醫(yī)院被服洗滌服務RFID芯片管理方案

醫(yī)院被服洗滌服務RFID芯片管理方案

目錄

第一節(jié)RFID基本介紹...........................................................................................................2

一、定義..........................................................................................................................2

二、概念..........................................................................................................................3

三、結構..........................................................................................................................3

四、組成部分..................................................................................................................3

五、工作原理和特點......................................................................................................4

六、RFID系統(tǒng)面臨的安全問題......................................................................................6

第二節(jié)RFID芯片管理具體方案...........................................................................................9

一、RFID洗衣管理.........................................................................................................9

二、系統(tǒng)主要組成........................................................................................................10

三、系統(tǒng)設計................................................................................................................11

四、系統(tǒng)績效................................................................................................................13

五、Faundre?RFID管理系統(tǒng)軟件................................................................................13

六、簡介........................................................................................................................13

七、系統(tǒng)功能................................................................................................................14

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第一節(jié)RFID基本介紹

一、定義

射頻識別（RFID）是一種無線通信技術，可以通過無線

電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統(tǒng)與特

定目標之間建立機械或者光學接觸。

無線電的信號是通過調成無線電頻率的電磁場，把數據

從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物

品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到

能量，并不需要電池；也有標簽本身擁有電源，并可以主動

發(fā)出無線電波（調成無線電頻率的電磁場）。標簽包含了電

子存儲的信息，數米之內都可以識別。與條形碼不同的是，

射頻標簽不需要處在識別器視線之內，也可以嵌入被追蹤物

體之內。

許多行業(yè)都運用了射頻識別技術。將標簽附著在一輛正

在生產中的汽車，廠方便可以追蹤此車在生產線上的進度。

倉庫可以追蹤藥品的所在。射頻標簽也可以附于牲畜與寵物

上，方便對牲畜與寵物的積極識別（積極識別意思是防止數

只牲畜使用同一個身份）。射頻識別的身份識別卡可以使員

工得以進入鎖住的建筑部分，汽車上的射頻應答器也可以用

來征收收費路段與停車場的費用。

某些射頻標簽附在衣物、個人財物上，甚至于植入人體

之內。由于這項技術可能會在未經本人許可的情況下讀取個

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人信息，這項技術也會有侵犯個人隱私憂患。

二、概念

從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對于條碼技術而

言，它是將已編碼的條形碼附著于目標物并使用專用的掃描

讀寫器利用光信號將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而

RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標物的

RFID標簽，利用頻率信號將信息由RFID標簽傳送至RFID讀

寫器。

三、結構

從結構上講RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基

本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢

問器和很多應答器組成。

四、組成部分

（一）應答器：

由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用標簽作

為應答器，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標

識目標對象。

（二）閱讀器：

由天線、耦合元件、芯片組成，讀取（有時還可以寫入）

標簽信息的設備，可設計為手持式RFID讀寫器或固定式讀

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寫器。

（三）應用軟件系統(tǒng)：

是應用層軟件，主要是把收集的數據進一步處理，并為

人們所使用。

五、工作原理和特點

（一）工作原理

RFID技術的基本工作原理并不復雜：標簽進入磁場后，

接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)

送出存儲在芯片中的產品信息（無源標簽或被動標簽），或

者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標簽

或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系

統(tǒng)進行有關數據處理。

一套完整的RFID系統(tǒng)，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(tǒng)三個部份所組成，其工作原理

是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量，用以驅動電路

將內部的數據送出，此時Reader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：感應耦合及后向散射耦合兩種。

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。

閱讀器根據使用的結構和技術不同可以是讀或讀/寫裝

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置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合

模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應答

器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器

通過耦合給無源應答器提供能量和時序。在實際應用中，可

進一步通過Ethernet或WLAN等實現對物體識別信息的采

集、處理及遠程傳送等管理功能。應答器是RFID系統(tǒng)的信

息載體，應答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等）和

微芯片組成無源單元。

（二）工作特點

1.快速掃描。

RFID辨識器可同時辨識讀取數個RFID標簽。

2.體積小型化、形狀多樣化。

RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀

取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。此外，RFID標

簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應用于不同產品。

3.抗污染能力和耐久性。

傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID

對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性。此外，由于條

形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折

損；RFID卷標是將數據存在芯片中，因此可以免受污損。

4.可重復使用。

現今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標簽則可

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以重復地新增、修改、刪除RFID卷標內儲存的數據，方便

信息的更新。

5.穿透性和無屏障閱讀。

在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等

非金屬或非透明的材質，并能夠進行穿透性通信。而條形碼

掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨

讀條形碼。

6.數據的記憶容量大。

一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大的容量

可儲存2至3000字符，RFID最大的容量則有數MegaBytes.

