，基础建设要投资更新。在射频识别技术系统方面的投资有助于更有效地运用其他科技成果。
许多人希望看到它所带来的利润，但这需要长时期的使用才可以看到结果。美国的先驱案例——在幼儿安全操作系统和操控设备上使用射频识别技术，经过了很长时期，才得到了回报。特效的射频识别技术标记用于医疗设备上已有很大收益，医院不会浪费设备，不需要再购买或租用额外的设备。
早期廉价标记的使用者，现在他们开始使用更昂贵的标记了。因为它的投资回报率要比它本身的成本高得多。考虑到最初的投资和操作成本，关于射频识别技术太昂贵的讨论发生了变化。例如医疗事故高额赔付，适当地使用精确的技术就可以减少或消除医疗事故的发生，这为降低医疗成本带来不可忽视的作用。“医学院关于不良药物事件的报告指出，每年因不良药物而导致的死亡人数相当惊人。”Srini 说，“如果有了重大医疗事故的影响，就知道投资一个可靠系统的价值了。”
在病例中，保证诊疗的准确性，避免不利结果是关键。推动使用射频识别技术关系到患者的安危，能够减少医疗事故的支出。射频识别技术确实影响了成本，但必要的程序确保了患者的安危。标记修复术和移植设备，像髋关节置换和心房脉冲产生器不需外科手术，采用射频识别技术就能检查出移植设备的问题。同时，技术开发者在努力降低成本，开展创新的支付结构等。例如，由W a v e f o r m 提供的定金基数和帐单到期支付等等。虽然克服了这些忧虑，其他因素也会导致惯性阻碍此项技术的实施。
克服市场惯性
要迅速被采用， 必须要显示此项技术独特的优势。在实际运用中，如果现有装备足够好，就延缓了射频识别技术的启用。例如，一项公认的设备技术被取代时，射频识别技术微小的利润也许不能收回前期投资，这就给射频识别技术的推广造成了障碍。
在传染病控制中采用射频识别技术的益处
条形码识别技术已经相当成熟，也是降低错误的廉价的方式。但射频识别技术提供更强大的功能，其标记能在视线以外的距离被扫描，并可以反映患者复杂的信息数据库。因此，要采用射频识别技术， 取决于射频识别技术是不是优于条形码，取决于机构是否用长远的目光看待成本评估。虽然现在人们已经接受了条形码，但还会关心射频识别技术是否能提高效能，能否在长期使用后做到投资回笼。
另一挑战就是射频识别技术的发展步骤。标记在变小，读卡机更复杂，内在程序功能在扩展；并且有些公司担心该设备进入市场过早而没有买主。“没人愿意为他人做嫁衣。但人们愿意看到此项技术的优势特性和稳定性。”Jay Srini 说，“企业希望了解射频识别技术的巩固性和全面性，但我们不愿冒这个风险。”
这些顾虑，经过时间的磨合将会消除，就像担心患者的隐私问题一样，因为采用射频识别技术会涉及到医护人员、患者个人信息的存储和追踪，所以人们认为射频识别技术侵犯了个人隐私，并且现在忧虑仍然存在，但患者看上去已经逐渐接受了。虽然射频识别技术的成本相对条形码来说是很高，并且有些患者为此感到不满，但如果你解释他们被标记的原因，他们大都会很高兴的接受这样的护理。总之，争论在减少、形式在变化、射频识别技术的成本也在降低。应用只是时间问题
实际上，射频识别技术在医疗方面的应用逐渐成为现实，在未来的数年内，像射频识别技术这样的自动识别技术将被寄予厚望，因为它们孕育着更大的创新。美国专家认为应该加快射频识别技术的应用，他们认为在对条形码的更换上可以稍慢一点，但在其它方面如传染病的控制，应该加速射频识别技术的应用，因为在识别传染病患者接触过的物体而预防医院内感染等方面射频识别技术会起到重要作用。所以可以确定这是一个有着良好前景的技术。英国的专家也认为射频识别技术在医疗方面起到重要的作用是毫无疑问的，只是时间的问题。他们认为只是由于英国的医疗机构对接受新技术方面反映迟钝，才导致不能那么快地接受射频识别技术。
射频识别技术范文第2篇
关键词：射频；识别技术；应用；趋势；展望
射频识别技术是一种现今应用广泛、技术成熟的新兴技术。下面就射频技术的基本理论、应用趋势与展望作探讨。
一、射频识别技术的基本理论
1.射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）或称无线射频识别技术（RFID技术），是二十世纪九十年代开始兴起的一项非接触式自动识别技术。射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信号达到识别目的的技术。它具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷、可远距离同时跟踪识别多个目标等许多优点。
