（3）作用距離

射頻識別系統(tǒng)按讀寫器與標簽之間作用距離分為：緊密耦合（0～lcm）、遙控耦合（0～lm）和遠距離（》lm）系統(tǒng)。

（4）有源與無源標簽

標簽可分為有源及無源兩種。有源標簽使用卡內(nèi)電池為微型芯片提供全部或部分能量，但不會為標簽與應答器之間傳送數(shù)據(jù)提供能量，識別距離較長（可達十幾米），但是它的壽命有限（3至l0年），且價格較高；無源標簽不含電池，接受讀寫器發(fā)射的電磁波提供能量，重量和體積較小使用壽命長，但它的發(fā)射距離受限制，而且要求讀寫器的發(fā)射功率大，應答器工作電路的功耗小。

（5）調(diào)制方式

根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動式和被動式：

1）主動式標簽，主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。

2）被動式標簽，使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫器的載波調(diào)制的信號，適宜在門禁、交通的應用中使用。

讀寫器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的標簽。目前使用的多數(shù)系統(tǒng)中，一次只能讀寫一個標簽。標簽之間要保持一定距離，確保一次只能有一個卡在讀寫區(qū)域內(nèi)。讀寫距離長，標簽之間的距離就要大，應用不方便。

現(xiàn)在的標簽具有防碰撞的功能，這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個標簽進入識別區(qū)域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統(tǒng)可以同時識別進入識別距離的所有標簽，這種工作方式大大提高了系統(tǒng)的效率。

3RFID在軌道交通領(lǐng)域的應用

由于RFID系統(tǒng)具有可靠性高、信息容量大、結(jié)構(gòu)簡單、安裝靈活、維護方便等優(yōu)點，隨著軌道交通的發(fā)展，列車與地面之間需要傳輸大量的信息，原有軌道電路信息量難以滿足要求，尤其在一些特殊的點，比如：進出車站、區(qū)間信號點、彎道、坡度等。車載和地面之間需要其他傳輸信息的通道增加車載控制設(shè)備的參考數(shù)據(jù)以滿足列車安全、舒適運營的要求，所以，RFID系統(tǒng)隨著軌道交通的發(fā)展作為列車和地面之間傳輸點式信息的通道，成為軌道交通列車控制系統(tǒng)的重要組成部分，也是我國CTCS指定使用的設(shè)備。

3．1RFID在國、內(nèi)外軌道交通的應用情況和基本技術(shù)參數(shù)

RFID在軌道交通領(lǐng)域運用也稱為查詢應答器，最早由瑞典鐵路提出，上世紀80年代初期開始研制使用。后來德國、荷蘭、日本、法國等都相繼采用了這種查詢應答器方式作為地面一機車的信息傳送方式，在經(jīng)過了多年的應用后，最終確定了查詢應答器的框架技術(shù)數(shù)據(jù)。它是一個電感耦合的射頻識別系統(tǒng)，采用非諧性反饋頻率。機車的數(shù)據(jù)傳輸在4．237MHz的射頻上進行，并且當列車以非常高的速度通過的瞬間仍可確保數(shù)據(jù)報文能夠正確讀出。

歐洲標準應答器的技術(shù)參數(shù)如下。

耦合方式：電感式

能量傳輸頻率：27．095MHz

數(shù)據(jù)傳輸頻率：4．237MHz

調(diào)制方式：FSK

調(diào)制指數(shù)：l

數(shù)據(jù)傳輸率：565kbit／s

電報長度：l023或者341bit

有效數(shù)據(jù)范圍：863或者216bit

讀取距離：230至450ram

最大側(cè)偏移：l80mm

雪、水、礦石覆蓋：不影響

目前，國內(nèi)鐵路地面與機車的信息傳遞大部分仍依靠軌道電路完成，我國自行研制開發(fā)的ZPW-2000系列軌道電路已在全路大面積裝備，具有18個低頻信息，但是，單純依靠軌道電路信息已無法滿足進一步提速對信號系統(tǒng)的技術(shù)要求。

