第三章RFID技術(shù)

1、想想身邊哪些地方用到了RFID技術(shù)？中盾第二代身份證中盾第二代身份證(閱讀器閱讀器) 產(chǎn)品編號(hào)： ICR-100R 產(chǎn)品商標(biāo)： 中盾 2008 北京奧運(yùn)門票北京奧運(yùn)門票利用利用RFID技術(shù)追蹤飛失的高爾夫球技術(shù)追蹤飛失的高爾夫球游樂(lè)場(chǎng)兒童監(jiān)視系統(tǒng)游樂(lè)場(chǎng)兒童監(jiān)視系統(tǒng) 1.RFID的發(fā)展歷史的發(fā)展歷史2.RFID的概念以及與條碼對(duì)比的優(yōu)勢(shì)的概念以及與條碼對(duì)比的優(yōu)勢(shì)所在所在3.RFID的基本組成和工作的基本組成和工作原理原理4.RFID的工作頻率和的工作頻率和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)5.RFID的應(yīng)用的應(yīng)用3.1 RFID技術(shù)的發(fā)展歷史技術(shù)的發(fā)展歷史 RFID RFID是是Radio Frequency Ident

2、ificationRadio Frequency Identification的縮的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別的簡(jiǎn)稱。寫(xiě)，即射頻識(shí)別的簡(jiǎn)稱。 埃森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家埃森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家認(rèn)為認(rèn)為RFIDRFID是一是一種突破性的技術(shù)：種突破性的技術(shù)：第一第一，可以識(shí)別，可以識(shí)別單個(gè)單個(gè)的非常具體的物體；的非常具體的物體；第二第二，其采用無(wú)線電射頻，可以，其采用無(wú)線電射頻，可以透過(guò)透過(guò)外部材料讀取數(shù)外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來(lái)讀取信息；據(jù)，而條形碼必須靠激光來(lái)讀取信息；第三第三，可以同時(shí)對(duì)，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。一個(gè)一個(gè)地讀。3.2

3、RFID是什么？是什么？RFID電子標(biāo)簽與條形碼對(duì)比的優(yōu)勢(shì)電子標(biāo)簽與條形碼對(duì)比的優(yōu)勢(shì)1.快速掃描快速掃描.2.體積小型化、形狀多樣化體積小型化、形狀多樣化.3.抗污染能力和耐久性抗污染能力和耐久性 .4.可重復(fù)使用（有源標(biāo)簽）可重復(fù)使用（有源標(biāo)簽） .5.穿透性和無(wú)屏障閱讀穿透性和無(wú)屏障閱讀 .6.數(shù)據(jù)的記憶容量大數(shù)據(jù)的記憶容量大 .7.安全性安全性 .3.3 RFID系統(tǒng)的基本組成系統(tǒng)的基本組成RFID系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理標(biāo)簽（標(biāo)簽（TagTag，即射頻卡），即射頻卡）：由：由耦合元件耦合元件及及芯片芯片組成，標(biāo)組成，標(biāo)簽含有簽含有內(nèi)置天線內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。電，用于

4、和射頻天線間進(jìn)行通信。電子標(biāo)簽中一般保存有唯一的約定格式的子標(biāo)簽中一般保存有唯一的約定格式的電子編碼電子編碼。在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在帶識(shí)別物體的表面，在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在帶識(shí)別物體的表面，厚度不超過(guò)厚度不超過(guò) 0.35mm0.35mm，以直接制作在標(biāo)簽上。柔軟可，以直接制作在標(biāo)簽上。柔軟可彎曲，因此可被印刷在紙張、塑料、木材、玻璃和彎曲，因此可被印刷在紙張、塑料、木材、玻璃和紡織品等包裝材料上，也可以直接制作在標(biāo)簽上。紡織品等包裝材料上，也可以直接制作在標(biāo)簽上。1.1.標(biāo)簽的式樣標(biāo)簽的式樣 這種這種RFID tagRFID tag電子標(biāo)電子標(biāo)簽很適用于需要安全距簽很適用于需要安全