2.RFID系统的组成。RFID系统大致由电子标签（射频卡）、阅读器和数据交换与管理系统三大部分组成。电子标签由耦合元件及芯片组成，主要用来存储被标识物品数据信息。阅读器主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路组成，用来读取或写入电子标签中的数据、数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理对电子标签进行读写控制等。
3.RFID标签的分类。RFID标签可分为主动标签（Active tags）和被动标签（Passive tags）两种。主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远、体积较大与被动标签相比价格较高，也称为有源标签，它一般具有较远的读/写能力，不过电池寿命有限（4～9年）。被动标签内无电池，它收到阅读器发出的微波后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护、成本低、使用寿命长，比有源标签更轻小，读/写距离较近，也称为无源标签。相比有源标签系统，无源标签系统在读/写距离及适应物体运动的速度方面稍有限制。无源射频电子标签技术可实现可视管理，无源RFID系统不受磁场、静电和无线射频的干扰，具有防水、防震的功能。
4.RFID系统的工作原理。电子标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号就能凭借感应电流所获得能量发出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签）或者主动发送某一频率信号（有源标签或主动标签）阅读器读取信息并解码后，送RFID系统的识读过程。阅读器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去。系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调制器传给读写器，读写器对接收到的信号进行解调、解码，送后台电脑控制器。计算机控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。从而完成有关信息查询、统计、管理等功能。RFID可以极快的速度在阅读器和电子标签之间采集和交换数据：具有智能读写及加密通信的能力，唯一性密码，极强的信息保密性，这对于军队保密等要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。无论我们使用的各类系统、收发公文处于任何环节，相关人员都可以实时掌握其信息和状态。
5.电子标签优点如下：可以透过外部材料读取数据（无可见性要求）；防水、防磁、耐高温，可以在低劣的作业环境下工作，使用寿命较长；可以嵌入或附在不同类型的产品上；读取距离范围有所提高，无须直线对准扫描，写入数据的时间少，存储信息量大；同时可以读取多张卡，并且可以读取运动中标签上的信息；超薄和多种大小不一的外型，使其能封装在纸张、塑胶制品（PVC、PET），可应用于不同场合，也可再层压制卡。该技术正与电子供应链紧密联系在一起，有望在未来几年取代条形码扫描技术。
二、射频识别技术的应用趋势与展望
射频识别技术范文第3篇
2016年是国家“十三五”的开局之年，两会更是把物联网的发展列入了“十三五”规划。射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）作为物联网应用的核心支撑技术，无论是在科学研究还是在实际工程应用上都已有广泛关注[1]。对于高校电子类专业，《射频识别技术》是一门非常重要的专业课程，学生可以通过对本课程的学习了解行业发展情况和提升专业技术能力。而在实际的教学过程中，选择合适的教学内容和教学方法来提高学生的学习兴趣，使用恰当的课程考核方式对学生的学习情况进行全面、公平的评价，才能让学生能够快速、有效地掌握最新的专业知识，并在毕业时具备一定的专业能力。
本文针对在不同专业、不同年级的《射频识别技术》课程的实际教学情况，提出了在教学内容和学生评价考核方式的探讨，从而激发学生的学习兴趣和提升学生的学习效果。
1 丰富的教学内容
射频识别这门技术本身涉及的专业学科知识就很丰富，例如：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、通信原理、数据传输、密码学等[2]，实际教学时需要结合其他学科知识进行串讲，这样不仅能够增加多个学科间的关联性让学生学习兴趣提高，对于学生进行专业系统学习也有一定的帮助。
《射频识别技术》课程使用的教材[1]内容丰富，具体内容包括：RFID概述、系统组件阅读器和射频标签的原理、无线通信原理、标签识别和超高频识别协议标准、系统设计的影响因素、研究进展与应用情况等。课程采取的是“2+2”的形式，即两节理论课加两节实验课的形式。由于专业课程涉及内容丰富，无论是理论课还是实验课都需要对教学内容进行合理的安排，对于学科间联系紧密的内容应该适当串联引深，让学生了解各个学科专业间的关系。
