在中國科技館新館信息化建設(shè)中，選用無源超高頻RFID建立了一套較完整的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。它以觀眾手中的一張RFID門票為基礎(chǔ)，涵蓋了教育、服務(wù)、管理等多方面的應(yīng)用。
　　
　　本文重點介紹中國科技館新館電子門票的相關(guān)技術(shù)及中國科技館在選用此門票過程中的思考與研究，望與同行共同探討。
　　
　　一、RFID電子票務(wù)系統(tǒng)
　　
　　RFID（Radio Frequency Identification）是無線射頻識別技術(shù)的簡稱，常被稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等等。是利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)非接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)，是自動識別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用和發(fā)展，被視為本世紀(jì)zui重要的信息技術(shù)之一，近年來在各領(lǐng)域顯示出了大規(guī)模發(fā)展的態(tài)勢。
　　
　　RFID系統(tǒng)由讀寫器及天線和標(biāo)簽兩部分構(gòu)成，我們用的RFID門票即為標(biāo)簽的一種表現(xiàn)形式。RFID標(biāo)簽如果按頻段分類，可分為低頻、高頻、超高頻和微波標(biāo)簽，相應(yīng)的典型頻段分別為125KHz、13.56MHz、923.5MHz和2.45GHz；如果按數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问椒诸?，可分為主動式和被動式兩種標(biāo)簽，主動式即為有源標(biāo)簽，典型的頻段為2.45GHz，被動式為無源或半無源標(biāo)簽，頻段包括低頻、高頻和超高頻；如果按標(biāo)簽內(nèi)是否有電池分類，可分為無源、半無源和有源三種標(biāo)簽，無源標(biāo)簽的狀態(tài)激活和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰咳縼碜宰x寫器，所以也叫被動式標(biāo)簽，半無源標(biāo)簽內(nèi)的電池只起到激活標(biāo)簽的作用，并不給數(shù)據(jù)傳輸提供能量，而有源標(biāo)簽則與無源的正好相反，所以也叫主動式標(biāo)簽。
　　
　　電子門票是一種將智能芯片和天線嵌入紙質(zhì)門票或PVC卡等介質(zhì)中，用于快捷檢票/驗票并能實現(xiàn)對持票人查詢管理的新型門票。其核心是采用RFID射頻識別技術(shù)、具有一定存儲容量的芯片，將這種芯片和特制的天線連接在一起就構(gòu)成了常說的電子標(biāo)簽。將電子標(biāo)簽封裝在特定的票卡中，即構(gòu)成了電子門票。
　　
　　電子票務(wù)系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架系統(tǒng)，由以下幾個子系統(tǒng)組成：
　　
　　售票系統(tǒng)：零售票、團(tuán)體票、會員卡、免費票、預(yù)打票等制票模塊，退換票、結(jié)賬統(tǒng)計和查詢等管理模塊，自助售票系統(tǒng)；
　　
　　檢票系統(tǒng)：條碼及RFID自助式的通道檢票、條碼及RFID無線手持機(jī)檢票；
　　
　　后臺管理系統(tǒng)：用戶權(quán)限管理，售檢票數(shù)據(jù)查詢，在館人數(shù)實時監(jiān)控，自動財務(wù)報表，票種設(shè)置、檢票通道設(shè)置、影院場次設(shè)置、卡務(wù)管理等系統(tǒng)參數(shù)維護(hù)；
　　
　　網(wǎng)絡(luò)平臺：票務(wù)系統(tǒng)的信息傳輸由無線和有線局域網(wǎng)共同組成的專網(wǎng)完成。
　　
