互动科普

目不暇接的RFID应用

与其他无线通信技术相比，RFID技术非常“接地气”，因此在很多领域都有着广泛的应用。

从最早的战机敌我识别，到海湾战争中集装箱内容的可视化，传统的RFID应用一直围绕着“物资设备的识别与管理”这条主线。这是因为，RFID被标识物的价值一般要远大于RFID标签本身的价格。例如，汽车或列车车厢面前，汽车电子钥匙和车厢RFID标签的价格简直微不足道。因此，以廉价的标签来标记物品，经济上是非常合算的。

以铁道为例，过去，都是铁路部门派专人抄录列车车号，作业强度很大，但数据的真实性、及时性、准确性和连贯性并不很高。在使用RFID之后，铁路部门可以实时了解车次、车号等基础信息，不仅可以获得运输确报信息，甚至还能实现铁路局间、分局间的货运车厢使用费的自动清算，大大地减轻了作业人员的劳动强度。

在出口集装箱的封条上、在邮政包裹上、在烟草包装箱上、在高档西服上、在供应商的货物包装箱上，常常都能看到RFID标签，其物流过程被全程追踪，出入库、盘点、周转、配送等信息被自动采集，整个供应链变得“可视化”。那么，这种可视化有什么好处呢？以集装箱为例，RFID关锁可以不开封就知道集装箱内的物品情况，并确认“从未开箱”或“何时曾打开”，海关人员可以据此做出是否允许快速通关的决定。与此类似，货物发出后，在每个中转地进行RFID扫描，再结合GPS（全球卫星定位）等其他物联网技术，使货物状态、位置等信息实时共享给发货人和收货人，货款等资金流动得更快，反过来也刺激了物流的高速运转。

随着技术的不断进步，RFID标签的成本已经降到了1元以下，这使得RFID技术进入日常商品的防伪领域成为可能。比如，在某些名牌红酒和白酒的瓶盖上，就采用了RFID防伪、防撕标签的设计，使用厂商授权的专用读写器后，只有真瓶盖才能读出相应信息。瓶盖开启后，RFID标签的天线会被破坏，标签因此无法识读，也就确保了标签与未开封真酒的惟一对应。

除了标记“物”以外，RFID标签的另一大用途是确认“人”，例如护照、身份证等。目前，包括美国、中国在内，世界上已经有96个国家和地区开始使用内置RFID芯片的电子护照。

值得专门说一句的是，我国的第二代居民身份证（简称“二代证”）也内置了RFID芯片。由于庞大的人口基数，它一出世就是世界上最大的RFID项目。它的芯片容量大，写入的信息可以划分安全等级并分区存储，还可以按照管理需要授权读写。近来据公安部有关负责人介绍，全国累计制发二代证已逾12亿张。

利用二代证不仅可以开办银行账户、购买火车票、在网吧登记上网和开旅馆房间，现在还能借书了。在某些比较发达的城市和地区，已经出现了一种像个大号ATM机的24小时自助图书馆。你刷过二代证并交上押金后，10秒钟即可办出一张带有RFID标签的借书证。然后，你可以在书柜前选择想借阅的图书，输入图书的编号，等自助图书馆在后台完成抽书、书号RFID扫描确认、图书出柜等动作之后，就可以拿到书了。

类似需要确认“人”的，还有与“账户”和“钱”直接相关的应用。比如，世界各大主要城市的公交、地铁月票或记次卡，基本都实现了RFID化；而仍在使用的银行磁条卡，也正在向RFID双界面芯片卡过渡中。

此外，一些重大赛事的门票，也可以借助RFID技术来提高安全性。例如2008年北京奥运会与2010年上海世博会，这两大活动都采用了内嵌RFID的门票，不但可以快速识别假票，更有助于减少安全风险。在2008年奥运会开幕式当天，就曾发生过这样一件事：某外国代表团丢失了18张门票，而相关部门正是使用了RFID技术，查出了正准备持丢失门票进入场区的外籍人员，有效避免了安全风险。

在医院，RFID在提高器械管理效率、识别病人身份、婴儿防盗等诸多方面都有成功案例。通过RFID追踪手术器械的使用过程、消毒过程和维护过程，器械管理的效率得以提高，器械管理所需的劳动力相应减少。就诊的RFID一卡通可以变形为病人手腕上的RFID腕带，在配药、注射、电子病历记录方面，都可以实现全过程追溯。它也可以时时刻刻确保母婴在院期间的正确配对。当母亲和婴儿被送入产科病房时，会分别佩戴好标签，孩子的父母还可按动母亲标签上的一个按钮，随时确保孩子没有抱错。这个标签可以加入皮肤检测功能，当标签松了或掉了的时候会自动发出警报。由此，实现了母婴一一配对，使得错抱婴儿的概率大大降低，偷盗婴儿的恶行无处遁形。

读取RFID腕带

未来的RFID

RFID芯片的发展也符合“摩尔定律”，价格不变时，芯片上集成的晶体管数目每18个月增加1倍、性能提高1倍。随着它的性能提高和价格下降，芯片的容量将越来越大、读写器性能将越来越强，与其他电子设备的集成度也将会越来越高。现在，基于金属蚀刻技术基础上的RFID标签主流技术，将通过“芯片与导电油墨分离标签”技术进一步降低成本，使得RFID真正从成本上接近甚至取代条码，从而更广泛地应用于廉价的快速消费品的包装上。

随着NFC手机的快速普及，RFID物联网将与移动互联网进一步融合，实现钱包、钥匙、防伪鉴别器的多种整合应用。比如，小王到超市购买一瓶酒，他只要掏出带NFC功能的手机，就可以读出酒瓶上RFID标签里的相关信息，比如品名、规格、生产批次、生产日期、销售渠道等信息。在小王确定它是真酒后，就用NFC手机贴着POS机晃一晃，然后在手机上确认购买信息并付费，整个购买流程就完成了。而这一天，已经离我们非常近了。

在未来，与全球各地的“物”和“人”相关的大量RFID标签所产生和传送的数据，必然会拉动对上层海量数据处理的需求。但是，在数据都读上来之后，RFID数据标准与信息安全，仍将是制约物联网能否规模化和产业化发展的最大问题。而相应的“云计算”与“大数据”，反过来又必将对前端RFID供给的数据提出更多要求，这也将促使RFID与温度、湿度、振动、压力等多种传感器集成，以便向后端传递更多的实时数据。

对于物联网，RFID的重要性不言而喻。未来RFID将实现对地球上每一个人、产品、物品、位置的标识，并且它的RFID编码可惟一对应该对象的IPv6（直译为“互联网协议第6版”，用于替代现行的第4版即IPv4）网络地址，实现虚拟世界与真实世界的实时的、一对一的映射。从某种意义上讲，物联网将地球变成一个新的“大生命体”：通信网和互联网成为地球发达的“神经系统”，RFID和传感器网络打造包裹地球的“皮肤”与“神经末梢”，无所不在的摄像头是地球成千上万只“眼睛”，而从单个计算机到云计算，则是地球从单个“脑细胞”到整个“大脑”的进化。

现在，RFID正在世界各地，时时刻刻地记录着“物”与“人”的各种相关信息，而物联网也在聚合着这些信息。也许在未来的某一天，来自世界不同地方的海量信息终将聚在一起，凝成一个“大世界”。 

（本文发表于《科学世界》2013年第12期）