1.1 理论教学内容
理论课程往往比较枯燥无趣，教学时如果引入一些学生学习过的其他专业课程的内容，不仅能够提高学生的学习兴趣，也能提升学生专业学习的总体效果。例如：在教材RFID概述和研究进展部分有提到物联网和传感网的内容，而物联网和传感器都是学生有学习过的专业课程，在教学这部分内容时就可以把物联网、传感器、射频识别等相关技术进行结合串讲，分析它们各自的原理、差异，列举一些实际的应用案例，让学生更好地理解学习的专业课程并不是孤立的，而是具有很强的关联性的，从而加强教学效果。
1.2 实验教学内容
实验教学是为了能够让学生更好地掌握理论知识、具备一定的实践能力，实验教学内容是依托于理论教学内容的。因此，《射频识别技术》课程实验教学内容是根据理论教学内容来合理安排的。理论教学内容丰富，实验教学内容也应该相对多样。本课程实验内容主要分三大部分：
1）RFID基础实验
RFID基础实验主要是RFID技术所使用的125KHz、13.56MHz、900MHz等三大典型频段的标签数据读取和写入实验。实验内容相对简单，主要是让学生认识到RFID技术在实际生活中应用是非常广泛的，并没有想象中那么高大上，从而引起学生的学习兴趣。
2）无线通信相关实验
无线通信的实验内容包括三维电磁仿真软件（HFSS）对天线的设计与仿真、SmartRF软件对射频芯片参数的设置、MATLAB软件对信号调制的仿真等。这部分实验内容是根据理论教学内容添加的。标签组件原理和无线通信原理两部分都有提到天线，特别是天线的性能与无线数据的传输有一定的联系。引入天线设计与仿真和射频芯片参数的设置实验是为了让学生更好地了解天线的极化、增益、谐振频率、发射功率等因素对于无线数据收发的影响。信号的调制仿真则算是学科间的交叉引申，让学生回顾其他专业课程内容。无线通信的实验涉及的软件较多，但并不是都学习过，教学时需要对各种软件的使用进行详细说明。多软件的学习使用也拓展了学生对于专业辅助工具的使用能力。
3）RFID系统综合实验
综合实验需要学生完成RFID小系统的组建，实现射频识别的功能。实验内容、步骤相对复杂，能够呈现出学生学习本课程后的学习效果。
2 多样的考核方式
《射频识别技术》课程开设的专业和年级不一，根据不同的专业和年级课程的考核方式也不尽相同。物联网工程专业主要采取闭卷考试的方法，其他专业则使用课程论文的方式。
1） 闭卷考试
《射频识别技术》是物联网工程专业在大三上期开设的核心课程，为了能够让本专业学生对该专业课程有更加深入的学习效果，采取理论期末闭卷考试方式。试卷题型应多样并分值合理。可适当加入开放性试题，比如：“列举生活中的射频识别技术的应用案例”。综合、全面地考核学生课程学习情况。
2）课程论文
对于电子科学与技术专业来说，《射频识别技术》并不是专业核心课程，且在大四上期开设，主要通过期末课程论文的方式进行考查。课程论文内容不限，只要是射频识别技术相关即可，考核学生对于射频识别技术的了解情况、材料分析归纳总结和论文写作能力等[3]。
射频识别技术范文第4篇
[关键词] 无线射频识别技术;医院临床;应用
[中图分类号] R197[文献标识码] B[文章编号] 1673-7210(2010)02(b)-147-02
无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种新兴的、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数据信息,利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别,无须人工干预、自动识别目标对象并获取相关数据,可在任何恶劣环境中工作,并可同时识别多个目标对象。由于RFID技术具有操作快捷方便、使用寿命长、远距离读取、加密标签数据、存储数据容量大、支持写入数据、抗污染能力和抗干扰强、防水、防磁、耐高温等优点,目前已广泛应用于火车监控、高速公路自动收费、智能交通管理、门禁系统、金融交易、畜牧管理、仓储管理和车辆防盗等领域。随着RFID技术不断发展和完善,该技术已开始应用于医疗、保健、公共卫生、药品监管[1]、血液、卫生材料、医疗器械的生产、配送、防伪、追溯及远程医疗监控[2]等卫生领域,为医院实现信息化、数字化带来革命性的变化。
1 RFID系统组成
