RFID射频识别技术在上海世博会中的广泛应用(12页).doc

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1、-RFID射频识别技术在上海世博会中的广泛应用-第 12 页RFID射频识别技术在上海世博会中的广泛应用一、RFID技术及其在历届世博会的应用RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。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。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签。最基本的RFID系统由三部分组成，标签(Tag)：由耦合组件及芯片组成，每个卷标具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以

2、写入)卷标信息的设备，可设计为掌上型或固定式；天线(Antenna)：在卷标和读取器间传递射频信号。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。在2005年日本爱知县举办的世博会中，供应方提供了约2000万张RFID门票，首次尝试在门票中集成微型芯片，以增加门票的防伪能力，为参观者提供高效服务。二、 RFID技术在2010上海世博会应用1、RFID电子门票背景及应用状况我国换发二代身份证项目作为世界上最大的

3、RFID项目，采用国内自主嵌入式微晶片，有力的推动了国内的RFID行业发展。2008年北京奥运会在食品安全保障体系、奥运宾馆、比赛场地、制造商、物流中心和医院的个人安全监控中，广泛采用了RFID技术，为奥运会的成功举行保驾护航。射频识别技术应用于门票系统，上海经历了一个从小规模示范向大规模推广的渐进过程。在上海举行的“大师杯”网球赛和特奥会上的试点应用，为2010年上海世博会票务系统建设积累了经验。2、 2010世博会RFID电子票务系统1)RFID技术制作门票的优点上海世博会预计的参观者有7000万人次，从门票的预售到展会结束历时二年，门票的面额较大，这些特点对世博门票系统的处理能力、入园检

4、票的速度，门票的安全性、可靠性以及门票的成本等方面都提出了非常高的要求。在大型活动中使用传统门票，需要大量工作人员进行人工识别，存在效率低下、差错率高的问题。基于RFID技术建立世博票务系统，采用RFID技术制作门票的主要优点有：a)可以实现快速的机器自动识别，满足大客流的快速检票处理；b)采用先进的芯片技术，每张标签都有唯一的ID，难以仿冒；c)数据信息的读写具有较高的安全保护等级；d)可以实现门票生命周期的全过程数字管理。2)2010世博会RFID电子票务系统的创新点2010世博会RFID电子票务系统包括拥有自主知识产权的射频识别门票芯片和芯片线路、可靠稳定的制票管理和仓储物流配送系统、自

5、动售检票设备和管理系统、自助服务终端以及响应及时的票务运行保障体系等。该系统将作为世博会票务管理工作的核心支撑体系，实现门票制作、门票销售管理、帐务处理及票检方面的信息化管理职能，同时该系统还将支持世博会管理和运营的能力，为决策指挥和应急保障提供数据来源和分析。运用RFID技术的世博会票务系统，建立了世博会的票务信息网络，是基于RFID技术在我国二代身份证、北京奥运会后又一个大规模应用。该RFID电子票务系统的主要创新点有：a)国际上首次在大规模的活动中使用带安全认证的RFID门票；b)完全自主知识产权的RFID芯片；c)采用先进的EEPROM芯片设计和制造工艺；d)采用先进的芯片倒装(Fli

6、p-chip)工艺；e)机读与视读相结合的门票自动检票技术，方便快速通行和识别；f)门票数据安全控制和防伪数字签名设计；g)松耦合的体系架构，保障系统运行的安全、可靠、稳定。系统整体架构示意图上海世博会的门票采用了RFID技术。门票内含一颗自主知识产权”世博芯”，其采用特定的密码算法技术，确保数据在传输过程中的安全。RFID电子门票无需接触、无需对准即可验票，持票人只需手持门票在离读写设备10公分的距离内刷一下，便可轻松入场。此外，”世博芯”还可记录不同信息并用于不同类别的门票，以便为参观者提供多种类型的服务，比如”夜票”、”多次出入票”等。通过RFID芯片采集的参观者信息将汇聚到票务系统的中

