第9章系統(tǒng)構建

1、第9 章RFID應用系統(tǒng)的構建9.1選擇標準一個完整的電子標簽系統(tǒng)要能夠正常工作，必須要有電子標簽和讀寫器設備信號之間的通信協(xié)議、無線頻率的選用、電子標簽編碼系統(tǒng)和數(shù)據(jù)格式、產品數(shù)據(jù)交換協(xié)議、軟件系統(tǒng)編程架構、網(wǎng)絡與安全規(guī)范等標準。具體歸納為4大類，分別是l 電子產品編碼類標準l 通信類標準l 頻率類標準l 應用類標準。9.2 頻率選擇頻率選擇是RFID技術中的一個關鍵問題，頻率標準直接影響RFID技術的應用。頻率的選擇既要適應各種不同應用需求，還需要考慮各國對無線電頻段使用和發(fā)射功率的規(guī)定。9.2.1使用的頻率范圍 工作在不同頻段或頻點上的電子標簽具有不同的特點。射頻識別應用占據(jù)的頻段或頻點

2、在國際上有公認的劃分，即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。 1. 低頻段電子標簽 低頻段電子標簽，簡稱為低頻標簽，其工作頻率范圍為30300kHz。典型工作頻率有125kHz、133kHz。2. 中高頻段電子標簽 中高頻段電子標簽的工作頻率一般為330MHz。典型工作頻率為13.56MHz。3. 超高頻與微波標簽 超高頻與微波頻段的電子標簽，簡稱為微波電子標簽，其典型工作頻率為433.92MHz，862（902）928MHz，2.45GHz，5.8GHz，微波電子

3、標簽可分為有源標簽與無源標簽兩類。9.2.2 工作頻率與應用范圍微波電子標簽的典型應用包括移動車輛識別、電子微波電子標簽的典型應用包括移動車輛識別、電子身份證、倉儲物流應用、電子閉鎖防盜身份證、倉儲物流應用、電子閉鎖防盜（電子遙控電子遙控門鎖控制器門鎖控制器）等。等。9.2.3 頻率特性與頻率選擇 當前RFID工作頻率跨越多個頻段，目前RFID使用的頻率有6種，分別為135kHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860930MHz、2.45GHz以及5.8GHz。 RFID的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應用中，如多數(shù)的門禁控制、動物管理和防盜追蹤等，此頻段在絕大多數(shù)的國家屬于開放

4、，不涉及法規(guī)開放和執(zhí)照申請的問題，因此使用最廣； 高頻系統(tǒng)的代表性應用為證卡，非接觸式IC卡發(fā)展快速； 超高頻系統(tǒng)應用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合，其天線波束方向較窄且價格較高，可大幅提升現(xiàn)階段的應用層次，通信品質佳，適合供應鏈管理，但有各國頻率法規(guī)不一的問題，現(xiàn)有的使用者頻率選擇問題不可避免，否則跨區(qū)應用必然會出現(xiàn)管理的盲點。 目前，頻率選擇的主要問題是在供應鏈中的應用，EPCglobal規(guī)定用于EPC的載波頻率為13.56MHz和860960MHz兩個頻段。860960MHz頻段的應用則較復雜，ISO 18000-6定義了超高頻（UHF）RFID系統(tǒng)的頻率范圍和EPCglobal

5、的協(xié)議EPC Class 1 Gen 2給出的RFID系統(tǒng)頻率范圍均為860960MHz。9.2.4 我國頻率分配現(xiàn)狀 目前我國RFID方面使用的主要頻段有HF（13.56MHz），UHF，MW（2.45GHz）等。HF頻段、MW頻段（2.4462.454GHz）都可以使用；但UHF頻段的問題則比較復雜，我國在UHF頻率范圍內，已經存在多種無線通信的應用，其中包括GSM和CDMA的通信頻段。 目前，我國UHF頻段相關的測試工作已經在積極的進行中，UHF RFID的頻譜分配方案尚未正式公布，我國頻率標準的確定仍有待時日。9.3 運行環(huán)境與接口方式9.3.1運行環(huán)境 一個完整的射頻識別應用系統(tǒng)應當

6、包括讀寫器、電子標簽、計算機網(wǎng)絡等設備?？紤]到數(shù)據(jù)讀取、處理、傳輸?shù)葐栴}，還應當考慮讀寫器天線的安裝、傳輸距離的遠近等問題。 無線射頻識別技術的運行環(huán)境相對比較寬松，從應用軟件系統(tǒng)的運行環(huán)境來看，可以在現(xiàn)有的任何系統(tǒng)上運行基于任何編程語言的任何軟件。 計算機平臺系統(tǒng)包括Windows、Linux、UNIX以及DOS平臺系統(tǒng)。9.3.2接口方式 接口方式主要指的是讀寫器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算機的接口方式。RFID系統(tǒng)的接口方式非常靈活，包括RS-232、RS-485、以太網(wǎng)（RJ45）、WLAN 802.11（無線網(wǎng)絡）、Wiegand接口等接口，不同的接口具有不同的應用范圍和性能特征。9.3.3接