RFID系统一般可分为硬件组件和软件组件两个部分。硬件组件是由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)组成,电子标签是一个微型的无线收发装置,其内保存有数据,当读写器查询时它会发送数据给读写器。读写器是一个捕捉和处理标签数据的装置,同时还负责与后台处理系统接口。软件组件包括RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合。RFID中间件是在读写器和后台处理系统之间运行的一组软件,它是标签和读写器上运行的RFID系统软件和在后台处理系统上运行的应用软件之间的桥梁[3]。
2 RFID工作原理及框架
阅读器将要发送的信息,经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号,卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理;若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPROM中的内容进行改写,若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。
3 RFID在医院的应用
基于RFID的工作原理开发并应用于医院有以下几方面:
3.1 婴儿的保护和识别
人口贩子偷盗新生儿事件时有发生,如果我们利用RFID技术在医院对新生儿进行定位、追踪和身份识别,只要给妈妈和宝宝戴上利用RFID技术特制的电子腕带,一旦宝宝离开了规定活动范围,系统就会自动报警。而且在辖区范围内,能及时确定婴儿的具置,能有效防止婴儿在医院内被有意或无意的调换,甚至被盗走,以减少刑事犯罪,回避管理风险。
3.2 医疗器械的管理
医疗器械、卫生材料都是与患者直接相关的用品,管理不善会造成严重后果。如今一些不法分子把一些用过的医疗器械重复的给另一个患者使用,一可以造成交叉污染,二由于重复使用造成器械质量严重下降,给人民群众的医疗安全带来很大隐患。医院利用RFID技术给每件医疗器械增加一个电子标签,进行动态管理,随时跟踪、监测、了解医疗器械的基本信息、使用状况,尤其是植入人体的医疗器械进行定位、防伪,从而达到了对医疗器械规范化、科学化管理。
3.3 药品的管理
药品的管理事关千家万户,其质量要求十分严格。传统管理方式比较复杂,医务人员从调制药品到患者服用或注射的过程中,对于患者的身份、所用药物名称与剂量等也较容易出错,医院利用RFID技术可以轻松解决上述问题,有效地杜绝假冒伪劣药品、用药错误、药品过期等问题的发生[4]。在需要追踪某类产品在流通过程中的状态以及追溯某个环节的责任时,能够更准确、更方便地提供信息,便于迅速采取措施,从而大大提升患者的用药安全,提高工作效率。
3.4 血液管理
医疗机构中的血液管理非常复杂,血液管理涉及采集、运输、存储和使用等诸多环节,由输血引起的安全问题也是触目惊心的。原来在手工模式下很难追踪的事件,医院可以利用RFID技术,全程跟踪记录献血者的信息,采血时间,血液在血库的调入、调出,血液使用者的信息等,从而实现“从输血者到用血者”、“从血管到血管”的跟踪管理,做到实时跟踪血液信息,最大限度地避免风险和消除错误。
3.5 传染病管理
如何有效防治鼠疫、霍乱、SARS、甲型H1N1流感等重大传染性疾病对人类的危害,是医院必须高度重视并着力解决的重大问题。利用RFID技术可记录所有被疑似、确诊患者和相关接触人员的活动区域、路径及时间,掌握其接触史,并在隔离患者欲离开隔离区域时实时提出警告,建立起传染病疫情全程管制,进而防止类似SARS疫情的院内感染问题再度发生。同时,可为各级防疫和行政部门提供及时而准确的疫情信息。
3.6 患者信息和就诊管理
基于RFID技术的一卡通存储患者个人信息和就诊信息,包括患者的挂号、分诊、批价、交费、取药等。另外,医院也通过和银行的联网实现一卡通电子钱包,解决了患者携带现金不方便等问题。使用门诊一卡通实行电子身份认证。把患者的信息存到卡内,把电子存折和电子病历为一体。通过这一系统,患者可自助挂号,解决了挂号长、就诊长、取药长、看病短“三长一短”问题。患者通过IC卡自助挂号,在就诊现场实行刷卡收费,解决了传统模式的看病难等情况的发生,提高了门诊就诊的效率。医院也实行了挂号、交费、病历等多个管理层面与一体的管理系统。这一系统支持网上查询病历。患者可以足不出户,通过刷卡,在网上查询病历情况和检查结果。医院通过刷卡分诊、就诊、检验、取药等,形成了一种完整的一卡通体系,大大提高优化了效率。利用RFID技术对社区老年人、需要保障的人群进行身份管理,进行动态监控,使得社区医疗服务能够得到提高。
[参考文献]
[1]唐慧鑫,马爱霞.无线射频技术实现药品监督的新宠儿[J].上海医药,2007,28(8):344-345.
[2]裴志杰,丁晓迪.无线远程医疗监控系统发展概况[J].计算机与数字工程,2008,36(12):55-58.
[3]付俊.无线射频识别技术研究[J].山西科技,2009,(1):22.