7、枢，进行数据处理、分析，便于园区的管理，就犹如一个人的神经系统。管理方就可据此了解园区内的人员密度，并进行科学的分流引导。世博门票验票闸机电子门票中的芯片线路3、世博后延伸应用上海世博会基于RFID技术的世博会门票应用系统，不仅能满足世博会对门票系统安全、可靠、快速识别的需求，同时也是一个针对大型活动的、通用的数字化门票的整体解决方案，可以在大型展览、演出、体育竞赛等活动中推广。通过世博票务系统项目，可形成RFID门票系统的核心技术与关键产品，并建立典型应用的系统架构。上海世博会会期半年，其庞大的票务系统是有史以来最大规模的射频识别技术门票应用案例，将积累丰富的管理手段和经验，为RFID技术在

8、其他领域的推广奠定基础，将大大推动我国射频识别技术和产业的发展。三、上海世博会RFID食品物流溯源应用RFID(射频识别)，俗称电子标签则是食品安全科技中的一大亮点，为上海世博会提供有效的食品安全保障。届时，”世博食品物流RFID监控溯源系统”将包括供博单位提供的蔬菜、水产品、畜禽、奶、蛋、面包糕点、餐饮半成品等对温控有要求的食品，并在专供世博食品的物流箱型车上也配备相应的射频识别设备，对装载冷藏冷冻食品的车辆配备射频识别等温度连续监控设备。在食品进入园区时，执法人员通过手持式办公终端移动设备，就能在现场快速追溯食品和原料的来源，确保供应渠道的安全可靠。同时还将选择在蔬菜、水果、水产品、蛋等初

9、级农产品及配送的餐饮半成品等包装袋上要求佩戴射频识别标签，储存种养殖企业或生产单位、品名、产地、生产日期、保质期、储存条件等信息，使产品包装和射频识别标签随货物交易完整进入餐饮、零售或物流终端，以保证食品和原料能够追踪溯源。上海世博会将运用RFID识别技术和手持式办公终端技术的有机结合，充分发挥移动办公的灵活性和电子标识的便捷性和可靠性，从而实现了监督检查、监督抽检、行政处罚、人员培训、重大活动保障等现场监管工作电子化，并可实时查询食品经营企业基本信息及日常监管记录。提升食品安全监管工作的效能，做好世博会食品安全保障工作。1、背景及RFID在食品物流溯源中的优势2010年上海世博会持续6个月，

10、园区内将有200余家公共餐饮企业、60家官方展馆、5个员工食堂和3个大型物流配送仓库，预计日均有40万名以上国内外游客及工作人员在园内用餐，预计日消耗食品量500吨，消耗食品总量10万吨。食品包装上加贴与食品安全相关的溯源和检测信息的RFID电子标签。在世博物流中心入园关口、园内食品经营单位现场，保障人员可通过RFID读写设备，现场核查、监控入园各类食品的来源、流向以及相关食品安全信息。通过手持式移动办公和RFID电子标签等技术，实现世博会期间，食品安全监管部门对本市食品经营单位监督检查、食品抽检、行政处罚、人员培训、重大活动保障等监管工作的现场电子化管理，现场实时查询食品经营企业的基本信息和

11、日常监管情况，并全程跟踪和记录重大活动食品安全保障全过程信息。2、世博现场电子化监管系统以世博食品安全监管业务为核心的数据平台，为食品安全监督部门提供一个集食品安全监督资源数字化高效指挥调度、全程监控、日常监管工作信息化、突发事件预警和快速处置为一体的信息化支撑体系。通过该平台，食品监督部门将实现自动监测供博食品从源头到餐桌的安全管理信息，对重点企业食品生产加工关键环节进行实时远程监控，对食品运输贮存温度超限值等异常情况实施自动预警，以短信平台、远程呼叫等通讯手段和现场视频实时调度指挥全市监督力量，对突发食品安全事件进行快速处置。3、监督检查子系统在监督检查子系统中，通过手持终端，用户通过读取

