第三射頻識別技術

1、第三章第三章 射頻識別技術射頻識別技術（Radio Frequency Identification)第一節(jié)第一節(jié) 射頻識別技術概述射頻識別技術概述第二節(jié)第二節(jié) RFID的特點及分類的特點及分類第三節(jié)第三節(jié) RFID技術在物流中的應用技術在物流中的應用第一節(jié)第一節(jié) 射頻識別技術概述射頻識別技術概述想想身邊哪些地方用到了RFID技術？中盾第二代身份證中盾第二代身份證(閱讀器閱讀器) 產品編號： ICR-100R 產品商標： 中盾 2008 北京奧運門票北京奧運門票游樂場兒童監(jiān)視系統(tǒng)游樂場兒童監(jiān)視系統(tǒng) RFID是什么？是什么？ RFID是是Radio Frequency Identificatio

2、n的縮寫，即射的縮寫，即射頻識別的簡稱。射頻識別技術是頻識別的簡稱。射頻識別技術是20世紀世紀90年代開始興起的一年代開始興起的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合間耦合(交變磁場或電磁場交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。遞的信息達到識別目的的技術。 埃森哲實驗室首席科學家埃森哲實驗室首席科學家認為認為RFID是一種是一種突破性的技術：突破性的技術： 第一，可以識別單個的非常具體的物體；第一，可以識別單個的非常具體的物體； 第二，其采用無線電射頻，可以

3、透過外部材料讀第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數據，而條形碼必須靠光線掃描來讀取信息；取數據，而條形碼必須靠光線掃描來讀取信息； 第三，可以同時對第三，可以同時對多個多個物體進行識讀，而條形碼物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。只能一個一個地讀。 （1） RFID技術的產生技術的產生 RFID在歷史上的首次應用可以追溯到第二次世界大在歷史上的首次應用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間戰(zhàn)期間 （約（約1940年代）年代） ，其當時的功能是用于分辨出敵，其當時的功能是用于分辨出敵方飛機與我方飛機。我方的飛機上裝載有高耗電量的主動方飛機與我方飛機。我方的飛機上裝載有高耗電量的主動式標簽（式

4、標簽（Active Tag），當雷達發(fā)出詢問的訊號，這些標），當雷達發(fā)出詢問的訊號，這些標簽就會發(fā)出適當的響應，藉以識別出自己是友軍或是敵軍。簽就會發(fā)出適當的響應，藉以識別出自己是友軍或是敵軍。此系統(tǒng)稱為此系統(tǒng)稱為IFF（Identify： Friend or Foe）。）。 一、射頻技術產生和發(fā)展一、射頻技術產生和發(fā)展 1948年哈里年哈里斯托克曼發(fā)表的斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信利用反射功率的通信”奠定了射頻識別射頻識別技術的理論基礎。奠定了射頻識別射頻識別技術的理論基礎。 到了到了1970年代末期，美國政府透過年代末期，美國政府透過Los Alamos科學科學實驗室將實驗室將RFI

5、D技術轉移到民間。技術轉移到民間。RFID技術最先在商業(yè)上的技術最先在商業(yè)上的應用是用于畜牧業(yè)。到了應用是用于畜牧業(yè)。到了1980年代，美國與歐洲的幾家公年代，美國與歐洲的幾家公司開始著手生產司開始著手生產RFID標簽。標簽。 目前，目前，RFID技術已經被廣泛應用于各個領域，從門禁技術已經被廣泛應用于各個領域，從門禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以見到其蹤跡。管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以見到其蹤跡。 （2）RFID技術的發(fā)展歷程技術的發(fā)展歷程時間時間RFID技術發(fā)展技術發(fā)展19411950年年雷達的改進和應用催生了雷達的改進和應用催生了RFID技術，技術，1948年奠定了年奠定了RF

6、ID技術技術的理論基礎。的理論基礎。19511960年年早期早期RFID技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。19611970年年RFID技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。19711980年年RFID技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術測技術測試得到加速。出現了一些最早的試得到加速。出現了一些最早的RFID應用。應用。19811990年年RFID技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種封閉系統(tǒng)應用開始出技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種封閉系統(tǒng)應用開始出現?，F。

7、19912000年年RFID技術標準化問題日趨得到重視，技術標準化問題日趨得到重視，RFID產品得到廣泛采用產品得到廣泛采用2001今今標準化問題日趨為人們所重視，標準化問題日趨為人們所重視，RFID產品種類更加豐富，有源產品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低。標簽成本不斷降低。 RFID是是Radio Frequency Identification的縮寫，即的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。射頻識別，俗稱電子標簽。RFID其主要核心部件是一個其主要核心部件是一個電子標簽，直徑僅為電子