射频识别技术范文第5篇
射频识别技术RFID( radio frequency identifiestion) 是21世纪非常流行的一种自动识别技术，其应用场合越来越广，尤其随着物联网技术发展，应用将更上一层楼，目前在停车场，学校图书馆，食堂，公交车上已经屡见不鲜。这里我们设计一种利用单片机开发的新型手持射频卡读写器，作为通用射频卡检测设备。
1 系统设计
本系统主要由电源管理单元、单片机AT89C52、射频卡读写模块（主要由MFRC500构成）、无线模块、键盘显示电路及其他电路构成，系统如图1所示。
手持射频卡读写器的工作原理如下：整个手持机由电源管理单元给各个模块提供工作电压，由单片机控制射频卡芯片，并通过天线发射电磁波(区域大小取决于天线的设计质量)，当有射频卡（也可以称作电子标签，RFID卡，非接触卡）进入天线发射的有效范围时，射频卡里有一个LC串联谐振电路，它的工作频率与射频卡读写器天线发射的频率相一致，由于电磁波提供的激励能量，使得射频卡里的LC谐振电路产生了感应电势，电压达到一定电压值，就作为卡内其它电路工作的电源，然后射频卡将数据通过内部电路以同样的频率发送回去，读写器通过天线接收到射频卡的信号后，进行解调解码，并根据冲突检测和校验，来判断有效的数据，接着通过单片机的串口发送数据给无线模块SIM900D，SIM900D可使用短信或者TCP/IP数据流两种方式来进行数据的无线传输，由于短信方式比较适合数据量少，单方向的场合，这里为了使该设计具有更广的使用，所以采用TCP/IP数据流的方式，与远程控制数据中心进行数据交互。
0 引言
射频识别技术RFID( radio frequency identifiestion) 是21世纪非常流行的一种自动识别技术，其应用场合越来越广，尤其随着物联网技术发展，应用将更上一层楼，目前在停车场，学校图书馆，食堂，公交车上已经屡见不鲜。这里我们设计一种利用单片机开发的新型手持射频卡读写器，作为通用射频卡检测设备。
1 系统设计
本系统主要由电源管理单元、单片机AT89C52、射频卡读写模块（主要由MFRC500构成）、无线模块、键盘显示电路及其他电路构成，系统如图1所示。
手持射频卡读写器的工作原理如下：整个手持机由电源管理单元给各个模块提供工作电压，由单片机控制射频卡芯片，并通过天线发射电磁波(区域大小取决于天线的设计质量)，当有射频卡（也可以称作电子标签，RFID卡，非接触卡）进入天线发射的有效范围时，射频卡里有一个LC串联谐振电路，它的工作频率与射频卡读写器天线发射的频率相一致，由于电磁波提供的激励能量，使得射频卡里的LC谐振电路产生了感应电势，电压达到一定电压值，就作为卡内其它电路工作的电源，然后射频卡将数据通过内部电路以同样的频率发送回去，读写器通过天线接收到射频卡的信号后，进行解调解码，并根据冲突检测和校验，来判断有效的数据，接着通过单片机的串口发送数据给无线模块SIM900D，SIM900D可使用短信或者TCP/IP数据流两种方式来进行数据的无线传输，由于短信方式比较适合数据量少，单方向的场合，这里为了使该设计具有更广的使用，所以采用TCP/IP数据流的方式，与远程控制数据中心进行数据交互。
2 硬件电路设计
2.1 读写器的主要控制器
手持读写器的主要的CPU采用ATMEL公司的AT89C52。它是一款常用的51单片机。被应用到各种工业控制和消费电子领域中。其成本低，开发平台简单。当然在这个系统里理论上完全可以用其他单片机或者ARM控制器来替换。
2.2 射频卡读写器设计
射频卡读写主要通过射频卡芯片MF RC500及其必要的电路构成，射频卡芯片是整个读写器的核心，它可以实现读写射频卡（电子标签）所有必要的功能，包括射频信号的产生、调制、解调等。此芯片实际上是单片机与射频卡之间进行数据传输的关键。任何射频卡上的数据读写都要通过此芯片来传送。通过传送不同的命令给此芯片，就能实现不同的控制。
此芯片需要在OSCSIN和OSCOUT引脚上外接13.56MHz晶振，当然也可使用其他外部时钟，但不推荐这样做，因为它本身的时钟已经足够稳定。
