RFID技术在反恐与国防上的应用

2011-04-15 13:48:22来源: EEWORLD

我们会继续推出集成行李处理和筛选解决方案,RFID技术将成为不可分割的一部分,这将大大改善行李和货物追踪效率。

    ALIEN
行李和货物跟踪系统是经美国国土安全部安全法认证。这项技术已被认定为一个合格的反恐技术。作为提供合格的反恐技术供应商,ALIEN公司的技术已获得安全法案的保护。



2003年伊拉克战争中,美军就是通过该系统准确地追踪了国防部发往海湾的4万个集装箱,实现对“装备流”和“物资流”全程跟踪,并指挥和控制其接收、分发和调换,使物资的供应和管理具有较高的透明度,大大提高了保障的有效性。 
    在集装箱或整装卸车上安装射频标签,在运输起点、终点和各中途转运站上配置固定或手持式识读装置和计算机系统,结合实时追踪网络系统,对在运物资进行监控。该系统通过遍布38个国家的420个监控点,对于包括军事及商业用途的270,000个集装箱和重要货物进行实时追踪。系统集成了许多不同技术,包括主动式射频技术、全球定位、识读装置及手持设备等。采用开放式网络结构,符合国际技术标准规范。现有的基础设施可以实现全球集装箱跟踪管理。
    8军(EUSA)后勤运输部门用该系统提供跟踪第5类物资(弹药)和第9类物资(修理零部件)从港口到前线的途中可见性。 

    该系统为SAVI公司研制,规模大,分布范围广,采用多种技术整合,整体效益突出。核心技术为主动式射频标签(433.92MHz),识读设备为独特的双频应答式,使识读距离大大增加。 

单兵电子病历卡 

    2003年伊拉克战争期间,美国军方大量使用了射频身份识别技术,被缝入到袖口中的射频标签用于跟踪受伤的士兵和平民的身份、状况和位置。射频标签中的数据通过手持设备进行读取,识别病人,也允许医生在标签上添加、修改或创建新的治疗记录。 

    美国德州的ScenPro公司开发了在伊拉克的海军第三舰队医院使用的这套TacMedCS系统,德州仪器公司(TI)提供了射频标签。TITag-it采用工作频率为13.56MHz的无源标签。射频识读设备与袖口之间的识读距离可达1.8米。标签能够存储2Kb256字节)信息,用于存储惟一的身份号码、受伤记录和治疗数据。 

 




服装发放装置 


    以往美军都是利用条形码技术使服装发放速度加快。即:服装公司将带有电子条形码的标签系在作战服上,发往征兵中心。在新兵试穿时,管理者用扫描器扫描标签,将适合新兵穿用的作战服大小、颜色、式样等信息输入计算机,计算机将信息传到国防兵员保障中心,再由中心传到服装公司,用于制定生产计划。而现在使用射频识别技术,过去需要多步完成的程序可以一次完成,既节省了人力又提高了效率。 

    根据功能和应用成本推测为被动式13.56MHz无源标签技术,实现作战服生产所需数据的快速采集。并利用“一物一码”原理,做到每个兵员服装数据准确跟踪。


美军射频识别应用的技术特点 


    美军使用的射频识别系统十分注重实用性,即可在野战条件下使用。从后勤保障供应链的角度看,野战条件相对平时固定营房及作业场所而言,室外、野外操作较多,要求设备对温度、湿度、阳光、降水等自然环境条件有较强的适应性。由于野站环境各种装备车辆集中,设备数量多,电缆布线不规则,可能会产生多种电磁干扰。野战条件对射频识别技术的要求是识别距离远,抗干扰能力强、可靠性高,使用操作简便,可安装在露天环境、拆装方便,尽可能少的维护。 

    下面从射频标签的分类、存储容量、工作频率及安全性等方面对美军已经使用的射频识别系统进行分析。 

主动式与被动式 

    主动式标签的工作电源完全由内部电池供给,同时电池能量也部分转换为标签与识读设备通信所需的射频能量。主动式标签通常用于识别距离较远(10200米)的场合,典型工作频率为:433.92MHz860930MHz2.45GHz5.8GHz 

    从美军使用情况看,主动式标签的识别距离较远,可靠性相对较高,成本也较高。主要用于大型集装箱、车辆的身份识别。美国国防部最近明确指出,“对货运集装箱,包括69米海运集装箱及大型空运货盘,所有美国本土以外的集装箱必须带有由发货地写入集装箱中货物内容的主动式(带电池的)标签。”在集装箱上使用主动式标签可以充分发挥远距离识别的特点,减少开箱清点工作量。 