5、距離的出入境管理。離的出入境管理。 典型運(yùn)用是安全通典型運(yùn)用是安全通道和控制方面。道和控制方面。 門禁門禁RFID標(biāo)簽標(biāo)簽 該標(biāo)簽是為了追蹤該標(biāo)簽是為了追蹤RPC (RPC (可循環(huán)使用的塑料可循環(huán)使用的塑料容器容器) )而特別設(shè)計(jì)的，而特別設(shè)計(jì)的，915915系列的系列的IntellitagIntellitag可可在整個(gè)供應(yīng)鏈中追蹤貨在整個(gè)供應(yīng)鏈中追蹤貨物物, ,從而節(jié)省了寶貴的行從而節(jié)省了寶貴的行政管理時(shí)間。政管理時(shí)間。INTERMEC 系列系列915 MHz RPC標(biāo)簽標(biāo)簽可循環(huán)使用的可循環(huán)使用的塑料容器標(biāo)簽塑料容器標(biāo)簽 該標(biāo)簽使用于金屬表該標(biāo)簽使用于金屬表面或者面或者RFRF反射表面，

6、適反射表面，適應(yīng)惡劣的制造環(huán)境。應(yīng)惡劣的制造環(huán)境。 該標(biāo)簽可鑲嵌機(jī)械部該標(biāo)簽可鑲嵌機(jī)械部件的凹槽，使部件安裝件的凹槽，使部件安裝后標(biāo)簽表面平整。后標(biāo)簽表面平整。 2450 MHz金屬鑲嵌標(biāo)簽金屬標(biāo)簽金屬標(biāo)簽 塑料標(biāo)簽是高塑料標(biāo)簽是高性能的耐用產(chǎn)品，它性能的耐用產(chǎn)品，它最初設(shè)計(jì)應(yīng)用在塑料最初設(shè)計(jì)應(yīng)用在塑料托盤上，還可用在許托盤上，還可用在許多其它材料上。典型多其它材料上。典型應(yīng)用于托盤，紙箱和應(yīng)用于托盤，紙箱和容器追蹤。容器追蹤。 塑料標(biāo)簽塑料標(biāo)簽 該標(biāo)簽安裝在車輛該標(biāo)簽安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上，主要應(yīng)擋風(fēng)玻璃上，主要應(yīng)用在高速公路收費(fèi)和用在高速公路收費(fèi)和停車場(chǎng)出入和門禁領(lǐng)停車場(chǎng)出入和門禁領(lǐng)域。域。

7、 它也應(yīng)用在民用和它也應(yīng)用在民用和軍用國(guó)防項(xiàng)目上軍用國(guó)防項(xiàng)目上Intellitag 擋風(fēng)玻璃標(biāo)簽擋風(fēng)玻璃擋風(fēng)玻璃標(biāo)簽標(biāo)簽電子標(biāo)簽安裝側(cè)視圖鐵路專用鐵路專用標(biāo)簽標(biāo)簽 RFID RFID 標(biāo)簽可以被制成各種各樣的尺寸：用于標(biāo)簽可以被制成各種各樣的尺寸：用于跟蹤野生動(dòng)物的跟蹤器，粗細(xì)跟鉛筆芯差不多，長(zhǎng)跟蹤野生動(dòng)物的跟蹤器，粗細(xì)跟鉛筆芯差不多，長(zhǎng)度只有度只有 1.5 1.5 厘米；厘米； 還可以將標(biāo)簽制成螺絲釘?shù)男螤?，便于植入?shù)還可以將標(biāo)簽制成螺絲釘?shù)男螤睿阌谥踩霕?shù)木或者木制物品；木或者木制物品； 也可以將標(biāo)簽制成信用卡的形狀，用于訪問(wèn)敏也可以將標(biāo)簽制成信用卡的形狀，用于訪問(wèn)敏感應(yīng)用程序。感應(yīng)用程序