12、卫生许可证中的RFID卡，即可获取此企业的基本信息，读取企业信息后即可对企业进行监管。监管人员在现场使用各模块的功能可以生成的文书，并可通过便携式的打印机在现场完成打印，真正实现现场办公。4、 抽样检测子系统将传统手写采样单内容进行格式化，通过手持式办公终端进行信息采集；采用手持式办公终端后，数据现场采集，回单位后直接进行同步即可，保证了数据的实时性；可以现场打印采样单，由被抽样者进行签字确认。监督抽检子系统中包括了产品样品采样模块、非产品样品采样模块以及信息维护模块。5、 重大活动保障子系统重大活动保障子系统是将监管部门日常重大活动保障工作进行了电子化，监管人员在重大活动保障中从任务登记开始

13、，到监管人员在终端机上下载任务，直至保障结束后任务总结的上传这一过程的所有保障环节的功能。6、从业人员管理子系统从业人员电子化监管子系统提供了有健康证人员与无健康证人员的考核功能，在系统中进行考试并由系统现场进行评分，同时可以对从业人员或企业的考核历史记录进行查询。在系统中提供了RFID读取模块，可以在系统中通过读取从业人员培训证中的内容，确定从业人员的基本信息。从业人员管理子系统中包括了重点人员考核、非重点人员考核、信息维护及查询统计模块。7、执法资源查询子系统执法资源查询子系统是为监管人员在现场执法过程中提供法律法规的查询功能，执法资源查询系统中包括了所有相关的法律法规，并贮存在本地的数据

14、库中。系统中包括了法律法规的查询模块，可以在终端中根据查询相关的法律法规。同时系统中提供了法律法规的新增上传及下载功能。8、突发事件应急处置系统突发事件主要针对食物中毒，应急系统是根据国家卫生部的相关法律法规，将中毒应急处理流程电子化，其中包括了报告记录单、信息报告卡、相关信息表、调查报告表、个案调查表等文书制作模块，同时系统还提供了便利的查询与统计功能，可以提高了中毒应急处理的效率。四、食品物流RFID监控溯源系统世博食品溯源系统是运用RFID电子标签技术，开发的面向企业世博运行和政府监管部门的世博食品溯源系统，实现供博食品安全信息全过程溯源。通过溯源系统可以对食品原料进行溯源，确定原料的来

15、源、流通途径及分配去向，通过建立供博食品及企业的数据库，并采用RFID电子标签技术对供博得粮食、蔬菜、水果、水产品、畜禽、奶、蛋等主要品种加载相关信息。同时，建立世博园区专属的物流系统，运用RFID电子标签的智能读写功能，动态监控入园各类食品的来源和流向。在世博溯源系统中包括了原料供应单位、食品加工中心厨房、物流企业、园区内的门店等单位。执法人员通过手持式办公终端移动设备，可以现场追溯食品和原料的来源，核查供应渠道是否符合要求。1、原料企业子系统在原料供应单位子系统中主要有收货单位管理、发货单据及发货清单管理模块。此子系统的功能在于向收货的中心厨房发货食品原料，由原料供应单位在系统选择相应的原

16、料记录后，并在系统中选择发货；中心厨房在收到原料的同时可以在相应的子系统中确认收货，以做到供应单位每一份原料都可在系统中进行查询。2、中心厨房子系统中心厨房子系统中的功能在于对基础数据进行管理，对收到或自购的原料进行加工，按周转箱的形式写入RFID标签和打印纸质标签，将周转箱进行装车运输，同时将车子信息写入RFID卡，以做到食品原料从供应单位到装车发货过程的延续。中心厨房子系统中包括了基础数据、加工运输、数据查询等内容。在基础数据管理中包括了供应商、收货门店、配送品等数据模块。加工运输包括了原料登记、快速检测、半成品加工、半成品装箱、标签制作打印、物流预约、装车发货等模块内容，以数据查询中的溯