　　電子票務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：安全防偽、實時數(shù)據(jù)交換、自動結(jié)算統(tǒng)計、門票功能的拓展性強(qiáng)并可實現(xiàn)觀眾自助售檢票。在科技館中，電子門票更凸現(xiàn)其自身的功能優(yōu)勢和高科技特點，更好的為觀眾提供個性化的服務(wù)，并可以輕松地與展品很好的結(jié)合，不但增強(qiáng)了展品的互動性、趣味性，并能實現(xiàn)客觀的展項評估、觀眾調(diào)查分析等業(yè)務(wù)功能。
　　
　　二、電子門票是否回收？
　　
　　當(dāng)前社會上的RFID電子票（卡）普遍應(yīng)用于公共交通領(lǐng)域、臨時展會、演唱會、餐飲業(yè)、大廈門禁等方面，在各個行業(yè)中的使用方式和表現(xiàn)形式都不盡相同。RFID交通卡為城市公交以及相關(guān)行業(yè)建立了功能強(qiáng)大的一卡通金融系統(tǒng)，展現(xiàn)了其安全便捷的特性，與電子*、大廈門禁等系統(tǒng)類似，它們均采用了以PVC卡式封裝并具有加密處理器芯片的CPU卡，可以重復(fù)使用、循環(huán)使用；高速鐵路系統(tǒng)利用電子票提高了客票防偽的水平，無論在售票或檢票環(huán)節(jié)，都能很好的防止假票的出現(xiàn)，與演唱會、體育比賽等門票類似，均采用了紙質(zhì)封裝的一次性門票，降低了電子票的消耗成本和PVC卡帶來的環(huán)境污染。
　　
　　科技館的電子門票如果采用循環(huán)使用的管理方式，雖然門票的消耗成本降低了，但管理成本有增無減，在日常維護(hù)中增加了門票的存儲、回收、消毒、清潔、重寫數(shù)據(jù)等多個環(huán)節(jié)。根據(jù)統(tǒng)計分析，科技館在每年的寒暑假、十一、五一等參觀高峰均會出現(xiàn)售檢票壓力，即使在周六、日也經(jīng)常會出現(xiàn)場館飽和、售檢票排大隊的狀況。如果科技館的門票需要回收，會跟地鐵的客票回收出現(xiàn)*不同的狀況。因為在科技館，觀眾參觀和離場的時間大多比較集中，會出現(xiàn)大量觀眾排隊購票、排隊離場的現(xiàn)象，管理不當(dāng)還會頻繁出現(xiàn)觀眾糾紛。電子票務(wù)系統(tǒng)的首要任務(wù)就是為觀眾提供便捷、多渠道的售檢票服務(wù)，體現(xiàn)人性化、個性化的宗旨，回收環(huán)節(jié)反而使電子票相對于傳統(tǒng)紙票的優(yōu)勢大大降低。
　　
　　如果采用一次性門票的管理方式，首要的問題就是電子票的消耗成本。門票只有采用紙質(zhì)封裝，并選擇不帶加密機(jī)制的無源RFID才能滿足低成本的需求，有源標(biāo)簽和無源CPU卡雖然在性能上遠(yuǎn)超無源RFID，但是單價卻是它的幾十倍。無源RFID紙票具有如下優(yōu)點：
　　
　　1.可以在門票上打印展館、場次、日期、票號、金額等信息；
　　
　　2.紙質(zhì)門票和銅質(zhì)天線均可自然降解，滿足環(huán)保門票的要求；
　　
　　3.實現(xiàn)了門票電子化和自動化，為觀眾服務(wù)和統(tǒng)計管理提供便捷；
　　
　　4.低成本的電子門票不用回收，觀眾可以收藏留念。
　　
　　三、超高頻與高頻RFID應(yīng)用對比
　　
　　電子門票根據(jù)RFID頻段不同，分為兩類：13.56MHz高頻電子票務(wù)系統(tǒng)、923.5MHz超高頻電子票務(wù)系統(tǒng)。按芯片的級別和價格來分的話，高頻票分為：無加密機(jī)制的存儲卡、邏輯加密卡和具有加密運算處理器的CPU卡三種；超高頻票分為：無加密機(jī)制的存儲卡和具有*ID號的UID卡兩種。
　　
　　無論是高頻、超高頻電子門票，如果采用同樣級別的低成本芯片、紙質(zhì)門票的封裝形式，二者的應(yīng)用成熟度是相當(dāng)?shù)?，芯片價格也是zui低的。由于超高頻RFID長期應(yīng)用于物流行業(yè)，需求量非常大，芯片的成本反而比高頻的較低。高頻RFID受到讀寫距離的限制，只能面向一些非接觸卡類的簡單應(yīng)用，而超高頻RFID技術(shù)經(jīng)過多年的研究發(fā)展，表現(xiàn)出的潛力很大，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。
　　
　　目前社會上成熟應(yīng)用的高頻RFID非接觸卡，多數(shù)使用了高成本的邏輯加密芯片或CPU卡，并采用PVC卡片封裝的形式，從用戶的信息安全和卡片本身的耐損度上都得到了一定的保證，但這種卡片的高成本和不可降解無法滿足一次性門票的基本需求。
　　