8、標簽，直徑僅為 2毫米不到，通過相距幾厘米到幾十毫米不到，通過相距幾厘米到幾十米距離內傳感器發(fā)射的無線電波，米距離內傳感器發(fā)射的無線電波，可以讀取電子標簽內儲可以讀取電子標簽內儲存的信息，識別電子標簽代表的物品、人和器具的身份。存的信息，識別電子標簽代表的物品、人和器具的身份。 二、二、RFID定義定義三、三、RFID系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 最基本的最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：系統(tǒng)由三部分組成：1、信號發(fā)射機信號發(fā)射機，典型的形式是，典型的形式是標簽標簽 標簽標簽（Tag）：與條碼不同的是，能夠自動或在外力）：與條碼不同的是，能夠自動或在外力的作用下把存儲的信息的作用下把存儲的信息主動主動

9、發(fā)射出去。由耦合元件及芯片發(fā)射出去。由耦合元件及芯片組成，一般是帶有線圈、天線、存儲器與控制系統(tǒng)的低電組成，一般是帶有線圈、天線、存儲器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。集成電路。三、三、RFID系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目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。標簽載有可用于認證識別其所附著的目標物的相標對象。標簽載有可用于認證識別其所附著的目標物的相關信息數據。標簽可以是只讀的、讀關信息數據。標簽可以是只讀的、讀/寫兼具的形式；可寫兼具的形式；可以是以是“主動式主動式”也可以是也可以是“被動式被動式”的的（主動式標簽自帶（主動式標簽自帶電池，被

10、動式標簽沒有電池）電池，被動式標簽沒有電池）。被動式標簽被動式標簽射頻標簽的分類1）按標簽獲取電能的方式不同）按標簽獲取電能的方式不同 主動式標簽主動式標簽 2）按內部使用存儲器類型的不同）按內部使用存儲器類型的不同 只讀標簽只讀標簽可讀可寫標簽可讀可寫標簽3）按標簽中存儲器數據存儲能力的不同）按標簽中存儲器數據存儲能力的不同 標識標簽標識標簽便攜式數據文件便攜式數據文件 在實際應用中，電子標簽附著在帶識別物體的表面，在實際應用中，電子標簽附著在帶識別物體的表面，厚度不超過厚度不超過 0.35mm0.35mm，以直接制作在標簽上。柔軟可彎曲，以直接制作在標簽上。柔軟可彎曲，因此可被印刷在紙張、

11、塑料、木材、玻璃和紡織品等包裝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簽上。材料上，也可以直接制作在標簽上。門禁門禁RFID標簽標簽可循環(huán)使用的可循環(huán)使用的塑料容器標簽塑料容器標簽INTERMEC 系列系列915 MHz RPC標簽標簽 該標簽是為了追蹤該標簽是為了追蹤RPC (可可循環(huán)使用的塑料容器循環(huán)使用的塑料容器)而特別設而特別設計的，計的，915系列的系列的Intellitag可在可在整個供應鏈中追蹤貨物整個供應鏈中追蹤貨物,從而節(jié)從而節(jié)省了寶貴的行政管理時間。省了寶貴的行政管理時間。 該標簽使用于金屬表面或該標簽使用于金屬表面或者者RFRF反射表面

12、，適應惡劣的反射表面，適應惡劣的制造環(huán)境。制造環(huán)境。 該標簽可鑲嵌機械部件的該標簽可鑲嵌機械部件的凹槽，使部件安裝后標簽表凹槽，使部件安裝后標簽表面平整。面平整。 金屬標簽金屬標簽2450 MHz金屬鑲嵌標簽金屬鑲嵌標簽 塑料標簽是高性能的塑料標簽是高性能的耐用產品，它最初設計應耐用產品，它最初設計應用在塑料托盤上，還可用用在塑料托盤上，還可用在許多其它材料上。典型在許多其它材料上。典型應用于托盤，紙箱和容器應用于托盤，紙箱和容器追蹤。追蹤。 塑料標簽塑料標簽 該標簽安裝在車輛擋該標簽安裝在車輛擋風玻璃上，主要應用在高風玻璃上，主要應用在高速公路收費和停車場出入速公路收費和停車場出入和門禁領域

13、。和門禁領域。 它也應用在民用和軍它也應用在民用和軍用國防項目上用國防項目上擋風玻璃擋風玻璃標簽標簽鐵路專用鐵路專用標簽標簽 RFID RFID 標簽可以被制成各種各樣的尺寸：用于跟蹤野生標簽可以被制成各種各樣的尺寸：用于跟蹤野生動物的跟蹤器，粗細跟鉛筆芯差不多，長度只有動物的跟蹤器，粗細跟鉛筆芯差不多，長度只有 1.5 1.5 厘米；厘米； 還可以將標簽制成螺絲釘的形狀，便于植入樹木或者木還可以將標簽制成螺絲釘的形狀，便于植入樹木或者木制物品；制物品； 也可以將標簽制成信用卡的形狀，用于訪問敏感應用程也可以將標簽制成信用卡的形狀，用于訪問敏感應用程序。序。2、信號接收機，及閱讀器、信號接收機