17、源查询模块。3、物流企业子系统世博物流中心子系统中主要由物流预约确认、入园安检、园内交货三部分内容组成。对中心厨房提出的预约进行确认，然后派车至中心厨房装车。车辆在园区入口处经检查后放行。物流车辆将中心厨房的配送品运送至门店交货。4、园内门店子系统监管部门子系统的功能是对基础数据的维护，对业务数据的汇总，进行溯源查询及系统管理等。5、园内门店管理子系统园内门店管理子系统的主要功能是完成对中心厨房发送的关成品的收货程序、进行企业的自查活动及从业人员的管理的自查管理。同时，园内门店也可进行原料的溯源查询。五、世博后延伸应用与未来趋势RFID电子标签的使用,可以在城市范围进一步的推广,对日常供应的食

18、用农产品、加工食品等进行从“田头到餐桌” 的全程监控及溯源。食品药品监管部门在日常监管中通过运用RFID电子标签的智能读写功能，实时监控各类食品的来源和流向，及时杜绝食品安全隐患，确保本市食品安全可控。同时，该项技术应用于温度监控系统可作为对易腐食品运输过程的温度进行连续监测，及时食品贮存时发现和避免因温度变化而引发的潜在食品安全风险。通过使用温度监控系统可以实时的了解被监控食品或场所的温度，对食品贮存和加工中的温度等食品安全关键参数进行自动连续监测，了解食品冷藏冷冻及加工设备运转是否正常。通过全行业的逐步推广，使食品安全更有保障，并能更好的做好食品溯源的工作。六、上海世博会交通领域RFID应

19、用1、背景及RFID在交通领域的应用优势随着我国经济社会的快速发展和人们生活水平的提高，近年来交通领域的主体“汽车”和“驾驶员”也保持着高速增长，2009年底我国汽车已达7619万辆，驾驶员达1.99亿。交通拥堵、交通安全、交通环境污染等问题已成为了社会的热点问题。国际国内科技人员纷纷研究采用高新技术实现“智能交通”，用以解决“汽车社会”中的问题。在智能交通领域(ITS)，车辆身份自动识别(AVI)技术是关键。我国在这一方面的多年努力却受到了“信源”落后这一根本性技术瓶颈的障碍，致使成效不大进展缓慢。当前基于传统“汽车号牌”图像识别的系统存在一定的不足，一是对假牌车和套牌车难以识别；二是对环境

20、要求较高，大雪、大雨、大雾、微光等条件下难以适用。射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术(以下通称RFID技术)。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。射频识别(RFID)技术的发明，特别是UHF频段无源RFID产业的发展，为实现“车辆身份自动识别”提供了新的技术途径。正如中国射频识别(RFID)技术政策白皮书所述：“利用RFID技术对高速移动物体识别的特点，可以对运输工具进行快速有效的定位与统计，方便对车辆的管

21、理和控制。当前我国正致力于研发基于RFID技术为汽车创设新增一个“数字化信源”，并在此基础上开发出一个“信息化系统”，用以实现我国在交通领域的现代化、信息化管理和服务。2、世博园区内车辆管理RFID应用上海世博会是一个具有国际影响力的“区域型大规模会议活动”，需要对进出世博园区的车辆进行严格的“身份识别和认证”，从而在通道口对车辆实现“严密管控”；为保障进出世博园区的车辆交通秩序和通行速度，需要对通道口德车辆进行“快速放行”。在技术上如何同时实现对车辆实现“严密管控”和“快速放行”这两个似乎难以同时做到的矛盾。2009年1月1日，世博园区正式启用由公安部第三研究所为主研发的基于无源超高频RFI

22、D技术的“世博园车辆证件查验系统”。系统前端部署于世博园的各车辆进出通道口，具备长距离自动识别验证过往车辆、自动放行、自动报警等功能。1年来，系统已经为各类车辆发放证件达1.2万张，服务进出世博园区的车辆超过270万辆/次，有效同时实现了对进出世博园区车辆地“严密管控”和“快速放行”。3、P+R停车换乘中RFID应用2010年世博会将实行“公交优先、区域差别、时空均衡”的交通保障策略，提出了引导区-缓冲区-管控区出入口-园区五级管理策略。从城市外围至世博园区，逐步对私人交通进行截流。中心城区道路由于交通量的急速增长将造成停车难的问题，并将成为最需要优先解决的关键技术问题之一。停车换乘被认为是解

