數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).ppt

目錄 4 RFID技術(shù)的應(yīng)用案例 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 1 RFID技術(shù)的簡單介紹 1 RFID技術(shù)的簡單介紹 到底什么是RFID技術(shù)呢 RFID的英文全稱是RadioFrequencyIdentification 射頻識(shí)別 又稱電子標(biāo)簽 無線射頻識(shí)別 感應(yīng)式電子晶片 近接卡 感應(yīng)卡 非接觸卡 電子條碼 RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù) 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)可識(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 短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬 灰塵污染等惡劣的環(huán)境 可在這樣的環(huán)境中替代條碼 例如用在工廠的流水線上跟蹤物體 長距射頻產(chǎn)品多用于交通上 識(shí)別距離可達(dá)幾十米 如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等 常用名詞 RFID 射頻識(shí)別 一種利用無線射頻進(jìn)行非接觸雙向通信的識(shí)別方式Tag 電子標(biāo)簽 Reader 讀寫器 Antenna 天線發(fā)展歷史 二戰(zhàn)時(shí)期出現(xiàn)70年代開始應(yīng)用90年代大規(guī)模應(yīng)用90年代末EPC的提出 RFID與其他系統(tǒng)的比較 RFID與物聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分 其英文名稱是 TheInternetofthings 由此 顧名思義 物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng) 這有兩層意思 第一 物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng) 是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò) 第二 其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間 進(jìn)行信息交換和通信 因此 物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識(shí)別 RFID 紅外感應(yīng)器 全球定位系統(tǒng) 激光掃描器等信息傳感設(shè)備 按約定的協(xié)議 把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接 進(jìn)行信息交換和通信 以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別 定位 跟蹤 監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò) 在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中 物品 商品 能夠彼此進(jìn)行 交流 而無需人的干預(yù) 其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別 RFID 技術(shù) 通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品 商品 的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享 而RFID正是能夠讓物品 開口說話 的一種技術(shù) 在 物聯(lián)網(wǎng) 的構(gòu)想中 RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息 通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)物品 商品 的識(shí)別 進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換和共享 實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的 透明 管理 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 2 1射頻識(shí)別的工作原理 標(biāo)簽進(jìn)入磁場后 接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào) 憑借從感應(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 PassiveTag 無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽 或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào) ActiveTag 有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽 讀寫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 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 2 2RFID標(biāo)簽的分類 目前市場上已有多種電子標(biāo)簽可供選擇 按照標(biāo)簽內(nèi)是否有內(nèi)置電池可主要分為以下三大類 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 2 3射頻識(shí)別的工作頻率 不同頻段的RFID產(chǎn)品會(huì)有不同的原理和特性 無源電子標(biāo)簽與讀寫器之間的溝通方式主要有兩種 感應(yīng)耦合和電磁波 RFID電子標(biāo)簽的工作頻率有低頻 