7、口軟件 無線射頻識別設備制造廠商在向用戶提供或者銷售自己的產品時，都會提供相應的接口軟件甚至是軟件的源代碼。通過這種接口軟件，可以對設備進行測試，直接生產一定格式的數(shù)據(jù)文件，供用戶分析使用，也可以向其他應用軟件提供數(shù)據(jù)接口。9.4 RFID器件選擇9.4.1選擇RFID讀寫器的正確策略 1. 選用智能讀寫器還是傻瓜讀寫器 2. 頻率 3. 不同結構形式的讀寫器 4. 天線 5. 輸入輸出裝置 6. 網(wǎng)絡的選擇 7. 升級為Gen2 8. 成本預算9.4.2選擇與配置RFID中的射頻天線 在RFID裝置中，工作頻率到微波波段的時候，天線與標簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴峻。采用天線的目標是傳輸最

8、大的能量進入標簽芯片，需要仔細設計天線與自由空間以及和其相連的標簽芯片的匹配。 在選擇天線時的主要考慮是，天線的類型、天線的阻抗、應用到物品上的RF性能、在有其他的物品圍繞被貼標簽物品時的RF性能。1. 可選的天線 2. 阻抗問題 3. 輻射模式 4. 局部結構的影響5. 距離9.5 系統(tǒng)要求與系統(tǒng)架構9.5.1 系統(tǒng)要求 1可伸縮性 2可用性 3安全性 4. 互操作性 5集成 6管理 7消息傳遞9.5.2系統(tǒng)架構 根據(jù)選定的電子標簽、讀寫器，加上中間件、數(shù)據(jù)集成環(huán)境和上層的應用系統(tǒng)，一個典型的RFID系統(tǒng)就構建好了，其系統(tǒng)架構如圖9-1所示。9.6 RFID項目實施的四個階段 RFID項目的

9、實施，可以分為起步、測試和驗證、試點實施、實施4個可行階段，逐步實現(xiàn)平穩(wěn)緩慢的過渡。9.6.1 第一階段：起步 1. 建立開發(fā)環(huán)境 2. 選擇精英合作伙伴 （1）經驗和核心能力。（2）解決方案營造商的專注程度。（3）售后服務。（4）制造、測試智能標簽。（5）標簽放置。（6）標簽：好標簽、無效標簽和不被讀取標簽。 9.6.2第二階段：測試和驗證 1. 引入系統(tǒng)集成合作伙伴 2. 集成多方面的應用軟件 3. 與存儲倉庫的基本設施集成 4. 對RFID合作伙伴的要求清單 5. 驗證供應商人選 6. 尋找供應商 9.6.3第三階段：試點實施1. 大膽啟動 試點項目的目標是開發(fā)出一個可預期、范圍可調節(jié)的

10、系統(tǒng)。這要求在標簽放置、輸出和性能方面達到一定的精度。在這個過程中小心測量、精心記錄能從根本上減少錯誤，有助于同合作伙伴和客戶一起建立最終的作業(yè)流程。要標記重要事件，以便詳細規(guī)劃系統(tǒng)實施情況。不要一味往前趕，要不時地停下來評估目前的解決方案。2. 期望的解決方案 即便在第一年中只有一小部分的出貨需要滿足RFID的要求，解決RFID的實施問題也會為今后的業(yè)務打下堅實的基礎。在第三階段結束之前，將會建立確定的業(yè)務流程和步驟，而且在大宗貨流和高處理速度的條件下測試軟硬件設備，并驗證系統(tǒng)的精確性。9.6.4第四階段：實施 1. 真正的樂趣從現(xiàn)在開始 雖然目前的技術水平還不能達到完全的RFID技術實施，

11、數(shù)以百計的公司都正在為此努力。技術仍需要發(fā)展，標準化的問題還沒有解決，各種相關協(xié)議還會改變，智能標簽會升級到第二代中的第一類。這些行業(yè)上的改變意味著設備的更換。所以要選擇那些提供資產保護計劃的供貨商保護用戶的投資，供貨商還要提供可升級的固件（如符合已提出的96位標準）和可調整的解決方案，這樣當技術更新時，就不必從頭開始。2. 通往高投資收益率（ROI）的途徑 在實施階段，要尋求各種機會提高效率，并為流程建立起度量標準用以量化改進幅度，為實現(xiàn)高的ROI打下基礎。在試點運行時選取的解決方案應該是可調節(jié)、有力、側重于工業(yè)方面的低成本實施。 （1）整體質量控制（2）數(shù)據(jù)采集 （3）網(wǎng)絡和設備管理（4）智能介質管理 （5）工業(yè)設計