23、决这一问题的最具潜力的方法。同时，世博会静态交通系统的建设和应用也将向世人充分展示我国在交通、信息、计算机等技术领域的科技实力。静态交通相对于动态的道路交通而言,静态交通与动态的道路交通共同构成城市交通系统，两者相互作用，互相影响。停车换乘系统( Parking+Ride ，即P+R)是城市综合交通体系的重要有机组成部分，是公共交通与机动化需求协调发展的产物，是交通区域差别化管理的重要手段。停车换乘系统是缓解中心城道路交通拥挤的重要交通管理措施,是落实公共交通优先发展政策的具体体现，是应对小汽车迅猛增长，优化出行结构的必由之路，是贯彻交通节能减排方针的一个重要环节，是引导城市布局规划调整的重要

24、方法，是满足长三角区域发展一体化的重要交通服务设施。P+R停车换乘中，综合应用RFID定位技术、RFID车位检测技术、视频识别技术采集车位上具体车辆信息，将RFID车位检测及组网技术应用于道路停车管理，实现车位信息采集、电子计时、计费、收费功能。通过对大型停车场管理的RFID定位关键技术和RFID车位检测及组网关键技术进行研究，开发出了大型停车场管理示范系统和道路停车管理示范系统，提升了停车管理技术水平，服务于城市公共管理，服务世博会停车场的安全监控、运行管理和内部诱导。 1)该系统具有复杂环境下无线传输特点。停车场内有大量梁柱和车辆，使得无线传输环境非常复杂，车辆移动都可能造成定位误差。通过

25、室内停车场复杂环境下的RFID定位技术研究，实现了复杂环境下无线传输特点，提高RFID定位精度，降低定位成本。2)该系统具有车辆出入管理、车位占用状态检测、车位引导、寻车、车辆RFID定位功能。有源RFID车位检测技术是RFID传感技术一种，具有检测准确，施工量小，成本低的优点。通过有源RFID技术的车位检测及组网技术研究，掌握了低功耗、长寿命的有源RFID车位检测技术，并实现组网方式信息传递。3)该系统还具有车位占用信息采集、电子计时、计费和收费功能。图- 总出入口引导屏图- 自动车位查询机停车换乘系统是缓解中心城道路交通拥挤的重要交通管理措施，是公共交通与机动化需求协调发展的产物，是交通区

26、域差别化管理的重要手段，是贯彻交通节能减排方针的一个重要环节，是引导城市布局规划调整的重要方法，是满足长三角区域发展一体化的重要交通服务设施。P+R停车换乘中RFID应用将带动停车管理和服务水平的提高和产业的发展，推进上海智能交通系统发展和加快智能交通产业化进程。4、不停车收费(ETC)系统射频自动识别不停车收费系统(ETC)是目前世界上最先进的路桥收费方式。该系统的基本原理是使安装在车辆上的专门装置 (车上单元)通过无线信号与安装在收费口上的天线进行信息交换，根据该专门装置中保存的与收费相关的数据，可以即时算出并征收通行费用。费用征收不用现金，而使用电子货币式的系统(如IC卡)。一套完整的电

27、子收费系统是由识别、通信等多个子系统和设备构成的。通过安装在车辆挡风玻璃上的电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车就能交纳费用的目的。 不停车收费(ETC)系统的采用，一方面，可以允许车辆高速通过(几十公里以至100多公里)，与传统的人工收费8秒出票相比较，不停车收费大大加快了高速公路收费道口的通行能力，据测算，较人工收费车道，ETC车道通行能力将提高46倍，可减少车辆在收费口因交费、找零等动作而引起的排队等候。另一方面，也使公路收费走向电子化，可降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益，同时