为了实现最佳性能，射频卡芯片的模拟部分使用单独的电源，它对内部的震荡器、模拟解调器和解码器提供工作电压，同时对驱动部分和数字部分也各使用单独电源供电，此读卡器，我利用磁珠把各电源进行分开。
此芯片支持不同的CPU接口，单片机通过控制射频卡芯片的NCS引脚来选择射频卡芯片，在射频卡芯片上电或硬件复位后，此芯片马上复位它的接口模式，并根据几个固定引脚上的逻辑电平来识别当前CPU接口的类型。我们这里选择了地址线与数据线分时复用的接口类型，其具体操作是：当ALE为逻辑1时，将地址锁存到内部的相应锁存器中，然后由读写信号完成对芯片的数据读写。
在这个部分，读写器的天线设计也相当的重要，它的设计质量将直接影响读写射频卡的有效距离，我们参考芯片的数据手册，采用直接匹配的天线，其有效距离最远可以达到10cm。在天线电路的设计里，我们主要考虑两个方面的问题：
第一个方面是对电磁干扰的滤波，由于这个读写器的工作频率为13.56MHz，由时钟电路产生，但它也伴随产生13.56 MHz中的3次、5次等高次谐波。为达到国际EMC要求，良好地控制这些电磁干扰。本读写器使用低通滤波器来控制电磁干扰。
第二个方面是为了天线的性能达到最好，需要考虑天线电路的阻抗匹配。
2.3 电源的设计
由于本手持机在使用无线模块时，需要较大的电流。另外本设备为手持机，所以系统设计采用优科能源的可充电聚合物锂离子电池组件（2节串联，每节3.7V的标称电压），可充电（需另购充电器，充电电压为8.4V），电池电压通过降压型DCDC芯片AOZ1016A转换成5V电压输出，此芯片的输入电压范围较大（从4.5V~16V），最大可以输出3.6A的电流，完全满足本手持机的电压需要。
2.4 显示器的设计
显示部分采用160×96点阵液晶屏，这个液晶屏是总线型的，它与单片机的连接采用数据并行模式，直接与单片机的PO口相连，而液晶屏的读写控制信号R/W则直接连接单片机的读写信号上，另外液晶屏的片选信号CS，指令/数据寄存器选择信号A0，复位信号RESET和串并行选择端P/S，都需要分别连接到单片机的其他I/O口。
2.5 键盘的设计
键盘设计使用单片机P1口的八个I/O口实现，采用4×4矩阵动态扫描模式，可设计提供11个数字键（包括小数点）、确认键、取消键、退格键、2个功能键，共16个按键。满足一般手持设备的按键需求。
2.6 无线通讯模块
目前市场上提供的无线通讯模块有很多，为了适应更多的国家使用，我们使用刚刚推出的四频的无线模块SIM900D（它是SIM340DZ的替代品），此模块自带TCP/IP协议栈，无需其他CPU的支持就能利用TCP/IP数据流方式进行无线数据传输。当然它也使用标准的AT命令，性能稳定，使用方便。本手持机中，单片机通过串口与SIM900D进行通信，由于单片机AT89C52采用5V供电，而SIM900D使用4.3V供电，所以需要在5V电压的基础上进行降压，我们这里采用简单的二极管进行串接降压。当然此模块还需要SIM卡接口电路，由于SIM卡是经常被手碰到的地方，需要给SIM卡加上ESD保护电路。
3 软件设计
手持机软件系统用C51进行直接编写，当然如果扩展外部储存器，也可考虑在本系统中采用嵌入式操作系统，并在操作系统的基础上编写自己的应用驱动程序，我们这里考虑到本手持机只是作为物流读写射频卡的中间设备，数据处理类型和任务较少，较复杂的应用处理可以由远程数据控制中心来实现，所以这里采用C51直接编写全部程序，系统的各个单元部分用单独的任务线程设计，在减少了软件设计的复杂度的同时，也增强了软件系统的稳定性和可读性。
本系统软件设计主要包括，系统初始化，键盘扫描处理，液晶显示，射频卡的读写，以及无线模块的控制与数据通讯等主要部分，由于系统初始化，键盘扫描处理，LCD显示，都是非常常见的应用设计，下面主要说明射频卡的读写部分的设计。
3.1 射频卡的读写软件设计
射频卡的读写，最主要是对芯片进行控制。因此读写程序也主要是完成单片机对射频卡芯片MF RC500的控制，从而实现芯片与射频卡之间的数据交互，工作流程如下：
1）单片机对射频卡芯片进行初始化，使其进入正常的工作状态；
2）等待中断信号（射频卡芯片通过天线检测到有效的射频卡进入有效范围后，产生中断信号给单片机）；
