隨著物聯網時代的到來，人類將基本的日常管理統統交給人工智能去處理，從而從繁瑣的低層次管理中解脫出來，將更多的人力物力投入到新技術的研發中。今天我們所談及的幾項技術就是基于這個目的應運而生。

　　【RFID】

　　射頻識別，RFID（Radio Frequency Identification）技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。射頻的話，一般是微波，1-100GHz，適用于短距離識別通信。RFID讀寫器也分移動式的和固定式的，目前RFID技術應用很廣，如：圖書館，門禁系統，食品安全溯源等。

　　RFID無線射頻識別技術，相信很多人都對他相當了解，簡單來說它就是電子標簽，是一種利用無線電射頻信號耦合傳輸的特性，在讀寫器和標簽之間進行非接觸雙向數據傳輸以達到目標識別和數據交換目的的技術。它的誕生給我們的生活帶來了莫得便利，正被廣泛用于采購分配、商業貿易、生產制造、物流、防盜以及軍事用途上。

　　【RFID的組成】

　　RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作方便快捷，它是一種簡單的無線系統，只有兩個基本器件，用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成，RFID按應用頻率的不同分為低頻、高頻、超高頻、微波;相對應的代表性頻率分別為：低頻135KHZ以下、高頻13.56MHZ、超高頻860~960MHZ、微波2.4G，5.8G;RFID按照能源的供給方式分為無源RFID、有源RFID以及半有源RFID。

　　射頻識別系統至少應包括以下兩個部分，一是讀寫器，二是電子標簽（或稱射頻卡、應答器等，本文統稱為電子標簽）。另外還應包括天線，主機等。RFID系統在具體的應用過程中，根據不同的應用目的和應用環境，系統的組成會有所不同，但從RFID系統的工作原理來看，系統一般都由信號發射機、信號接收機、發射接收天線幾部分組成。下面分別加以說明：

　　① 信號發射機

　　在RFID 系統中，信號發射機為了不同的應用目的，會以不同的形式存在，典型的形式是標簽（TAG）。標簽相當于條碼技術中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸的信息，另外，與條碼不同的是，標簽必須能夠自動或在外力的作用下，把存儲的信息主動發射出去。

　　② 信號接收機

　　在RFID系統中，信號接收機一般叫做閱讀器。根據支持的標簽類型不同與完成的功能不同，閱讀器的復雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標簽進行數據傳輸的途徑。另外，閱讀器還提供相當復雜的信號狀態控制、奇偶錯誤校驗與更正功能等。標簽中除了存儲需要傳輸的信息外，還必須含有一定的附加信息，如錯誤校驗信息等。識別數據信息和附加信息按照一定的結構編制在一起，并按照特定的順序向外發送。閱讀器通過接收到的附加信息來控制數據流的發送。一旦到達閱讀器的信息被正確的接收和譯解后，閱讀器通過特定的算法決定是否需要發射機對發送的信號重發一次，或者知道發射器停止發信號，這就是“命令響應協議”。使用這種協議，即便在很短的時間、很小的空間閱讀多個標簽，也可以有效地防止“欺騙問題”的產生。

　　③ 編程器

　　只有可讀可寫標簽系統才需要編程器。編程器是向標簽寫入數據的裝置。編程器寫入數據一般來說是離線（OFF-LINE）完成的，也就是預先在標簽中寫入數據，等到開始應用時直接把標簽黏附在被標識項目上。也有一些RFID應用系統，寫數據是在線（ON-LINE）完成的，尤其是在生產環境中作為交互式便攜數據文件來處理時。

　　④ 天線

　　天線是標簽與閱讀器之間傳輸數據的發射、接收裝置。在實際應用中，除了系統功率，天線的形狀和相對位置也會影響數據的發射和接收，需要專業人員對系統的天線進行設計、安裝。

　　【RFID工作原理】

　　RFID技術的基本工作原理并不復雜：在標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者主動發送某一頻率的信號;解讀器讀取信息并解碼后，發送至中央信息系統進行有關數據處理。

　　一套完整的RFID系統， 是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應答器及應用軟件系統三個部份所組成， 其工作原理是閱讀器發射一特定頻率的無線電波能量給應答器， 用以驅動應答器電路將內部的數據送出，此時閱讀器便依序接收解讀數據， 送給應用程序做相應的處理。

　　以RFID 卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成， 感應偶合（Inductive Coupling） 及后向散射偶合（Backscatter Coupling）兩種， 一般低頻的RFID大都采用第一種式， 而較高頻大多采用第二種方式。