28、也大幅降低收费口的噪声水平和废气排放，并可以杜绝少数不法的收费员贪污路费、减少国家损失，与原来的人工收费和人工电脑收费方式相比，实行不停车收费后具有明显优势，不仅极大地改善了路上密集车辆所造成的环境污染，减少车辆阻塞现象，行车更加安全，更为主要的是将大大提高过桥收费效率。 该系统的应用频率是5.8MHz，射频卡在车的挡风玻璃后面，天线架设在道路的上方。在距收费口约50-100米处，当车辆经过天线时，车上的射频卡被头顶上的天线接收到，判别车辆是否带有有效的射频卡。读写器指示灯指示车辆进人不同车道，人工收费口仍维持现有的操作方式，进入自动收费口的车辆，养路费款被自动从用户帐户上扣除，且用指示灯及蜂

29、鸣器告诉司机收费是否完成，不用停车就可通过，挡车器将拦下恶意闯入的车辆。5、世博后应用及趋势 目前国内已经认同采用射频识别(RFID)技术是未来我国实现对车辆精细化管理和服务的技术趋势，近年来国家发改委、公安部、科技部、交通部、环保、各地政府等各方正推动着该技术进入实用阶段：1)2006 年，国家科技部等14个部委共同发布中国射频识别(RFID)技术政策白皮书。提出：“鼓励和支持在公共安全、生产管理与控制、现代物流与供应链管理、交通管理、军事应用、重大工程与活动等领域中优先应用RFID技术”。2)2007年科技部设立国家科技支撑专项“汽车数字化标准信源系统世博会区域性应用研究与示范”。其主要目

30、标之一为：“研究开发出符合我国国情、面向公安道路交通管理、并能支持其他社会化服务的汽车数字化标准信源系统。”3)2008年国家发改委启动信息化试点示范工作，提出：“基于无线射频技术的车辆电子牌照试点工程，重点解决车辆自动识别、动态监测、车牌套用与防伪等方面的问题，实现公安交通管理部门对车辆的精准管理。”4)2009年11月，由科技部联合25个部委、行业协会指导编写的中国射频识别技术发展与应用报告(RFID蓝皮书)正式发布。提出“我国RFID发展战略与重点”之一是：“以电子车牌为示范，推进RFID在涉车管理中的应用。”公安部第三研究所及RFID产业同行，通过前期的多个国家科技项目已经研发解决了关

31、键技术并用于实际工程建设中。各种不同的应用模式有：南京市特定车辆管理、重庆市城市智能交通管理与服务、上海市2010年世博会车辆管理、交通部高速公路不停车收费、北京市环保绿标、海关出入境管理(深圳、广州、大连、青岛等)、上海市出租车管理、小区和停车场管理等。但由于各系统间缺乏统一规划和技术标准，从而会导致未来信息资源难以整合共享、射频信号互相干扰等风险问题。许多行业专家认为，在全国范围内进行统一规划并研制相关技术标准，加快推进我国电子车牌应用是我国RFID在交通领域应用的未来趋势。七、RFID技术、物联网技术展望RFID技术作为一项先进的自动识别和数据采集技术，被公认为21世纪十大重要技术之一，

32、RFID 将构建虚拟世界与物理世界的桥梁。RFID技术在世博会的交通管理、物流、食品安全、票务管理、公共安全等领域开始应用，将积极地推动我国RFID产业的发展。 目前，欧美等发达国家在芯片、终端设备、系统应用方面，尤其是在标准制定和技术开发方面处于领先水平。随着RFID技术的成熟和普及，各国政府都意识到RFID技术对未来的影响和蕴涵的巨大商机，制定相关政策或投入物力，积极推动本国RFID产业发展。我国颁布的2006-2020年国家信息化发展战略和国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)中都阐述了发展RFID产业的重要性，指出推动RFID技术的发展，可增强我国信息产业的国际竞争能力、推动建设创新型国家;科技部发表了中国射频识别(RFID)技术政策白皮书，国家还设立了专项基金支持RFID产业的发展，为 RFID产业的发展奠定了良好的政策、经济环境。随着RFID技术的不断发展和标准的不断完善，RFID产业链从硬件制造技术、中间件到系统集成应用等各环节都将得到提升和发展，产品将更加成熟、廉价和多样性，应用领域将更加广泛。在我国政府的支持和企业的推动下，RFID产业将得到飞速发展，其应用领域越来越广泛，同时也将带动相关产业的发展。