上海世博會(huì)于2010 年5 月1 日開幕， 為期184 天，參觀總?cè)舜纬^7000 萬(wàn)，吸引200 個(gè)國(guó)家和國(guó)際組織參展。“城市，讓生活更美好”，世博會(huì)門票系統(tǒng)也會(huì)使RFID 的發(fā)展更美好。
1 RFID 基本原理
RFID(射頻識(shí)別，也稱電子標(biāo)簽)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞， 通過所傳遞的信息實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別的技術(shù)。它的作用距離為10 cm～10 m(依據(jù)不同的頻率)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)也可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
與其他識(shí)別技術(shù)相比，RFID 具有自動(dòng)識(shí)別、遠(yuǎn)距離識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)。它能廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)景，包括企業(yè)的供應(yīng)鏈管理、城市的交通管理、物品防偽、個(gè)人信息內(nèi)容獲取等。
基本的RFID 系統(tǒng)由射頻標(biāo)簽、閱讀器和天線三部分組成。射頻標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼(EPC)，附著在物體上，標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器是讀取(有時(shí)也可寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。天線在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。
RFID 技術(shù)的基本工作原理： 標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)， 憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
同為自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中的一種數(shù)據(jù)采集技術(shù)，人們更多的是將RFID 與條碼技術(shù)進(jìn)行比較。這兩種技術(shù)都可應(yīng)用于商品標(biāo)識(shí)這一共同領(lǐng)域， 但RFID具有多目標(biāo)識(shí)別和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別能力， 還具有識(shí)別距離更遠(yuǎn)和抗灰塵、抗煙霧、存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)。RFID具備的功能：a)可同時(shí)讀取多個(gè)RFID 標(biāo)簽資料。b)RFID 標(biāo)簽無需光源就可以讀取或更新。c)存儲(chǔ)資料的容量大。d)電子資料可以反復(fù)被讀寫。e)智慧型標(biāo)簽可以很薄，如隱藏在包裝器皿內(nèi)仍可讀取資料。f)RFID 標(biāo)簽可傳遞資料作為貨品追蹤與保全。g)RFID 標(biāo)簽在嚴(yán)酷、惡劣及骯臟的環(huán)境下仍可讀取資料。h)可進(jìn)行高速移動(dòng)讀取。
RFID 系統(tǒng)有低頻、高頻、超高頻和微波四種工作頻段(見表1)。根據(jù)這四種頻段電磁波的特性，它們的應(yīng)用領(lǐng)域也有所不同。低頻RFID 由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)，具有較強(qiáng)的穿透性，可以穿透水和皮膚等介質(zhì)，可用于動(dòng)物標(biāo)識(shí)。高頻RFID 受到通信距離的限制，多用于公交卡、身份證、門禁等領(lǐng)域。而超高頻RFID則廣泛應(yīng)用于物流行業(yè)。
2 世博會(huì)應(yīng)用RFID 技術(shù)的需求
近年來，在上海舉行的會(huì)展數(shù)量以每年20%的速度遞增。上海市政府一直在積極探索如何應(yīng)用新技術(shù)提升組會(huì)能力，更好地展示上海城市形象。RFID 在大型會(huì)展中應(yīng)用已經(jīng)得到驗(yàn)證，2005年愛知世博會(huì)的門票系統(tǒng)就采用了RFID 技術(shù)，做到了大批參觀者的快速入場(chǎng)。2006 年世界杯主辦方也采用了嵌入RFID 芯片的門票， 起到了防偽的作用。這引起了大型會(huì)展的主辦方的關(guān)注。在2008 年的北京奧運(yùn)會(huì)上，RFID 技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。
2010 年世博會(huì)在上海舉辦， 屆時(shí)對(duì)主辦者、參展者、參觀者、志愿者等各類人群有大量的信息服務(wù)需求， 包括人流疏導(dǎo)、交通管理、信息查詢等，RFID 系統(tǒng)正是滿足這些需求的有效手段之一。世博會(huì)的主辦者關(guān)心門票的防偽。參展者比較關(guān)心究竟有哪些參觀者參觀過自己的展臺(tái)， 關(guān)心內(nèi)容和產(chǎn)品是什么以及參觀者的個(gè)人信息。參觀者想迅速獲得自己所要的信息，找到所關(guān)心的展示內(nèi)容。
而志愿者需要了解全局，去幫助需要幫助的人。這些需求通過RFID 技術(shù)能夠輕而易舉的實(shí)現(xiàn)。參觀者憑借嵌入RFID 標(biāo)簽的門票入場(chǎng)，并且隨身攜帶。每個(gè)展臺(tái)附近都部署有RFID 讀取器， 這樣對(duì)參展者來說，參觀者在展會(huì)中走過哪些地方，在哪里駐足時(shí)間較長(zhǎng)，參觀者的基本信息是什么等就了然于胸了，當(dāng)參觀者走近時(shí)，可以更精確地提供服務(wù)。同時(shí)，主辦者可以在會(huì)展上部署帶有RFID 讀取器的多媒體查詢終端， 參觀者可以通過終端知道自己當(dāng)前的位置及所在展區(qū)的信息， 還能通過查詢終端追蹤到走失的同伴信息。
3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
在世博會(huì)門票中植入RFID 標(biāo)簽，運(yùn)用RFID 技術(shù)，使整套系統(tǒng)發(fā)揮最大的效率，需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問題。
1)防沖撞技術(shù)
在非接觸電子標(biāo)簽的使用過程中， 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)讀寫器必須同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽的情況， 即有多個(gè)標(biāo)簽在讀寫器的感應(yīng)范圍之內(nèi)， 它們將幾乎同時(shí)響應(yīng)讀寫器的指令而發(fā)送信號(hào)， 這樣就會(huì)產(chǎn)生信道爭(zhēng)用的問題，多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)之間將產(chǎn)生干擾。讀寫器不能正確接收數(shù)據(jù)，也就無法正確識(shí)別標(biāo)簽，產(chǎn)生了沖突。此時(shí)必須采取快速的防沖撞措施來保證通信的可靠性和正確性。在人流量大時(shí)，世博會(huì)門票尤其要有效解決這個(gè)問題，保證參觀者輕松入場(chǎng)。
2)安全加密技術(shù)
數(shù)據(jù)的安全包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全以及數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全等。世博會(huì)系統(tǒng)應(yīng)保證信息存儲(chǔ)的安全性。同時(shí)，信息要使用特定的密碼算法技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性， 外界無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改或竊取， 從而實(shí)現(xiàn)了RFID 門票的防偽造和防變?cè)臁?/p>
3)多角度信息處理能力
世博門票采用RFID 技術(shù)后可以為參觀者提供多種類型的服務(wù)，如多種特性的票種。RFID 讀取器采集到參觀者的信息后， 將其匯聚到世博會(huì)系統(tǒng)后臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。
4 世博會(huì)RFID 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
4.1 硬件設(shè)計(jì)
世博會(huì)是一個(gè)大型的國(guó)際性盛會(huì)。保證系統(tǒng)的有效性和靈活性十分重要， 系統(tǒng)的穩(wěn)定性則更加重要，對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用所處的服務(wù)器需要雙機(jī)備份。具體結(jié)構(gòu)圖如1 所示。