　　RFID的工作原理是：標簽進入磁場后，如果接收到閱讀器發出的特殊射頻信號，就能憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（即Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者主動發送某一頻率的信號（即Active Tag，有源標簽或主動標簽），閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

　　【NFC】

　　NFC技術即近距離無線通訊技術，是由飛利浦和索尼共同研制出來的，并與諾基亞等共同發起了NFC論壇，推廣NFC技術的商業應用。NFC是一種非接觸式識別和互聯技術，簡單來說，NFC就是把RFID讀卡器與智能卡的功能整合在一起，可以在移動設備、消費類電子產品、PC和只能控件工具間進行近距離無線通信。NFC提供的是一種簡單、觸控式的解決方案，操作簡單、快捷。

　　NFC近場通信技術是由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯互通技術整合演變而來，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。工作頻率為13.56MHz，但是使用這種手機支付方案的用戶必須更換特制的手機。目前這項技術在日韓被廣泛應用，他們的手機可以用作機場登機驗證、大廈的門禁鑰匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等［1］

　　【NFC技術特點】

　　1.在13.65MHZ頻率運行距離在20公分內;

　　2.傳輸速度可分為106K BITSSEC、212K BITE/SEC、424K BITS/SEC;

　　3.運行可分主動與被動模式;主動模式需要使用電池，還需要獨立發射模組;被動模式不需要使用電池，但是無法獨立發射訊號;

　　4.成為ISO/IEC IS 118092國家標準、ETSI TS 102 190標準、EMCA-340標準。

　　NFC磁片是可以支持某種特定的設備在主動或被動的情況下相互轉換數據，nfc磁片在目前來說涉及面很廣

　　，它是怎么實現這些效果的呢，首先要先了解nfc磁片的技術特點：

　　與RFID一樣，nfc磁片信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在

　　很大的區別。首先，nfc是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術，其傳輸范圍比RFID小。 其次

　　，nfc磁片與現有非接觸智能卡技術兼容，已經成為得到越來越多主要廠商支持的正式標準。再次，nfc磁片

　　還是一種近距離連接協議，提供各種設備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線世界中的其他連接方式

　　相比，nfc磁片是一種近距離的私密通信方式。

　　nfc、紅外線、藍牙同為非接觸傳輸方式，它們具有各自不同的技術特征，可以用于各種不同的目的，其

　　技術本身沒有優劣差別。

　　添加隔磁片能夠使識別距離，準確度，成功率得到大大提高！

　　【NFC應用類型】

　　NFC是Near Field Communication縮寫，說白了就是近距離通訊技術。它和我們熟悉的藍牙、WiFi還不完全相同，重點在一個“近”字。

　　NFC線圈通常被安裝在手機的背殼甚至電池里，所以使用的時候通常要把手機背面對準感應區。

　　那么有了它之后基本出門就不用帶卡了，一個手機全搞定。

　　首先，最實用的就是移動支付功能，如超市、商場、飯店、地鐵、公交等。

　　第二，門禁通過功能，如小區門禁、開車鎖車、車票門票等。這就需要我們的手機存有相應的驗證碼，想要進門的時候刷一下，即可完成驗證。

　　第三，數據傳輸功能，如下載音樂、傳輸圖片、交換通訊錄等。

　　第四，瀏覽信息功能，如將NFC手機靠近街頭有NFC功能的公共設施，就能瀏覽交通、演出、天氣等各種信息。

　　第五，智能標簽功能，有點像智能按鈕的意思。

　　以上這五項功能都是比較貼近生活的NFC用途，當然還并未完全普及。我國已經在大力發展這項技術，相信不久的將來，NFC會真正走進我們，為生活提供方便。

　　【NFC手機支付】

　　NFC發展極為迅速，已經由最初知識RFID技術和網絡技術的簡單合并，到現在已經演變成一種短距離無線通信技術。

　　把NFC芯片裝在手機上，手機就可以實現小額電子支付和讀取其他NFC設備或標簽的信息。NFC的短距離交互大大簡化了整個認證識別過程，使電子設備間相互訪問更直接、更安全和更清楚。

　　支持NFC的設備可以在主動或被動模式下交換數據。

　　在主動模式下，每臺設備要向另一臺涉筆發送數據時，都必須產生自己的射頻場。如圖，發起設備和目標設備都要產生自己的射頻場，以便進行通信。

　　如圖，移動設備主要以被動模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池使用壽命。在一個應用會話過程中，NFC設備可以在發起設備和目標設備之間切換自己的角色。利用這項功能，電池電量較低的設備可以要求以被動模式充當目標設備，而不是發起設備