8、。Intermec IntellitagIntermec Intellitag PM4i PM4i打打印機(jī)遵循當(dāng)前的印機(jī)遵循當(dāng)前的RFIDRFID標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需主機(jī)系統(tǒng)編程便可同時(shí)對(duì)需主機(jī)系統(tǒng)編程便可同時(shí)對(duì)RFIDRFID標(biāo)簽編碼和進(jìn)行條碼、文標(biāo)簽編碼和進(jìn)行條碼、文字、圖形打印。字、圖形打印。 RFID RFID 標(biāo)簽可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。標(biāo)簽可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。 主動(dòng)式主動(dòng)式RFID RFID 標(biāo)簽需要內(nèi)置電源的支持，具有標(biāo)簽需要內(nèi)置電源的支持，具有可讀寫(xiě)的特性（標(biāo)簽數(shù)據(jù)可以被修改或者重寫(xiě)）?？勺x寫(xiě)的特性（標(biāo)簽數(shù)據(jù)可以被修改或者重寫(xiě)）。它的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射半徑較大；缺點(diǎn)是與被動(dòng)式

9、它的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)射半徑較大；缺點(diǎn)是與被動(dòng)式 RFID RFID 標(biāo)簽相比體積較大，價(jià)格也要貴一些，而且壽命標(biāo)簽相比體積較大，價(jià)格也要貴一些，而且壽命只有只有 10 10 年左右。年左右。 2.2.標(biāo)簽的分類標(biāo)簽的分類 被動(dòng)式被動(dòng)式 RFID RFID 無(wú)需內(nèi)置電源的支持，通過(guò)閱無(wú)需內(nèi)置電源的支持，通過(guò)閱讀器獲得工作需要的能量。它的優(yōu)點(diǎn)是體積較小，讀器獲得工作需要的能量。它的優(yōu)點(diǎn)是體積較小，價(jià)格相對(duì)便宜一些，而且壽命理論上說(shuō)是無(wú)限的；價(jià)格相對(duì)便宜一些，而且壽命理論上說(shuō)是無(wú)限的；缺點(diǎn)是發(fā)射半徑較小，需要閱讀器具有更強(qiáng)的發(fā)缺點(diǎn)是發(fā)射半徑較小，需要閱讀器具有更強(qiáng)的發(fā)射功率。一般而言，只讀式射功率。一般而言

10、，只讀式 RFID RFID 標(biāo)簽通常都是標(biāo)簽通常都是被動(dòng)式的，使用特殊的數(shù)據(jù)集（被動(dòng)式的，使用特殊的數(shù)據(jù)集（32 32 位至位至 128 128 位）位）對(duì)其進(jìn)行編程，無(wú)法被修改。對(duì)其進(jìn)行編程，無(wú)法被修改。閱讀器閱讀器(Reader) (Reader) ：是一種負(fù)責(zé)讀取或改寫(xiě)電子是一種負(fù)責(zé)讀取或改寫(xiě)電子標(biāo)簽信息的設(shè)備。它可以設(shè)計(jì)成單獨(dú)的整體，也標(biāo)簽信息的設(shè)備。它可以設(shè)計(jì)成單獨(dú)的整體，也可以是以部件形式嵌入到其他系統(tǒng)中去。它與計(jì)可以是以部件形式嵌入到其他系統(tǒng)中去。它與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相連，共同完成對(duì)電子標(biāo)簽的算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相連，共同完成對(duì)電子標(biāo)簽的識(shí)別、操作和控制。識(shí)別、操作和控制。 它一