LF125KHz到135KHz 高頻 HF13 56MHz 超高頻 UHF860MHz到960MHz之間 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 2 3射頻識(shí)別的工作頻率 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 2 3射頻識(shí)別的工作頻率 2 RFID技術(shù)的工作原理及分類 2 3射頻識(shí)別的工作頻率 頻段 低頻135KHZ 高頻13 5MHZ 超高頻860 960MHZ 讀寫距離 1m以下 3m以下 10m以下 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ISO1800 2ISO11784 11785 ISO1800 3ISO15693ISO14443 ISO18000 6ISO18000 7 通訊方式 電感耦合 電感耦合 電磁傳播 應(yīng)用場合 1動(dòng)物識(shí)別與監(jiān)控2貨物 防盜管理 1門禁系統(tǒng)2廢棄物管理3智能卡系統(tǒng) 1全球供應(yīng)鏈管理2集裝箱追蹤 微波2 45或5 8GHZ 大于10m 電磁傳播 1車輛識(shí)別2區(qū)域定位 ISO1800 4 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 3 1射頻識(shí)別的發(fā)展歷史 RFID技術(shù)誕生于二戰(zhàn)期間 最早被英國皇家空軍用于識(shí)別自家和盟軍的戰(zhàn)機(jī) 英國為了識(shí)別返航的飛機(jī) 就在盟軍的飛機(jī)上裝備了一個(gè)無線電收發(fā)器 進(jìn)而當(dāng)控制塔上的探詢器向返航的飛機(jī)發(fā)射一個(gè)詢問信號(hào)后 飛機(jī)上的收發(fā)器接收到這個(gè)信號(hào)后 回傳一個(gè)信號(hào)給探詢器 探詢器根據(jù)接收到的回傳信號(hào)來識(shí)別敵我 這是有記錄的第一個(gè)RFID敵我識(shí)別系統(tǒng) 也是第一個(gè)RFID的第一次實(shí)際應(yīng)用 之后 RFID技術(shù)也被陸續(xù)應(yīng)用于野生動(dòng)物跟蹤 公路收費(fèi)系統(tǒng)等領(lǐng)域 20世紀(jì)90年代以后 隨著集成電路制造和信息技術(shù)的飛速發(fā)展 RFID技術(shù)日趨成熟 其成本也越來越低 開始逐漸引起人們的關(guān)注 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 3 2射頻識(shí)別的優(yōu)勢 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 3 3射頻識(shí)別的發(fā)展前景 目前 RFID已逐漸應(yīng)用于智能交通 產(chǎn)品防偽 身份識(shí)別等領(lǐng)域 并逐漸走進(jìn)了我們的日常生活 如在北京2008年奧運(yùn)會(huì)的門票管理以及上海等城市的交通一卡通系統(tǒng)等 RFID射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成為獨(dú)立跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域 RFID射頻識(shí)別技術(shù)將大量的來自完全不同的專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù) 例如 高頻技術(shù) 電磁兼容技術(shù) 半導(dǎo)體技術(shù) 數(shù)據(jù)保護(hù)和密碼學(xué)技術(shù) 電信技術(shù) 制造技術(shù)等 綜合起來 近十多年來 RFID射頻識(shí)別技術(shù)得到了快速發(fā)展 逐步被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化 商業(yè)自動(dòng)化 交通運(yùn)輸控制管理等眾多的溯源和防偽應(yīng)用領(lǐng)域 而隨著技術(shù)進(jìn)步 基于RFID射頻識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品的種類將越來越豐富 應(yīng)用也將越來越廣泛 可預(yù)計(jì) 在今后的幾年中 RFID射頻識(shí)別技術(shù)將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭 總體而言 RFID射頻識(shí)別技術(shù)當(dāng)前發(fā)展趨于標(biāo)準(zhǔn)化 低成本 低差錯(cuò)率 高安全性 低功耗 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 3 3射頻識(shí)別的發(fā)展的前景 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 3 4射頻識(shí)別在我國的發(fā)展 我國RFID技術(shù)起步較晚 標(biāo)準(zhǔn)也尚未統(tǒng)一 應(yīng)用領(lǐng)域較國外也相對(duì)局限 并且對(duì)于RFID在企業(yè)信息化等領(lǐng)域中的應(yīng)用 尚處在探索階段 我國RFID的頻段劃分工作難度較大 主要是在UHF800 900MHz這個(gè)頻段 因?yàn)槲覈?00 900MHz的頻段都有了頻率規(guī)劃 包括公共通訊 立體聲廣播傳輸?shù)葮I(yè)務(wù) 已經(jīng)基本上沒有空閑的頻率留給RFID業(yè)務(wù) 在2007年出臺(tái)的 800 900MHz頻段射頻識(shí)別 RFID 技術(shù)應(yīng)用規(guī)定 試行 中對(duì)我國RFID使用頻率劃分了雙頻段 除了和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)立體聲廣播共用920 925MHz頻段外 還從800MHz頻段中劃出了840 845MHz供使用 在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中 我國要么自主制定自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 