　　【ETC】

　　ETC電子不停車收費系統是一種用于公路、橋梁和隧道的新型電子自動收費技術。它通過車載電子標簽和微波天線之間的專用短程通訊，在不需要司機停車和其他收費人員采取任何操作對的情況下，自動完成收費處理全過程。

　　ETC（ Electronic Toll Collection ） 不停車收費系統是目前世界上最先進的路橋收費方式。通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽與在收費站 ETC 車道上的微波天線之間的微波專用短程通訊，利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。

　　【關鍵技術】

　　1.車輛自動識別技術：主要由車載設備和路邊設備組成，兩者通過短程通信DSRC完成路邊設備對車載設備信息的一次讀寫，即完成收付費交易所必須的信息交換手續。

　　2.自動車型分類技術：在ETC車道安裝車型傳感器測定和判斷車輛的車型，以便按照車型實施收費。

　　3.違章車輛抓拍技術：主要由數碼照相機、圖像傳輸設備、車輛牌照自動識別系統等組成。對不安裝車載設備OUB的車輛用數碼相機實施抓拍措施，并傳輸到收費中心，通過車輛自動識別系統識別違章車輛的車主，并實施通信費的補收手續。

　　【ETC系統構成】

　　1.車載單元

　　2.路測單元

　　3.DSRC協議

　　【ETC與RFID】

　　ETC是RFID中的一個分支。現在一般用有源2.45GHZ，這個頻段的特點是識別距離遠，缺點是標簽帶有電池，成本較高，，需要定期更換電池。

　　【UWB技術】

　　超寬帶技術UWB是一種無線載波通信技術，它不采用正弦載波，而是利用納秒至微微秒級窄脈沖傳輸數據，所以它也被成為無線電領域的一次革命性進展。

　　【技術原理】

　　UWB技術最基本的工作原理是發送和接受脈沖間隔嚴格受控的高斯單周期超短時脈沖，超短時單周期脈沖決定了信號的帶寬很寬，接受機直接用一級前端交叉相關器就把脈沖序列轉換成基帶信號，省去了傳統通信設備中的中頻級，極大地降低了設備的復雜性。

　　USB系統采用相關接受技術，關鍵部位稱為相關器。相關器用準備好的模板波形乘以接受到的射頻信號，再積分就得到一個直流輸出電壓。相乘器實質上是改進了延遲探測器，模板波形匹配時，相關器的輸出結果量度了接收到的單周期脈沖和模板波形的相對時間位置差，

　　值得注意的是，雖然UWB信號幾乎不對工作于同一頻率的無線設備造成干擾。但是所有帶內的無線電信號都是對UWB信號的干擾，UWB可以綜合運用偽隨機編碼和隨機脈沖位置調制以及相關解調技術來解決這一問題。

　　【UWB的技術特點】

　　1.系統結構的實現比較簡單：當前的無線通信技術所使用的通信載波是連續的電波，載波的頻率和功率在一定范圍內變化，從而利用載波的狀態變化來傳輸信息。而UWB則不使用載波，它通過發送納秒級脈沖來傳輸數據信號。

　　2.高速的數據傳輸：UWB 以非常寬的頻率帶寬來換取高速的數據傳輸，并且不單獨占用現在已經擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無線技術使用的頻帶。

　　3.功耗低：WB 系統使用間歇的脈沖來發送數據，脈沖持續時間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns 之間，有很低的占空因數，系統耗電可以做到很低，在高速通信時系統的耗電量僅為幾百μW～幾十mW。民用的UWB 設備功率一般是傳統移動電話所需功率的1/ 100 左右，是藍牙設備所需功率的1/ 20 左右。軍用的UWB 電臺耗電也很低。

　　4.安全性高：作為通信系統的物理層技術具有天然的安全性能。

　　5.多徑分辨能力強：由于常規無線通信的射頻信號大多為連續信號或其持續時間遠大于多徑傳播時間， 多徑傳播效應限制了通信質量和數據傳輸速率。

　　6.定位精確：沖激脈沖具有很高的定位精度，采用超寬帶無線電通信，很容易將定位與通信合一，而常規無線電難以做到這一點。

　　7.工程簡單造價便宜：在工程實現上，UWB比其它無線技術要簡單的多，可全數字化實現。