1.7 标签的物理形式
为了满足不同的应用需求,标签可以封装成各种不同的形式。标签的设计可能会受到天线形式的影响,反过来,天线的形式又取决于系统的频率。标签可能会是独立的标签形式,也可能会和诸如汽车点火钥匙集成在一起进行制造。系统的其他参数如主动还是被动、是否需要电池等都会影响到标签的设计。
图1-1表示几种能够安装在几乎任何可以想象得到的形状的产品或者包装上的标签。我们需要了解的基本原则是:标签越大,识别距离越远。
下面的内容里我们讨论几种典型的标签。
1.7.1标准卡
“信用卡”形的标签经常被用在建筑物门禁等场合。这种类型的标签通常会涉及到安全问题。允许进入全部或者部分区域的特定人员都会配发不同权限的门禁卡。阅读器经常安装在靠近大门的位置,并和控制器相连接。阅读器获取持卡人的卡片信息,和后台数据库进行权限信息匹配以决定该持卡人是否具有进入该区域的权限。如果权限允许该持卡人进入,则控制器触发电动门锁开门,允许持卡人进入该建筑物或者特定的房间。
近距离卡片控制的门禁系统是RFID最早的商业应用之一。近距离卡可以携带的信息量较少,而且厚度是标准信用卡厚度的2~3倍。现在的RFID系统所使用的信用卡标签具有标准信用卡的厚度。
图1-1 和图1-3种的白色长方形所示是RFID卡片,每张卡片具有一个微芯片,芯片具有加密的序列号。
信用卡RFID标签被认为是具有巨大市场潜力的RFID标签。2005年年末,电视节目中播放了一种新的商业信用卡系统,即所谓的“即付即走”(PayPass)系统或者“点即付”( Tap ‘N’ Go)标签系统。因为信用卡内置有RFID芯片,因此一张传统的信用卡就变成了一个电子标签。持卡人无需再采用传统的方式进行磁条刷卡,而只需将信用卡靠近POS机附近的RFID阅读器即可以进行消费结算。结算过程在几秒之内即可完成。根据《RFID公报》(RFID Gazette)报道,RFID信用卡采用的是ISO/IEC 14443标准的13.56MHz的RFID系统,系统采用三重数据加密算法标准(Triple Data Encryption Standard)和SH-1加密方法。
随着RFID技术的广泛应用也出现了一些问题,美国运通公司(American Express)的广告就画出了伪造的RFID芯片和天线。新的设计思路建议将卡片设计为普通塑料白卡。图1-7 描述了最近在信用卡使用过程中发现的复制卡。图中,伪造的RFID芯片和天线如箭头所指。
1.7.2 钥匙扣
对于POS系统来讲,钥匙扣卡片也是经常使用的标签形式。RFID标签被设计制造成一个胶囊状或者其他形状进行封装后,用来挂在钥匙环上。这种形式的标签给使用者带来了携带的方便性。如埃克森石油公司的速结卡系统采用的被动钥匙扣标签就是直径1.5英寸长、直径3/8英寸的圆柱形钥匙扣。至于内置的电子标签部分则更小,包括RFID芯片和天线的玻璃容器的长度和直径只有7/8英寸和5/32英寸。
埃克森石油公司的速结卡是被动标签,由持卡人手持使用,消费时,持卡人需要将标签靠近油泵前的集成阅读器(距离不小于1英寸)。埃克森石油公司还制造有安装在车辆上使用的主动标签。
1.7.3 其他标签形式
和钥匙扣标签相比较,有的标签制造得很小,例如应用在零售商品的包装上的标签。而有的标签则制造得很大,如应用在车辆上的标签(如易通卡(EZpass)系统就是美国东北部用来进行车辆自动收费的RFID系统。标签的塑料外壳大约为1.5英寸宽、3英寸高和5/8英寸厚,易通卡(EZpass)系统采用主动标签系统,设计安装在汽车风挡玻璃后面。阅读器天线安装在收费亭距离交费车辆6~10英尺,也有安装在距离车道20英尺的道路上边的龙门上的(如图1-8和图1-9所示))。
小知识
埃克森石油速结卡(SpeedPass)和易通卡(EZpass)埃克森石油速结卡采用RFID技术来缩短顾客加油的时间,系统的主要工作流程如下。
阅读器激活安装在加油车辆上的标签或者顾客钥匙链上的标签。阅读器和油泵相连。阅读器和标签握手读取卡内加密的序列号。
阅读器和油泵相连,获取的信息通过电缆和加油站的卫星发射机相连接。
卫星发射机发射从RFID标签获取的序列号给锁眼卫星(Very Small Aperture Terminal Satellite, VAST)。VSAT将卡片序列号反馈给卫星地面站。
卡片的序列号从地面站传送到埃克森石油公司的数据中心。数据中心确认加油卡片的序列号,和持卡人的银行帐户相连接,检查卡片的有效性并获取结算授权。
卡片的结算授权按照以上流程的反向被传送到加油站的油泵。
油泵一旦接到加油的授权就开始运转,允许顾客给自己的车辆加油。
埃克森石油公司已经把这种阅读器应用到了公路服务站和便利店。通过安装在现金结算柜台的阅读器,顾客可以在埃克森的商店里进行购物结算,就和加油一样。
易通卡(EZpass)收费系统的工作原理和速结卡有些类似:
当汽车进入收费区时,车载标签被该通道的阅读器天线电磁场激活。标签可以安装在汽车风挡后面或者驾照夹上。
经过加密编码的序号从标签被传到阅读器。
阅读器将这些信息传送到易通卡(EZpass)的数据库。
通行费被自动从卡片帐户的预付费中扣除,通行费用一般是固定的。但是在高速公路上特别是相纽约高速公路上,收费金额是和汽车行驶的里程相关的。在这种情况下,系统数据库需要跟踪车辆进口和出口,通信费则根据以上的信息由系统自动计算。
数据库自动保存收费交易记录,包括日期、时间,分配交易序号,记录交易地点。
绿色指示灯、打开的道闸以及文字信息(有时三种信号都有)提醒驾驶员车辆已经缴费成功,可以通行了。其他颜色的指示灯或者信息可能是提示驾驶员缴费失败或者出现了其他问题。