隨著記憶載體的發(fā)展，數據容量也有不斷擴大的趨勢。未來

物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標所能擴充容量的

需求也相應增加。

7.安全性。

由于RFID承載的是電子式信息，其數據內容可經由密

碼保護，使其內容不易被偽造及變造。

RFID因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受

矚目。它不僅可以幫助一個企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的

效率，還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯，從而更加準確地

接收反饋信息，控制需求信息，優(yōu)化整個供應鏈。

六、RFID系統(tǒng)面臨的安全問題

（一）RFID系統(tǒng)安全問題分類

目前，RFID主要存在的安全問題可以分為如下幾類：

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1.物理破壞。

主要是指針對RFID設備的破壞和攻擊。攻擊者一般會

毀壞附在物品上的標簽，或使用一些屏蔽措施如“法拉第籠”

使RFID的標簽失效。對于這些破壞性的攻擊，主要考慮使

用監(jiān)控設備進行監(jiān)視、將標簽隱藏在產品中等傳統(tǒng)方法。另

外，“KILL”命令和“RFIDZapper”的惡意使用或者誤用也

會使RFID的標簽永久失效。為了降低惡意使用或者誤用

“KILL”命令帶來的風險，在Class-1Gen-2EPC標準中，

“KILL”命令的使用必須要有一個32位的密碼認證。

2.“中間人”攻擊。

攻擊者將一個設備秘密地放置在合法的RFID標簽和讀

寫器之間。該設備可以攔截甚至修改合法標簽與讀寫器之間

發(fā)射的無線電信號。目前在技術上一般利用往返時延以及信

號強度等指標來檢測標簽和讀寫器之間的距離，以此來檢測

是否存在“中間人”攻擊。比較著名的有Hancke&Kuhn提出

基于超寬帶（Ultrawideband）脈沖通信的距離限

（distancebound）協議之后，Reid等人研究了基于超寬帶

脈沖通信的距離限協議的缺陷，然后提出了另一種基于XOR

操作的距離限協議。

3.隱私保護相關問題。

隱私問題主要是指跟蹤（Tracking）定位問題，即攻擊

者通過標簽的響應信息來追蹤定位標簽。要想達到反追蹤的

目的，首先應該做到ID匿名。其次，我們還應考慮前向安

全性。前向安全性是指如果一個攻擊者獲取了該標簽當前發(fā)

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出的信息，那么攻擊者用該信息仍然不能夠確定該標簽以前

的歷史信息。這樣，就能有效的防止攻擊者對標簽進行追蹤

定位。

4.數據通信中的安全問題。

主要有假冒攻擊、重傳攻擊等。通常解決假冒攻擊問題

的主要途徑是執(zhí)行認證協議和數據加密，而通過不斷更新數

據的方法可以解決重傳攻擊。

5.對中間件的攻擊。

緩沖器溢出和惡意代碼植入是常見的對中間件的攻擊。

緩沖器溢出使程序隨意執(zhí)行代碼，從而危及中間件后臺系統(tǒng)

安全。惡意代碼植入是入侵者先制作惡意URLs，欺騙用戶點

擊，激活時這些腳本將執(zhí)行攻擊。當然，針對RFID系統(tǒng)的

威脅與攻擊還不止這些。隨著應用的加深，新的攻擊還會出

現。因此，關于RFID系統(tǒng)安全問題的研究還任重而道遠。

（二）RFID系統(tǒng)的安全需求

根據上面對現存安全問題的分類和分析，我們著重針對

隱私保護和數據通信中存在的安全問題提出了RFID系統(tǒng)相

應應滿足的安全要求，包括訪問控制、前向安全性、防假冒、

反追蹤和抵御重傳攻擊五個方面。

實際上由于RFID系統(tǒng)的計算能力有限，除了需要考慮

上述的安全性需求外，算法的復雜度和系統(tǒng)的開銷、成本等

方面也必須予于考慮。如果盲目追求安全保密性，而導致系

統(tǒng)開銷、成本急劇上升，其應用場合必然受到限制，結果也

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沒有太大的實際意義。因此，我們需要在系統(tǒng)安全性和系統(tǒng)