　　四、超高頻與高頻電子門票基本性能對比
　　
　　高頻與超高頻RFID基本性能的比較如下表所示：
　　　　
　　五、超高頻與高頻電子門票價格對比
　　
　　由于超高頻系統(tǒng)的特性，RFID標(biāo)簽芯片的大小要小于高頻標(biāo)簽芯片的大小，單個芯片使用決定著標(biāo)簽成本的硅晶元也要小，因此超高頻RFID標(biāo)簽的成本要低于高頻標(biāo)簽的成本。另一方面，超高頻無源RFID標(biāo)簽?zāi)壳岸酁橐淮涡允褂?，因此消耗量要大于高頻RFID標(biāo)簽，這個原因也降低了超高頻RFID標(biāo)簽的成本。
　　
　　對于門票系統(tǒng)來講，門票成本包含標(biāo)簽、層合、紙張、印刷的成本。在其他三方面，超高頻與高頻系統(tǒng)均相同，標(biāo)簽的成本直接影響門票的價格。因此，在門票價格方面，超高頻系統(tǒng)有著很強(qiáng)的優(yōu)勢。
　　
　　科技館現(xiàn)館的測試電子票系統(tǒng)采用了13.56MHz的高頻RFID門票，芯片采用了低成本、低安全加密級別的產(chǎn)品，封裝形式是滿足環(huán)保要求的可降解的紙質(zhì)門票，經(jīng)過4色印刷后，zui終的批量單價為2.7元。
　　
　　新館的測試電子票系統(tǒng)擬采用923.5MHz的超高頻RFID門票，芯片同樣是低成本、低安全加密級別的產(chǎn)品，紙質(zhì)封裝并經(jīng)過4色印刷，zui終的批量單價為1.7元。
　　
　　六、超高頻與高頻電子門票應(yīng)用效果對比
　　
　　RFID門票系統(tǒng)，通過現(xiàn)館的高頻門票測試和新館的超高頻門票測試，兩種頻段的RFID門票在售、檢票過程中的表現(xiàn)都很穩(wěn)定，都能夠達(dá)到非接觸式電子門票的基本要求?；拘阅軐Ρ热绫?所示：
　　　　
　　1、檢票速度：超高頻RFID系統(tǒng)的工作頻率在920－925MHz，高頻系統(tǒng)的工作頻率在13.56MHz，因此超頻系統(tǒng)的載波頻率是高頻系統(tǒng)載波頻率的68倍左右，超高頻系統(tǒng)的傳輸速率也就是高頻系統(tǒng)的68倍。在電子門票系統(tǒng)的應(yīng)用中，檢票速度超高頻系統(tǒng)比高頻系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢。
　　
　　2、門票讀取范圍：超高頻RFID系統(tǒng)的應(yīng)用范圍一般在0－10米可調(diào)，根據(jù)不同的設(shè)備和標(biāo)簽配合讀取范圍都有差異。高頻RFID系統(tǒng)一般應(yīng)用在0－10厘米的距離。超高頻系統(tǒng)與高頻系統(tǒng)相比，讀取范圍大、可調(diào)精度高。
　　
　　超高頻系統(tǒng)針對遠(yuǎn)、近讀取的不同應(yīng)用，專門設(shè)計出遠(yuǎn)場、近場的天線相配合。配合遠(yuǎn)場天線應(yīng)用，讀取可達(dá)數(shù)米；配合近場天線讀取在0－1米可微調(diào)，微調(diào)精度達(dá)到厘米級別。同時，讀寫器天線的輸出功率可調(diào)，配合遠(yuǎn)、近場天線控制讀取范圍。
　　
　　3、針對電子門票系統(tǒng)，超高頻RFID可以滿足售、檢票的應(yīng)用：在售票環(huán)節(jié)，超高頻系統(tǒng)的打印機(jī)可以控制讀取距離為1cm，從而有效控制對整卷RFID門票的寫入操作。這種應(yīng)用在沃爾瑪和麥德龍的供應(yīng)商提供的商品標(biāo)簽上已經(jīng)擁有超級使用量。
　　
　　在檢票環(huán)節(jié)，檢票通道內(nèi)的RFID設(shè)備，配合標(biāo)簽的近場天線，實現(xiàn)了0－30cm識讀范圍，精度為厘米級可調(diào)。手持檢票設(shè)備可以達(dá)到0－1米的識讀范圍，精度為厘米級可調(diào)。
　　
　　4、防偽性能：超高頻RFID系統(tǒng)的電子標(biāo)簽芯片的內(nèi)部存儲空間一般由以下幾部分組成：TID、USERMEM0RY、UID。
　　
　　其中TID為tagID，用于RFID標(biāo)簽防碰撞時的標(biāo)簽區(qū)分，廠商將這部分空間不對zui終用戶開放。USERMEM0RY是對用戶開放的空間，用于用戶存儲數(shù)據(jù)。
　　