要么承認(rèn)歐美或日本的標(biāo)準(zhǔn) 但這些都不是最好的國際化發(fā)展策略 因?yàn)樽约褐贫?biāo)準(zhǔn)固然可以使企業(yè)節(jié)省不少標(biāo)準(zhǔn)使用費(fèi) 但中國正在成國世界的 制造中心 很多產(chǎn)品要出口到國際市場 我們不能期望國際市場都來支持中國的標(biāo)準(zhǔn) 所以中國政府應(yīng)根據(jù)中國國情制定一套既能與國際兼容 又具有中國特色的標(biāo)準(zhǔn) 有利于縮小在RFID領(lǐng)域與國際技術(shù)差距 為中國的企業(yè)在RFID領(lǐng)域爭取更多的主動(dòng)權(quán) 3 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景 在不久的將來 隨著RFID設(shè)備成本的不斷降低 標(biāo)準(zhǔn)的逐步統(tǒng)一 數(shù)字信息技術(shù)在各行業(yè)的深入廣泛應(yīng)用 規(guī)模應(yīng)用行業(yè)的擴(kuò)大 RFID技術(shù)將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景 其潛在的價(jià)值將會(huì)發(fā)揮出來 RFID技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步壯大與成熟 4 RFID技術(shù)的應(yīng)用案例 門禁管制 人員出入門禁監(jiān)控管理動(dòng)物監(jiān)控 畜牧動(dòng)物管理 寵物識(shí)別 野生動(dòng)物生態(tài)的追蹤交通運(yùn)輸 高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)物流管理 航空運(yùn)輸?shù)男欣钭R(shí)別 存貨 物流運(yùn)輸管理自動(dòng)控制 汽車 家電 電子業(yè)之分類 組裝生產(chǎn)線管理醫(yī)療應(yīng)用 醫(yī)院的病歷系統(tǒng) 儀器儀表設(shè)備管理物料管控 工廠物料的自動(dòng)化盤點(diǎn)及控制系統(tǒng)質(zhì)量追蹤 成品質(zhì)量追蹤 回饋資源回收 棧板 可回收容器等管理防盜應(yīng)用 超市 圖書館或書店的防盜管理防仿假冒 名牌煙酒及貴重物品的打假防偽廢物處理 垃圾回收處理 廢棄物管控系統(tǒng)聯(lián)合票證 多種用途的智能型儲(chǔ)值卡 一卡通等危險(xiǎn)物品 軍械槍支 雷管炸藥管制 加州技術(shù)創(chuàng)新博物館使用RFID技術(shù)來拓展和增強(qiáng)參觀者的參觀體驗(yàn) 他們給前來參觀的訪問者每人一個(gè)RFID標(biāo)簽 使其能夠在今后其個(gè)人網(wǎng)頁上瀏覽此項(xiàng)展會(huì)的相關(guān)信息 這種標(biāo)簽還可用來確定博物館的參觀者所訪問的目錄列表中的語言類別 案例1 美國技術(shù)創(chuàng)新博物館利用RFID技術(shù)拓展參觀者體驗(yàn) 由于其他參觀者的影響以及時(shí)間限制等問題 參觀者并不能夠像其所期望的能夠很好的了解和學(xué)習(xí)較多的與展示相關(guān)的知識(shí) 事實(shí)上 美國明尼蘇達(dá)州的科技博物館曾對(duì)此進(jìn)行調(diào)查并指出平均每個(gè)參觀者參觀科技博物館中的每個(gè)陳列展品所用的時(shí)間約為30秒鐘 通過使用RFID標(biāo)簽來自動(dòng)的創(chuàng)造出個(gè)人化的信息網(wǎng)頁 參觀者便可以選擇在其方便的時(shí)候在網(wǎng)頁上查詢某個(gè)展示議題的相關(guān)資料 或者找尋博物館中的相關(guān)資料文獻(xiàn) 在參觀結(jié)束之后 參觀者還可以在學(xué)?；蚣抑型ㄟ^網(wǎng)絡(luò)訪問網(wǎng)站my thetech org并鍵入其標(biāo)簽上一個(gè)16位長的ID號(hào)碼并登陸 這樣他們就可以訪問其獨(dú)有的個(gè)人網(wǎng)頁了 這種RFID腕圈很像一個(gè)帶有飾物的手鏈 它是由一個(gè)三英寸長一英寸寬的黑色橡皮圈將該博物館的標(biāo)簽固定住的 每一個(gè)RFID標(biāo)簽都有一個(gè)特有的16位長的數(shù)字密碼粘貼在飾物上面 對(duì)于用戶來說 他們根本不需要提供任何的郵箱地址或其它類似的信息 他們只需要提供一個(gè)16位長的數(shù)字密碼就可以直接登陸到他們的個(gè)人網(wǎng)頁 五糧液在酒瓶蓋上集成小型超高頻電子標(biāo)簽 實(shí)現(xiàn)酒類防偽功能 案例2 商品防偽 標(biāo)簽天線 單瓶級(jí)驗(yàn)證 在現(xiàn)代化 標(biāo)準(zhǔn)化 規(guī)?；姆N子基地生產(chǎn)中 為了方便種子成熟后的收獲及后期入庫和運(yùn)輸 制種基地需要一定的種子生產(chǎn)配套設(shè)施 育種小車 減少收種過程中的人為混雜及機(jī)械混雜 同時(shí)記錄下種子的重量 含水量 植株高度等相關(guān)信息 根據(jù)這些信息對(duì)種子進(jìn)行初步的分裝處理提高生產(chǎn)效率 通過內(nèi)置的信息管理系統(tǒng)記錄種子信息 功能描述 案例3 RFID在育種中的應(yīng)用 電子衡器 測距儀器 水分測定儀 RFID 打包機(jī) GPS 通過育種小車的輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)保存到信息管理系統(tǒng)中 RFID技術(shù)是數(shù)據(jù)自動(dòng)收集 識(shí)別 定位系統(tǒng)的一部分 RFID技術(shù)的應(yīng)用可以大幅提高育種運(yùn)作效率 通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?可以加快種子出入庫時(shí)間 減少現(xiàn)場操作人員 實(shí)現(xiàn)快速而精確的庫存盤點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位跟蹤 參考文獻(xiàn) RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用蔣洪