11、方面產(chǎn)生并它一方面產(chǎn)生并發(fā)射無(wú)線電射頻發(fā)射無(wú)線電射頻為電子標(biāo)簽為電子標(biāo)簽（指無(wú)源電子標(biāo)簽）提供能量，另一方面（指無(wú)源電子標(biāo)簽）提供能量，另一方面接收由接收由電子標(biāo)簽發(fā)射的無(wú)線電射頻信號(hào)電子標(biāo)簽發(fā)射的無(wú)線電射頻信號(hào)，經(jīng)處理后獲取，經(jīng)處理后獲取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息并傳輸?shù)脚c此相連的計(jì)算機(jī)數(shù)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息并傳輸?shù)脚c此相連的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。據(jù)管理系統(tǒng)。 全球第一款同時(shí)全球第一款同時(shí)支持支持EPC globalEPC global第一代第一代 和第二代和第二代RFIDRFID標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的IV7 IV7 IntellitagIntellitag車載車載RFIDRFID讀取器讀取器天線天線(Antenna

12、)(Antenna)：可以釋放無(wú)線電信號(hào)激發(fā)可以釋放無(wú)線電信號(hào)激發(fā) RFID RFID 標(biāo)簽，并且對(duì)它進(jìn)行讀寫(xiě)操作，在標(biāo)簽和讀取器標(biāo)簽，并且對(duì)它進(jìn)行讀寫(xiě)操作，在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。間傳遞射頻信號(hào)。 它一般它一般與閱讀器整合在一起與閱讀器整合在一起，成為手持設(shè)備，成為手持設(shè)備和大型固定設(shè)備。和大型固定設(shè)備。全向天線定向天線管理系統(tǒng)管理系統(tǒng): :計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與讀寫(xiě)器相連，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與讀寫(xiě)器相連，主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理和控制，以及主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理和控制，以及對(duì)零售點(diǎn)等地方的消費(fèi)者信用卡進(jìn)行結(jié)帳和扣對(duì)零售點(diǎn)等地方的消費(fèi)者信用卡進(jìn)行結(jié)帳和扣款?？睢?.4 RFID

13、系統(tǒng)的工作頻率系統(tǒng)的工作頻率 在在RFIDRFID系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作就像我們平時(shí)收聽(tīng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作就像我們平時(shí)收聽(tīng)調(diào)頻廣播一樣，調(diào)頻廣播一樣，。 射頻標(biāo)簽的工作頻率不僅決定著射頻識(shí)別系統(tǒng)射頻標(biāo)簽的工作頻率不僅決定著射頻識(shí)別系統(tǒng)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識(shí)別距離，工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識(shí)別距離，還決定著射頻標(biāo)簽及讀寫(xiě)器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)還決定著射頻標(biāo)簽及讀寫(xiě)器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)備成本。備成本。RFIDRFID應(yīng)用占據(jù)的頻段或頻點(diǎn)在國(guó)際上有應(yīng)用占據(jù)的頻段或頻點(diǎn)在國(guó)際上有公認(rèn)的劃分，即位于公認(rèn)的劃分，即位于ISMISM（IndustrialIndustrial、Scientifi

14、c and MedicalScientific and Medical）波段。）波段。 低頻段射頻標(biāo)簽低頻段射頻標(biāo)簽，其工作頻率范圍為，其工作頻率范圍為30kHz30kHz300kHz300kHz。典型工作頻率有。典型工作頻率有125KHz125KHz和和133KHz133KHz。低頻標(biāo)。低頻標(biāo)簽一般為無(wú)源標(biāo)簽，其工作能量通過(guò)電感耦合方式簽一般為無(wú)源標(biāo)簽，其工作能量通過(guò)電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的從閱讀器耦合線圈的中獲得。低頻標(biāo)簽與中獲得。低頻標(biāo)簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低頻標(biāo)簽需位于閱讀器天閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低頻標(biāo)簽需位于閱讀器天線輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般小于線輻射的近場(chǎng)