14、，及閱讀器 閱讀器閱讀器(Reader) (Reader) ：是一種負責讀取或改寫電子標簽是一種負責讀取或改寫電子標簽信息的設備。它可以設計成單獨的整體，也可以是以部件信息的設備。它可以設計成單獨的整體，也可以是以部件形式嵌入到其他系統(tǒng)中去。它與計算機數據管理系統(tǒng)相連，形式嵌入到其他系統(tǒng)中去。它與計算機數據管理系統(tǒng)相連，共同完成對電子標簽的識別、操作和控制。共同完成對電子標簽的識別、操作和控制。三、三、RFID系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 它一方面產生并發(fā)射無線電射頻為電子標簽（指無源它一方面產生并發(fā)射無線電射頻為電子標簽（指無源電子標簽）提供能量，另一方面接收由電子標簽發(fā)射的無電子標簽）提供能量，另

15、一方面接收由電子標簽發(fā)射的無線電射頻信號，經處理后獲取電子標簽數據信息并傳輸到線電射頻信號，經處理后獲取電子標簽數據信息并傳輸到與此相連的計算機數據管理系統(tǒng)。與此相連的計算機數據管理系統(tǒng)。 全球第一款同時支全球第一款同時支持持EPC globalEPC global第一代第一代 和第二代和第二代RFIDRFID標準的標準的IV7 IntellitagIV7 Intellitag車載車載RFIDRFID讀取器讀取器3、天線、天線 可以釋放無線電信號激發(fā)可以釋放無線電信號激發(fā) RFID RFID 標簽，并且對它進行標簽，并且對它進行讀寫操作，在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。讀寫操作，在標簽和讀取器間

16、傳遞射頻信號。 它一般它一般與閱讀器整合在一起與閱讀器整合在一起，成為手持設備和大型固，成為手持設備和大型固定設備。定設備。三、三、RFID系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成定向天線全向天線RFID工作原理工作原理RFID技術的基本工作原理圖技術的基本工作原理圖 第二節(jié) RFID的特點及分類一、一、RFID的特點的特點1、數據通信、數據通信 數據傳輸數據傳輸速度速度和和距離距離衡量數據在空氣中的傳播，為衡量數據在空氣中的傳播，為了實現數據高速、遠距離地傳輸，必須把數據信號疊加在了實現數據高速、遠距離地傳輸，必須把數據信號疊加在一個規(guī)則變化的信號比較強的電波上，這個過程叫一個規(guī)則變化的信號比較強的電波上，這個

17、過程叫調制調制，規(guī)則變化的電波叫規(guī)則變化的電波叫載波載波。 一般來說，使用的載波頻率越高，數據能夠傳輸的一般來說，使用的載波頻率越高，數據能夠傳輸的速度越快。速度越快。2、射頻識別（、射頻識別（RFID）系統(tǒng)的優(yōu)點）系統(tǒng)的優(yōu)點 非接觸閱讀非接觸閱讀 數據存儲容量大數據存儲容量大 讀寫速度快讀寫速度快 體積小，易封裝體積小，易封裝 無磨損，使用壽命長無磨損，使用壽命長 動態(tài)實時通信動態(tài)實時通信 安全性能高安全性能高二、二、RFID的分類的分類根據根據RFID系統(tǒng)完成的系統(tǒng)完成的功能功能不同，可以分為：不同，可以分為： EAS系統(tǒng)系統(tǒng) 便攜式數據采集系統(tǒng)便攜式數據采集系統(tǒng) 物流控制系統(tǒng)物流控制系統(tǒng)

18、 定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)（一）（一）EAS系統(tǒng)系統(tǒng) Electronic Article Surveillance（EAS）電子防盜）電子防盜系統(tǒng)，是一種設置在需要控制物品出入的門口的系統(tǒng)，是一種設置在需要控制物品出入的門口的RFID技技術。這種技術的典型應用場合是商店、圖書館、數據中心，術。這種技術的典型應用場合是商店、圖書館、數據中心，實驗室等地方，當未被授權的人從這些地方非法取走物品實驗室等地方，當未被授權的人從這些地方非法取走物品時，時，EAS系統(tǒng)會發(fā)出警告。系統(tǒng)會發(fā)出警告。 EAS系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 a）附著在商品上的電子標簽，電子傳感器；附著在商品上的電子標簽，電子傳感器； b）電子標簽滅