3）由单片机发送相应的指令给射频卡芯片，进行请求，防碰撞，选择等操作；
4）单片机发送相应的指令对读写射频卡密码进行验证；
5）验证完毕后，读取射频卡指定块的内容或者写入相应地址块的数据；
6）完成数据读写后，向卡发送停止命令，并可判断卡有没有离开。
3.2 无线模块的数据传输的软件设计
由于无线模块SIM900D自带TCP/IP协议栈，在本手持读写器里，单片机通过其串口，利用AT命令就可以对SIM900D进行数据通讯。主要流程如下：
1）先由单片机通过I/O脚控制模块上电，使SIM900D上电复位；
2）单片机通过串口发送AT命令控制无线模块SIM900D与远程服务器建立TCP连接(预先需要知道远程数据控制中心服务器的IP地址和端口)；
3）连接建立后，单片机把准备好的数据发送给无线模块SIM900D，通过前面建立好的数据通道进行数据传输；并读取无线模块SIM900D从远程数据中心返回的数据；
4）数据处理好后，关闭当前建立的TCP连接，然后再关闭无线模块SIM900D的电源，以节约耗电，继续等待下一次的通讯。
4 结论
本手持机主要支持IS014443A协议的射频卡的读写，此射频卡目前已经被广泛使用。利用此设计方案，开发的物流手持射频卡读写器，具有携带方便，成本低，软件修改方便，可使用场合多的特点，随着物联网的发展，其应用前景一定非常广阔。
参考文献
[1]谢高生，易灵芝，王根平.动态密钥在Mifare射频IC卡识别系统中的应用[J].计算机测量与控制，2009，17(4)：725-726.
[2]李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版式，2006，12.
2 硬件电路设计
2.1 读写器的主要控制器
手持读写器的主要的CPU采用ATMEL公司的AT89C52。它是一款常用的51单片机。被应用到各种工业控制和消费电子领域中。其成本低，开发平台简单。当然在这个系统里理论上完全可以用其他单片机或者ARM控制器来替换。
2.2 射频卡读写器设计
射频卡读写主要通过射频卡芯片MF RC500及其必要的电路构成，射频卡芯片是整个读写器的核心，它可以实现读写射频卡（电子标签）所有必要的功能，包括射频信号的产生、调制、解调等。此芯片实际上是单片机与射频卡之间进行数据传输的关键。任何射频卡上的数据读写都要通过此芯片来传送。通过传送不同的命令给此芯片，就能实现不同的控制。
此芯片需要在OSCSIN和OSCOUT引脚上外接13.56MHz晶振，当然也可使用其他外部时钟，但不推荐这样做，因为它本身的时钟已经足够稳定。
为了实现最佳性能，射频卡芯片的模拟部分使用单独的电源，它对内部的震荡器、模拟解调器和解码器提供工作电压，同时对驱动部分和数字部分也各使用单独电源供电，此读卡器，我利用磁珠把各电源进行分开。
此芯片支持不同的CPU接口，单片机通过控制射频卡芯片的NCS引脚来选择射频卡芯片，在射频卡芯片上电或硬件复位后，此芯片马上复位它的接口模式，并根据几个固定引脚上的逻辑电平来识别当前CPU接口的类型。我们这里选择了地址线与数据线分时复用的接口类型，其具体操作是：当ALE为逻辑1时，将地址锁存到内部的相应锁存器中，然后由读写信号完成对芯片的数据读写。
在这个部分，读写器的天线设计也相当的重要，它的设计质量将直接影响读写射频卡的有效距离，我们参考芯片的数据手册，采用直接匹配的天线，其有效距离最远可以达到10cm。在天线电路的设计里，我们主要考虑两个方面的问题：
第一个方面是对电磁干扰的滤波，由于这个读写器的工作频率为13.56MHz，由时钟电路产生，但它也伴随产生13.56 MHz中的3次、5次等高次谐波。为达到国际EMC要求，良好地控制这些电磁干扰。本读写器使用低通滤波器来控制电磁干扰。
第二个方面是为了天线的性能达到最好，需要考虑天线电路的阻抗匹配。
2.3 电源的设计