    主动式标签的不足是电池寿命有限,只能维持25年。实践表明,由于制造和使用上的差异,主动式标签电池的使用时间有较大离散性,给标签的维护带来麻烦,标签数量越大,维护问题越复杂。同时由于主动式标签带有电池,因此通常体积较大,限制了应用领域。 

    国内民用应用已经出现过主动式标签因使用寿命不一致及高低温工作不正常而无法使用的情况。 

    被动式标签没有内装电池,标签从识读设备发出的射频能量中获取其工作所需的电能。半被动式标签有内装电池,但电池仅对标签内要求供电维持数据的电路或标签芯片工作所需的电压作辅助支持。 

    被动式(半被动式)标签的特点是识读距离近(一般在10米以内),成本较低,标签存储容量小,识读设备的天线方向性不强。典型工作频率为13.56MHz433.92MHz860930MHz。在13.56MHz作用距离在0.51.5左右。在433.92MHz860930MHz,作用距离可达到310米。 

    被动式(半被动式)标签主要用于人员、车辆身份识别,托盘及小型包装箱的标识。 

    主动式标签识别距离远、可靠性高的特点使其比较适合野战条件下使用,但成本高、不易维护是大规模推广的障碍。被动式标签识别距离短,但体积小、成本低、免维护的特点使其更适合使用在小包装识别上。 

标签数据存贮容量 

    射频识别标签的存储容量一般在2Kbits以内,更多的存储容量并没有太大的意义。从技术及应用角度来说,射频标签小型设计、近距离识别特性及调制方式本身就不适合作为大量数据的载体,其主要功能在于标识物品并完成无接触的识别过程。而且射频识别系统的瓶颈恰恰是在识读设备与标签之间的通讯传输。因此典型的标签数据容量为:128bits64bits1Kbits2Kbits  

    美军要求在本土以外的集装箱上安装主动式标签,并写入货单内容,是基于某些地域不便通过网络交换数据的安全因素考虑。实际上大量数据经标签进行传输不仅效率低、时间长,而且易出现错误。这种做法是将射频标签当作通讯设备。合适的用法应是只在标签上放少量的必要信息。 

    美军除集装箱以外的所有射频识别应用都是只在标签上存放物品的军队惟一识别码,相关信息是通过网络得到的。 

工作频率 

    目前使用较多的几种射频标签工作频率为13.56MHzISO/IEC 14443ISO/IEC 10536ISO/IEC 18000-3)、433.92MHzISO/IEC 18000-7)、915MHzISO/IEC 18000-6)和2.45GHzISO/IEC 18000-4),除13.56MHz外,都是工作在超高频以上,也就是通常所说的UHF和微波频段。这两个频段的电磁波易被水及金属物体所吸收,造成较大的损耗,因此不宜将标签直接附着在这些物体表面。 

    从美军实际应用和发展情况看,13.56MHz主要用于无源近距离产品,距离在1米以内,典型应用为电子病历、电子、货物托盘或小型包装识别。433.92MHz目前主要是美军在主动式标签上使用,此频点全世界除日本以外均可使用,符合美军全球战略要求。距离在3100米,典型应用为物流过程的集装箱标签、大型托盘标签及安全封签。915MHz主要在北美使用,多为被动式标签,距离在38米,是较为成功的产品。典型应用为车辆识别、人员身份识别、仓储物流外包装。 

    从实际应用效果看,因为不同的频率有不同的特性,单一频率不可能适应全部应用。低频标签能耗低、穿透性强、无方向性,UHF频段数据传输快,距离远。美军在军事物流中针对不同应用采用13.56MHz433.92MHz915MHz多种标签,形成射频标签体系。13.56MHz用于单品或小包装,成本较低,915MHz用于托盘和包装箱,433.92MHz主要用于集装箱及大型车辆识别。 

标签安全性 

    标签数据的安全性是使用者极为关注的,可以从数据本身到通信方式和空中接口多方面采用加密手段,第二代RFID标准开发中最主要的部分是设计了第二代空中接口协议,该协议用于管理从标签到读卡器的数据的移动,为芯片中存储的数据提供了有效的保护措施。使用方式也可以很好地解决安全问题,美军就是通过只在标签中存放物品序列号实现的。 

    美国国防部的RFID最终政策中并没有对数据加密的要求。国防部副部长助理Estevez列举了两条理由说明安全方面的合理性 :第一,标签中的数据如序列号等在它没有与数据库进行关联之前,没有值得利用的信息;第二,潜在的“敌人”不可能在3米之内近距离接近标签以读取标签上的信息。

关键字:RFID技术  反恐与国防

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0415/article_5417.html
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