19、活裝置（消磁），以便授權商品能正常出入；）電子標簽滅活裝置（消磁），以便授權商品能正常出入； c）監(jiān)視器，在出口造成一定區(qū)域的監(jiān)視空間）監(jiān)視器，在出口造成一定區(qū)域的監(jiān)視空間EAS系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 在監(jiān)視區(qū)，發(fā)射器以一定的頻率向接收器發(fā)射信號。在監(jiān)視區(qū)，發(fā)射器以一定的頻率向接收器發(fā)射信號。發(fā)射器與接受器一般安裝在零售店、圖書館的出入口，形發(fā)射器與接受器一般安裝在零售店、圖書館的出入口，形成一定的監(jiān)視空間。當具有特殊特征的標簽進入該區(qū)域時，成一定的監(jiān)視空間。當具有特殊特征的標簽進入該區(qū)域時，會對發(fā)射器發(fā)出的信號產生干擾，這種干擾信號也會被接會對發(fā)射器發(fā)出的信號產生干擾，這種干擾信號也會被接

20、收器接收，再經過微處理器的分析判斷，就會控制警報器收器接收，再經過微處理器的分析判斷，就會控制警報器的鳴響。的鳴響。（二）便攜式數據采集系統(tǒng)（二）便攜式數據采集系統(tǒng) 便攜式數據采集系統(tǒng)是使用帶有便攜式數據采集系統(tǒng)是使用帶有RFID閱讀器的手持閱讀器的手持式數據采集器采集式數據采集器采集RFID標簽上的數據。這種系統(tǒng)具有比標簽上的數據。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式RFID系統(tǒng)的應用系統(tǒng)的應用環(huán)境。環(huán)境。（三）物流控制系統(tǒng)（三）物流控制系統(tǒng) 在物流控制系統(tǒng)中，固定布置的在物流控制系統(tǒng)中，固定布置的RFID閱讀器分散布閱讀器分散布置在給定的區(qū)域，

21、并且閱讀器直接與數據管理信息系統(tǒng)相置在給定的區(qū)域，并且閱讀器直接與數據管理信息系統(tǒng)相連，信號發(fā)射機是移動的，一般安裝在移動的物體、人上連，信號發(fā)射機是移動的，一般安裝在移動的物體、人上面。當物體、人流經閱讀器時，閱讀器會自動掃描標簽上面。當物體、人流經閱讀器時，閱讀器會自動掃描標簽上的信息并把數據信息輸入數據管理信息系統(tǒng)存儲、分析、的信息并把數據信息輸入數據管理信息系統(tǒng)存儲、分析、處理，達到控制物流的目的。處理，達到控制物流的目的。（入庫、出庫）（入庫、出庫）（四）定位系統(tǒng)（四）定位系統(tǒng) 定位系統(tǒng)用于自動化加工系統(tǒng)中的定位以及對車輛、定位系統(tǒng)用于自動化加工系統(tǒng)中的定位以及對車輛、輪船等進行運行

22、定位支持。輪船等進行運行定位支持。閱讀器放置在移動的車輛、輪閱讀器放置在移動的車輛、輪船上或者自動化流水線中移動的物料、半成品、成品上，船上或者自動化流水線中移動的物料、半成品、成品上，信號發(fā)射機嵌入到操作環(huán)境的地表下面。信號發(fā)射機上存信號發(fā)射機嵌入到操作環(huán)境的地表下面。信號發(fā)射機上存儲有位置識別信息，閱讀器一般通過無線的方式或者有線儲有位置識別信息，閱讀器一般通過無線的方式或者有線的方式連接到主信息管理系統(tǒng)。的方式連接到主信息管理系統(tǒng)。（運動定位）（運動定位）第三節(jié)第三節(jié) RFID技術在物流中的應用技術在物流中的應用一、一、RFID技術在交通物流領域的應用技術在交通物流領域的應用RFID卡收費卡收費 目前的收費卡多用磁卡、目前的收費卡多用磁卡、IC卡，而卡，而RFID卡也開始占據市場。原卡也開始占據市場。原因是磁卡、因是磁卡、IC卡容易損壞，而卡容易損壞，而RFID卡則不容易磨損，同時卡則不容易磨損，同時RFID系統(tǒng)系統(tǒng)還能夠進行遠距離識別、對行駛中的車輛進行識別、同時識別幾張卡還能夠進行遠距離識別、對行駛中的車輛進行識別、同時識別幾張卡等優(yōu)點。高速公路自動收費，停車場收費等。等優(yōu)點。高速公路自動收費，停車場收費等。集裝箱的自動識別集裝箱的自動識別 將記錄有集裝箱號、箱型、裝載的貨物種類、數量等數將記錄有集裝箱號、箱型