1 RFID原理與特點

   RFID是 RadioFrequencyIdentification 的縮寫,中文意為無線射頻識別 。RFID技術是一種非接觸自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性,實現對靜止或移動中的待識別物品的自動機器識別。常說的RFID特指使用RFID技術的電子智能標簽,智能標簽是繼個人電腦(PC)、互聯網(INTERNET)、無線通信之后的第四次信息技術革命。一個RFID標簽通常由三部分組成:讀寫器、標簽(RFID卡)及相關的天線。讀寫器天線發射無線電信號給標簽,標簽通過自己的天線接收此信號,利用它從信號得到的能量,啟動標簽上的集成電路芯片工作。RFID標簽通常是由印刷層、芯片層與底層構成。,芯片層在印刷層與底層之間,是標簽的核心部分,不能承受印刷壓力,因此通常是先印好印刷層,做好底層,再與芯片層復合。

2 RFID技術的發展

RFID技術,最早起源于1948年的第二次世界大戰中敵我識別系統,是一種基于射品原理實現的非接觸式的自動識別技術,以無線通訊技術和大規模集成電路技術為核心,利用射頻信號及其空間禍合、傳輸特性,驅動電子標簽電路發射其存儲的唯一編碼,可以對靜止或移動目標進行自動識別,并高效地獲取目標信息數據,通過與互聯網技術進一步結合還可以實現個球范圍內的目標跟蹤與信息共享。

1948年哈里 斯托克曼發表的 利用反射功率的通訊，奠定了射頻識別RFID的理論基礎。1981~1990年。RFID技術及產品進入商業應用階段,各種規模應用開始出現。1990以后,RFID技術標準化問題日趨得到重視,RFID產品得到廣泛采用,RFID技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的RFID正在成為現實。

RFID技術在國外的發展較早也較快。尤其是在美國、英國、德國、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有較為成熟且先進的RFID系統。其中,低頻近距離RFID系統主要集中在125KHz、13.56MHz系統;高頻遠距離RFID系統主要集中在UHF頻段(902~928MHz)915MHz、2.45GHz、5.8GHz。

我國在RFID技術的研究方面也發展很快,市場培育已初步開花結果。比較典型的是在中國鐵路車號自動識別系統建設中,推出了完全擁有自主知識產權的遠距離自動識別系統。在近距離RFID應用方面,許多城市已經實現了公交射頻卡作為預付費電子車票、預付費電子飯卡等應用。在RFID技術研究及產品開發方面,國內已具有了自主開發低頻、高頻與微波RFID電子標簽與讀寫器的技術能力及系統集成能力。與國外RFID先進技術之間的差距主要體現在RFID芯片技術方面。盡管如此,在標簽芯片設計及開發方面,國內已有多個成功的低頻RFID系統標簽芯片面市。

3 危險化學品氣瓶行業的現狀

隨著經濟發展和社會進步,各類危險化學品氣瓶的需求量

也在與日俱增,危險化學品氣瓶廣泛應用在生產和生活的各個領域,規格種類繁多,具有易燃、易爆、毒害、腐蝕等特性。我國是僅次于美國的世界危險化學品生產和應用大國,我國在用氣瓶1.22億只,氣瓶安全涉及千家萬戶。近年來,我國危險化學品氣瓶事故呈上升趨勢,社會影響不好,有些企業受利益驅動,冒險將偽劣、漏檢氣瓶供應市場;有些危險化學品運輸和配送單位違規作業,對人民生命財產安全構成嚴重威脅。因此,如何充分利用信息技術整治和規范氣瓶生產、儲存、運輸和監督等管理工作,使得數量眾多的氣瓶使用、生產、配送企業的技術和管理水平得到提高和規范,加強行政主管部門的監督管理力量,對我國經濟的建設和發展具有十分重要的意義。

為了提高氣瓶管理水平,國內外研究人員一直在努力探索氣瓶的計算機信息化管理方法。目前,條形碼識別已經逐漸應用到國內氣瓶的識別上,在將氣瓶信息寫入條形碼標簽的基礎上,通過條形碼數據采集器讀取粘貼在氣瓶上的標簽來識別氣瓶。但是,條形碼識別技術存在諸多缺陷:(1)條形碼的顯示長度有限,只能記載簡單的信息。(2)條形碼是只讀的,一經打印生成,它上面的內容將不可更改。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據,且一次只能讀取一個。(4)條形碼很容易受到外界環境的破壞。

4 電子標簽(RFID)技術在危險化學品氣瓶管理中的應用

危險化學品大都具有很強的腐蝕性或者易燃、易爆的特性,對周圍的環境和接觸它的人具有很大的威脅。不同的危險化學品氣瓶在外觀上難以區分。但由于氣瓶本身以及內部所充裝的化學品介質由于其物理和化學性質的不同,不能隨意混合使用,必須根據氣瓶和充裝介質的不同按照規定進行相應的處理。

RFID自動識別技術具有的非接觸、遠距離讀取、芯片信息存儲量大等特性,可以使操作員和行政監管人員能夠在通過對電子標簽的讀取對危險化學品氣瓶進行識別和操作,極大地減少事故發生的概率,并降低事故發生后進行處理的難度。構建危險化學品物流和安全監管系統必須以相對大容量的可讀寫電子標簽(RFID)和具有移動計算及數據采集功能、可防爆、操作簡便的手持式RFID讀寫器為核心。固接在金屬氣瓶表面的電子標簽,需要在芯片內儲存使用壽命達15~30年的氣瓶制造、審核等基本信息和最近一次充裝、檢測、配送等信息,用于企業生產流轉和政府主管機關監督檢查之用。由于各企業生產工藝流程和各種氣瓶實際需要不同,體現在標簽上需要存儲的數據也有很大不同。考慮到標簽芯片的容量是有限的,為能夠滿足各氣瓶充裝、檢測、配送企業的不同需要和氣瓶監督管理的需要,必須對標簽的存儲數據和存儲結構進行規范。一方面要

嚴格定義氣瓶安全監管和各企業通用的業務(如登記、充裝、檢驗、配送等),保障安全監管和通用業務的正常運行;另一方面要為企業或不同氣瓶的個性化要求保留擴充的余地以保障企業特殊業務的正常運行;同時要在標簽上對重要的數據定義單獨防偽和校驗數據區,防止重要數據被篡改。

5 結 語

在危險化學品氣瓶監管中采用電子標簽(RFID)技術,給定每個氣瓶一個唯一身份號碼,利用電子標簽具有的自動識別功能,實現對氣瓶檢驗、充裝、配送等GPS定位等環節信息的自動采集,建立氣瓶安全監管數據庫,實現對氣瓶的動態信息實時跟蹤,對氣瓶的技術狀態、物理位置實行監控,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流入等問題,最大限度地控制和消除氣瓶充裝、運輸和使用過程中的安全隱患。

危險化學品氣瓶相關企業的操作環境比較復雜,網絡和信息化程度一般較差,對信息化成本的承擔能力有限。因此需進一步研究開發運行成本較低的電子標簽(RFID)管理系統,使之在危險化學品氣瓶相關企業得到更廣泛地推廣應用。另外需開發新的加密系統,如密鑰管理系統、對稱密鑰體系加密算法及SAM卡的電子標簽數據校驗算法等,對危險化學品氣瓶電子標簽數據校驗,使每張標簽使用的密鑰都不相同,其達到最佳的防偽效果,防止重要數據被篡改。

 
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