性能及成本之間進行權衡，找到一個可以接受的平衡點。

第二節(jié)RFID芯片管理具體方案

一、RFID洗衣管理

目前，酒店、醫(yī)院、浴場及專業(yè)的洗滌公司正面臨每年

都要處理成千上萬件的工作服、布草的交接、洗滌、熨燙、

整理、儲藏等工序，如何有效地跟蹤管理每一件布草的洗滌

過程、洗滌次數、庫存狀態(tài)和布草有效歸類等是一個極大的

挑戰(zhàn)：

1.紙面的洗滌任務交接，手續(xù)復雜，查詢難度大；

2.因為擔心交叉感染，導致某些待洗布草數量統(tǒng)計工作

無法開展，洗滌好的數量與任務不匹配容易產生商業(yè)糾紛；

3.洗滌過程的每步環(huán)節(jié)無法準確監(jiān)控，布草出現漏處理

環(huán)節(jié)；

4.洗滌好的布草準確歸類，節(jié)省儲藏空間；

5.無法準確安排每件布草的最低安全庫存量。

6.RFID無線射頻識別技術的引入，將使得用戶的洗衣管

理變得更為透明，且提高了工作效率，解決了以往無法通過

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其他技術可以實現的管理頑癥，如：大批量的待洗布草統(tǒng)計、

交接。

7.該方案是通過在每一件布草上縫制一顆紐扣狀(或標

簽狀)的電子標簽，電子標簽中擁有全球唯一標識碼，即每

件布草將擁有唯一的管理標識，直至布草被報廢(標簽可重

復使用，但不超過標簽本身使用壽命)。在整個布草使用、

洗滌管理中，將通過RFID閱讀器自動記錄布草的使用狀態(tài)、

洗滌次數。支持洗滌交接時的標簽批量讀取，使得洗滌任務

交接變得簡單、透明，減少業(yè)務糾紛。同時，通過跟蹤洗滌

次數，能為用戶預估當前布草的使用壽命，為采購計劃提供

預測數據。

二、系統(tǒng)主要組成

1.RFID電子標簽

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2.RFID標簽發(fā)卡器

3.RFID固定式閱讀器

4.RFID手持式閱讀器

5.RFID隧道清點系統(tǒng)

6.RFID現場投衣桶(可選)

7.雅樸RFID中間件

8.Faundre?RFID洗衣管理系統(tǒng)

三、系統(tǒng)設計

（一）標簽縫制

采用鈕扣式標簽，可通過小布袋或者直接縫制在所要管

理的布草上，縫制位置選擇易尋找處，建議統(tǒng)一選擇固定位

置。

（二）數據錄入

RFID標簽中芯片可以存儲數據，把每件要管理的洗滌物

的屬性與RFID標簽ID關聯到數據庫中，記錄跟蹤每件布草

的工作流與生命周期。

（三）污物清點核對

縫有RFID標簽的污物直接打包。通過RFID隧道閱讀設

備自動采集數量，并將讀取到的每一件污物的ID記錄下來。

由于數據非人工清點，一方面提高工作效率，也給醫(yī)院方帶

來了便利，提供優(yōu)質服務。

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（四）潔凈布草清點

布草潔凈后，再次通過RFID隧道閱讀設備，清點核對，

確認在洗滌過程中是否有布草缺失，并列印出記錄與用戶進

行交接。

（五）布草分揀分類

借助RFID標簽的唯一性，可以幫助分揀各個病區(qū)的布

草，打包前可通過RFID閱讀設備確認是否有放錯位置。

（六）病區(qū)交接

與病區(qū)交接時可通過配置手持設備快速與護士和對所

交接數量。

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四、系統(tǒng)績效

1.人工可降低40-50%；

2.99%以上的布草產品的可視化，降低布草缺失的風險；

3.改良的供應鏈管理將降低20-25%的工作服務時間；

4.提高儲存信息的準確性與可靠性；

5.高效、準確的數據采集，提供作業(yè)效率；

6.分發(fā)、回收交接數據自動采集，降低人為失誤；

7..降低用戶布草洗滌管理的綜合成本。

五、Faundre?RFID管理系統(tǒng)軟件

1.人工可降低40-50%；

2.99%以上的布草產品的可視化，降低布草缺失的風險；

3.改良的供應鏈管理將降低20-25%的工作服務時間；

4.提高儲存信息的準確性與可靠性；

5.高效、準確的數據采集，提供作業(yè)效率；

6.分發(fā)、回收交接數據自動采集，降低人為失誤；

7.降低用戶布草洗滌管理的綜合成本。

六、簡介

Faundre?RFID洗衣管理系統(tǒng)的建