15、區(qū)內(nèi)。低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般小于1 1米。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有：動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、米。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有：動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖防盜等。工具識(shí)別、電子閉鎖防盜等。 高頻段射頻標(biāo)簽高頻段射頻標(biāo)簽的工作頻率一般為的工作頻率一般為3MHz3MHz30MHz30MHz。典型工作頻率為。典型工作頻率為13.56MHz13.56MHz。其工作原理與。其工作原理與低頻標(biāo)簽完全相同。標(biāo)簽一般也采用無(wú)源為主，低頻標(biāo)簽完全相同。標(biāo)簽一般也采用無(wú)源為主，閱讀距離一般情況下也小于閱讀距離一般情況下也小于1 1米。中頻標(biāo)簽由于可米。中頻標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀，廣泛應(yīng)用于電子車票、電子身方便地做成卡

16、狀，廣泛應(yīng)用于電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）、份證、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）、小區(qū)物業(yè)管理、大廈門禁系統(tǒng)等。小區(qū)物業(yè)管理、大廈門禁系統(tǒng)等。 超超高頻的典型工作頻率有高頻的典型工作頻率有433.92MHz433.92MHz、862(902)MHz862(902)MHz928MHz928MHz。超高頻標(biāo)簽超高頻標(biāo)簽主要用于鐵路主要用于鐵路車輛自動(dòng)識(shí)別、集裝箱識(shí)別，還可用于公路車輛車輛自動(dòng)識(shí)別、集裝箱識(shí)別，還可用于公路車輛識(shí)別與自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)中。識(shí)別與自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)中。 短波射頻標(biāo)簽短波射頻標(biāo)簽的工作頻率有的工作頻率有2.45GHz2.45GHz、5.8GHz5.8G

17、Hz，標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類。主要用于標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類。主要用于工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療和智能交通系統(tǒng)中。工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療和智能交通系統(tǒng)中。 超超高頻和短波標(biāo)簽工作時(shí)，射頻標(biāo)簽位于高頻和短波標(biāo)簽工作時(shí)，射頻標(biāo)簽位于閱讀器天線輻射場(chǎng)的閱讀器天線輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)內(nèi)遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)內(nèi)。相應(yīng)的射頻識(shí)別。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀距離系統(tǒng)閱讀距離一般大于一般大于1m1m，典型情況為，典型情況為4m4m6m6m，最大可達(dá)最大可達(dá)10m10m以上以上。閱讀器天線一般均為定向天線，。閱讀器天線一般均為定向天線，只有在閱讀器天線定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽可只有在閱讀器天線定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽可被讀被讀/ /

18、寫(xiě)。寫(xiě)。 由于閱讀距離的增加，應(yīng)用中有可能在閱讀由于閱讀距離的增加，應(yīng)用中有可能在閱讀區(qū)域中同時(shí)出現(xiàn)區(qū)域中同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)射頻標(biāo)簽多個(gè)射頻標(biāo)簽的情況，從而提出的情況，從而提出了多標(biāo)簽同時(shí)讀取的需求。目前，先進(jìn)的射頻識(shí)了多標(biāo)簽同時(shí)讀取的需求。目前，先進(jìn)的射頻識(shí)別系統(tǒng)均將多標(biāo)簽識(shí)讀問(wèn)題作為系統(tǒng)的一個(gè)重要?jiǎng)e系統(tǒng)均將多標(biāo)簽識(shí)讀問(wèn)題作為系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。特征。 RFID標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1.國(guó)防軍事國(guó)防軍事美國(guó)將美國(guó)將RFID應(yīng)用于軍事物流應(yīng)用于軍事物流一個(gè)士兵作戰(zhàn)日平均的物資消耗量一個(gè)士兵作戰(zhàn)日平均的物資消耗量 3.5 RFID技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用2.生產(chǎn)：生產(chǎn)：礦井人員考勤、礦井人員考勤、定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)（3 3）醫(yī)療垃圾成禍害，）醫(yī)療垃圾成禍害，RFIDRFID是良方是良方3.用于安