由于本手持机在使用无线模块时，需要较大的电流。另外本设备为手持机，所以系统设计采用优科能源的可充电聚合物锂离子电池组件（2节串联，每节3.7V的标称电压），可充电（需另购充电器，充电电压为8.4V），电池电压通过降压型DCDC芯片AOZ1016A转换成5V电压输出，此芯片的输入电压范围较大（从4.5V~16V），最大可以输出3.6A的电流，完全满足本手持机的电压需要。
2.4 显示器的设计
显示部分采用160×96点阵液晶屏，这个液晶屏是总线型的，它与单片机的连接采用数据并行模式，直接与单片机的PO口相连，而液晶屏的读写控制信号R/W则直接连接单片机的读写信号上，另外液晶屏的片选信号CS，指令/数据寄存器选择信号A0，复位信号RESET和串并行选择端P/S，都需要分别连接到单片机的其他I/O口。
2.5 键盘的设计
键盘设计使用单片机P1口的八个I/O口实现，采用4×4矩阵动态扫描模式，可设计提供11个数字键（包括小数点）、确认键、取消键、退格键、2个功能键，共16个按键。满足一般手持设备的按键需求。
2.6 无线通讯模块
目前市场上提供的无线通讯模块有很多，为了适应更多的国家使用，我们使用刚刚推出的四频的无线模块SIM900D（它是SIM340DZ的替代品），此模块自带TCP/IP协议栈，无需其他CPU的支持就能利用TCP/IP数据流方式进行无线数据传输。当然它也使用标准的AT命令，性能稳定，使用方便。本手持机中，单片机通过串口与SIM900D进行通信，由于单片机AT89C52采用5V供电，而SIM900D使用4.3V供电，所以需要在5V电压的基础上进行降压，我们这里采用简单的二极管进行串接降压。当然此模块还需要SIM卡接口电路，由于SIM卡是经常被手碰到的地方，需要给SIM卡加上ESD保护电路。
3 软件设计
手持机软件系统用C51进行直接编写，当然如果扩展外部储存器，也可考虑在本系统中采用嵌入式操作系统，并在操作系统的基础上编写自己的应用驱动程序，我们这里考虑到本手持机只是作为物流读写射频卡的中间设备，数据处理类型和任务较少，较复杂的应用处理可以由远程数据控制中心来实现，所以这里采用C51直接编写全部程序，系统的各个单元部分用单独的任务线程设计，在减少了软件设计的复杂度的同时，也增强了软件系统的稳定性和可读性。
本系统软件设计主要包括，系统初始化，键盘扫描处理，液晶显示，射频卡的读写，以及无线模块的控制与数据通讯等主要部分，由于系统初始化，键盘扫描处理，LCD显示，都是非常常见的应用设计，下面主要说明射频卡的读写部分的设计。
3.1 射频卡的读写软件设计
射频卡的读写，最主要是对芯片进行控制。因此读写程序也主要是完成单片机对射频卡芯片MF RC500的控制，从而实现芯片与射频卡之间的数据交互，工作流程如下：
1）单片机对射频卡芯片进行初始化，使其进入正常的工作状态；
2）等待中断信号（射频卡芯片通过天线检测到有效的射频卡进入有效范围后，产生中断信号给单片机）；
3）由单片机发送相应的指令给射频卡芯片，进行请求，防碰撞，选择等操作；
4）单片机发送相应的指令对读写射频卡密码进行验证；
5）验证完毕后，读取射频卡指定块的内容或者写入相应地址块的数据；
6）完成数据读写后，向卡发送停止命令，并可判断卡有没有离开。
3.2 无线模块的数据传输的软件设计
由于无线模块SIM900D自带TCP/IP协议栈，在本手持读写器里，单片机通过其串口，利用AT命令就可以对SIM900D进行数据通讯。主要流程如下：
1）先由单片机通过I/O脚控制模块上电，使SIM900D上电复位；
2）单片机通过串口发送AT命令控制无线模块SIM900D与远程服务器建立TCP连接(预先需要知道远程数据控制中心服务器的IP地址和端口)；
3）连接建立后，单片机把准备好的数据发送给无线模块SIM900D，通过前面建立好的数据通道进行数据传输；并读取无线模块SIM900D从远程数据中心返回的数据；
4）数据处理好后，关闭当前建立的TCP连接，然后再关闭无线模块SIM900D的电源，以节约耗电，继续等待下一次的通讯。
4 结论
本手持机主要支持IS014443A协议的射频卡的读写，此射频卡目前已经被广泛使用。利用此设计方案，开发的物流手持射频卡读写器，具有携带方便，成本低，软件修改方便，可使用场合多的特点，随着物联网的发展，其应用前景一定非常广阔。
参考文献