隨著第六次大提速的實施，速度將突破160km／h達到200～250km／h，列車必須裝設(shè)列車控制系統(tǒng)；TDCS／CTC等系統(tǒng)的應用，傳統(tǒng)的區(qū)域分散控制轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一指揮，對臨時限速設(shè)置方式等帶來了革命性的變化，需要為運行中的列車提供臨時限速信息。

立足于我國既有信號技術(shù)裝備，參照歐盟ETCS相關(guān)標準，我國自主研發(fā)了完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、符合我國國情的CTCS2級列車控制系統(tǒng)實施方案：通過軌道電路提供與前車（目標）距離和進路狀態(tài)等實時連續(xù)信息，由列車控制中心控制應答器發(fā)送線路參數(shù)、進路信息和臨時限速，列車車載設(shè)備自動生成連續(xù)速度控制模式曲線，實時監(jiān)控列車安全運行，巧妙地解決了信息連續(xù)要求和信息量的矛盾。CTCS2系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

另外，我國幅員遼闊，大交路運輸需要跨區(qū)域運行，為完成CTCS2一CTCS0的級間轉(zhuǎn)換需要向車載提供點式信息，這些需求為應答器的應用提供了廣闊的空間。目前，我國已對京哈、京滬、京廣、隴海、滬昆、膠濟、廣深、京九、蘭新等l8條線路進行了提速改造，200km／h線路達到了14000km。

3．2RFID在軌道交通應用的原理

查詢應答器由地面應答器、車載查詢器、發(fā)射天線、軌旁電子單元LEU（可變應答器才有，用于列車控制中心為地面應答器傳送臨時可變信息）四部分組成。地面應答器的電源取自正在通過的機車上的查詢器發(fā)射的27．095MHz信號，地面應答器利用對該頻率點的電感耦合取得工作所需能量。地面向機車傳輸數(shù)據(jù)的載頻為4．237MHz，可以確保列車高速通過瞬間完整讀出數(shù)據(jù)報文。

當機車駛過地面應答器時，車載查詢器首先通過電磁感應方式將能量傳遞給地面應答器，地面應答器在接收到來自列車的能量后開始工作，通過整流電路提供可靠的電源，為應答器工作提供能量，將報文數(shù)據(jù)以頻移調(diào)制方式通過電磁感應傳送至車上。其基本電路原理框圖如圖3所示。

車載查詢器的主要功能是發(fā)射信號為地面應答器提供工作所需能量、接收應答器發(fā)出的信號、解調(diào)數(shù)據(jù)信號、解碼后再通過串行輸出送至控制設(shè)備。實現(xiàn)原理框圖如圖4所示。

4總結(jié)和展望

射頻識別技術(shù)在中國已開始進入了應用階段，發(fā)展?jié)摿薮?。在信息社會，要求對各種信息的獲取及處理快速、準確。在不久的將來，RFID技術(shù)將同其它識別技術(shù)一樣，深入到人們生活的各個領(lǐng)域。在軌道交通領(lǐng)域，目前引進歐洲標準的查詢應答器，技術(shù)成熟、安全可靠。

國內(nèi)正處于引進、消化和吸收階段，技術(shù)方面還需要進一步探索和提高，全面大提速和客運專線建設(shè)大面積展開，廣闊的市場空間已經(jīng)為技術(shù)發(fā)展提供了肥沃的土壤，我國正處在發(fā)展的關(guān)鍵時期。社會主義現(xiàn)代化建設(shè)根本要靠科學技術(shù)?？茖W技術(shù)上的重大突破可以使社會生產(chǎn)力產(chǎn)生革命性的飛躍，相信不久的將來，我國在此技術(shù)領(lǐng)域也會有突破性的進展。

參考文獻

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2王曉華，周曉光、射頻識別技術(shù)及其應用【J］．現(xiàn)代電子技術(shù)，2005（I1）：45-44．

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4楊艷秋．世界各國（或地區(qū)）推進RFID的策略【J］．信息技術(shù)與標準化，2oo5（8）：64-68．

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