　　UID是標(biāo)簽的*ID號，芯片出廠時，每個標(biāo)簽的ID號都不相同，因此UID是該標(biāo)簽在世界上的*的ID號碼，不可改寫，只可讀取，UID具有*性。
　　
　　超高頻RFID系統(tǒng)的防偽是根據(jù)標(biāo)簽的UID，配合加密算法，將加密后的MAC值存儲于該芯片內(nèi)。在驗證真?zhèn)苇h(huán)節(jié)，系統(tǒng)讀出MAC，并利用本系統(tǒng)密鑰解密，得出標(biāo)簽的UID對照讀出標(biāo)簽的UID判斷真?zhèn)?。利用UID和加密雙重防偽，超高頻系統(tǒng)具有較強(qiáng)的防偽性能。
　　
　　雖然高頻系統(tǒng)以防偽功能著稱，大范圍的應(yīng)用于金融、消費等行業(yè)。而在門票系統(tǒng)中，從防偽需求來看，并沒有必要達(dá)到金融行業(yè)同等水平，超高頻系統(tǒng)的防偽性能*可以滿足需求。
　　
　　七、超高頻與高頻電子門票應(yīng)用擴(kuò)展對比
　　
　　在科技館新館的電子門票系統(tǒng)中，門票除了自身的基本功能之外，還需要滿足觀眾用此*身份的標(biāo)簽完成館內(nèi)多種RFID應(yīng)用，應(yīng)用范圍包括近距離刷卡操作和遠(yuǎn)距離的被動識別。RFID門票的遠(yuǎn)距離應(yīng)用包括：展區(qū)內(nèi)的觀眾流量監(jiān)控、展項受歡迎度的客觀評估、觀眾參觀瀏覽的行跡追溯，由于高頻RFID受到只能近距離讀寫的限制，所以只有超高頻RFID系統(tǒng)才能同時滿足近、遠(yuǎn)距離讀寫的需求。
　　
　　八、觀眾流量高峰期的測試結(jié)果
　　
　　2009年“五一”期間，在中國科技館舊館對超高頻RFID門票系統(tǒng)測試的結(jié)果：
　　
　　共售出門票4700張；在售票過程中，平均出票時間為2.5秒；在檢票過程中，平均檢票時間為1秒；問題門票為15張，壞票率約為3%。
　　
　　經(jīng)過觀眾流量高峰期的壓力測試，超高頻與高頻電子門票系統(tǒng)對比結(jié)果：超高頻電子門票的售票速度更快，比高頻系統(tǒng)的售票時間快約1倍；由于在打印機(jī)上加了自動切刀，售到觀眾手中的是單張票，省去在檢票口手動分隔多張門票過程，加快了檢票速度；超高頻檢票通道的門票識別區(qū)域更大，方便觀眾刷票，可以省去工作人員輔助刷票的過程，實現(xiàn)了自助檢票。
　　
　　九、電子門票系統(tǒng)的優(yōu)勢
　　
　　傳統(tǒng)紙票在科技館業(yè)務(wù)拓展以及日常管理中存在的主要的問題：
　　
　　1.傳統(tǒng)紙質(zhì)門票無法在售票過程中實時統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在新館多窗口售票的情況下，不能承擔(dān)影院售票的任務(wù)；
　　
　　2.人工結(jié)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計的工作量很大，在觀眾參觀高峰時很難保證業(yè)務(wù)報表的準(zhǔn)確度；
　　
　　3.無法實時統(tǒng)計觀眾在館內(nèi)的密集度；
　　
　　4.紙質(zhì)門票在館內(nèi)應(yīng)用的拓展性很??；
　　
　　5.業(yè)務(wù)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)彼此孤立，信息化程度參差不齊，公共數(shù)據(jù)共享困難，存在信息孤島。
　　
　　針對傳統(tǒng)紙票存在的問題，超高頻RFID票務(wù)系統(tǒng)創(chuàng)建平臺化應(yīng)用的解決方案，整合人工及自助售檢票、科普教育、流量密度、觀眾研究、展項評估等應(yīng)用以及日常管理，有效的解決了傳統(tǒng)紙票存在的問題。電子門票系統(tǒng)的個性化因素能更好的體現(xiàn)以人為本的服務(wù)理念，提升服務(wù)水平，提高管理能力。電子門票系統(tǒng)作為RFID技術(shù)在科技館中應(yīng)用的基礎(chǔ)和平臺，有利于改善科技館的信息化水平，帶動行業(yè)的整體進(jìn)步。RFID技術(shù)在科技館中的應(yīng)用形式有利于發(fā)揮科普展館的資源優(yōu)勢，展示*、創(chuàng)新應(yīng)用，切實提高全民科學(xué)文化素養(yǎng)。