物聯網導論第3章 RFID

1、第第3章章 RFID技術技術3.1 RFID技術概述技術概述3.3.1 RFID技術簡介技術簡介 R F I D （ R a d i o F r e q u e n c y Idemification,射頻識別技術）是自動識別射頻識別技術）是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，對目標加以識別并獲取觸雙向數據通信，對目標加以識別并獲取相關數據。相關數據。3.1 RFID技術概述技術概述3.1.2 RFID技術的應用領域1.高速公路收費及智能交通系統(tǒng)2.生產的自動化及過程控制3. 車輛的自動識別及防盜4.電子票證5.貨物跟蹤管理及監(jiān)控6.

2、倉儲、配送等物流環(huán)節(jié)7.郵件、郵包的自動分揀系統(tǒng)3.1 RFID技術概述技術概述 8.動物跟蹤和管理 9.門禁保安 10.防偽 11.運動計時3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理 RFID射頻識別技術，是非接觸式的自動識別技術，可以通過射頻信號自動識別目標對象，獲取相關數據，不需人工接觸、不需光學可視即可完成信息輸入和處理，并且操作簡單快捷。3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理 3.2.1 RFID系統(tǒng)的構成 射頻識別系統(tǒng)通常由電子標簽、讀寫器、計算機通信網絡三部分組成。 精倫獨立型居民身份證閱讀器iDR400-2是具有第二代居民身份證核驗功能可進行移動核查顯示的專用設備。它采

3、用高性能ARM11處理器作為CPU，WinCE 6.0操作系統(tǒng)，高精度大幅面的彩色手寫液晶顯示屏，配以公安部門授權的專用身份證安全控制模塊（SAM），實現第二代居民身份證有效性驗證和信息的實時閱讀，并以文字和圖片的方式顯示。終端核查名單功能強大，滿足公安、交通、金融、車管等行業(yè)定制重點人員名單的需求， 特別適合于網上追逃、重點人員布控等。通過終端的從USB口，可以與電腦進行數據交互。還可根據用戶實際網絡接入的需要，通過選配內置EVDO/TD-SCDMA/WCDMA等3G模塊接入移動通信網絡，實現數據的實時交互。在實現基于國家第二代居民身份證規(guī)范的Type B卡信息讀取的同時，可兼容讀取其他行業(yè)

4、定制的基于Type A、Type B規(guī)范的行業(yè)非接觸卡（包括但不限于公交卡、員工卡等）。提供了大容量的機內存儲空間，以及完整的二次開發(fā)包SDK和OCX控件，方便用戶實現基于C/S或者B/S模式下的業(yè)務應用拓展。該設備體積小、重量輕、內置大容量鋰聚合物電池，在適合桌面使用的同時同樣適合移動應用。 3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理3.2.2 RFID系統(tǒng)工作原理 RFID系統(tǒng)的工作原理是：由讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進入有效工作區(qū)域時產生感應電流，從而獲得能量被激活，使得電子標簽將自身編碼信息通過內置天線發(fā)射出去；讀寫器的接收天線接收到從標簽發(fā)送來的調制信號，

5、經天線的調制器傳送到讀寫器信號處理模塊，經解調和解碼后將有效 3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理 信息送到后臺主機系統(tǒng)進行相關處理；主機系統(tǒng)根據邏輯運算識別該標簽的身份，針對不同的設定作出相應的處理和控制，最終發(fā)出信號控制讀寫器完成不同的讀寫操作。 1.數據傳輸原理 射頻識別系統(tǒng)中，讀寫器和電子標簽之間的通信通過電磁波來實現。按照通信距離，可以劃分為近場和遠場。相應地，讀寫器和電子標簽之間的數據交換方式也被劃分為負載調制和反向散射調制。 1）負載調制 2）反向散射調制3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理 2. 反向散射調制的能量傳輸

6、反向散射調制的能量傳輸 電磁波從天線向周圍空間發(fā)射，會遇電磁波從天線向周圍空間發(fā)射，會遇到不同的目標。達到目標的電磁波能量一到不同的目標。達到目標的電磁波能量一部分被目標吸收，另一部分以不同的強度部分被目標吸收，另一部分以不同的強度散射散射 到各個方向去。到各個方向去。 3.2 RFID系統(tǒng)和工作原理系統(tǒng)和工作原理3.2.3 RFID系統(tǒng)的特點（1）讀取方便快捷（2）識別速度快（3）數據容量大（4）使用壽命長（5）標簽數據可動態(tài)更改（6）更好的安全性（7）動態(tài)實時通信3.3 RFID 的頻率標準與技術規(guī)范的頻率標準與技術規(guī)范3.3.1 RFID 標準體系結構標準體系結構 射頻識別技術的應用前景

7、廣闊，開展射頻識別技術的應用前景廣闊，開展射頻識別技術應用標準體系的研究，可以射頻識別技術應用標準體系的研究，可以加快射頻識別技術在各行各業(yè)的應用，提加快射頻識別技術在各行各業(yè)的應用，提高射頻識別技術的應用水平，促進物流、高射頻識別技術的應用水平，促進物流、電子商務等技術的發(fā)展。如圖電子商務等技術的發(fā)展。如圖P53. 3.3 RFID 的頻率標準與技術規(guī)范的頻率標準與技術規(guī)范 3.3.2 RFID頻率標準頻率標準 1. 頻率應用范圍頻率應用范圍 2. 頻率標準頻率標準3.3 RFID 的頻率標準與技術規(guī)范的頻率標準與技術規(guī)范3.3.3 RFID技術規(guī)范 RFID系統(tǒng)主要由數據采集和后臺數據庫網

8、絡應用系統(tǒng)兩大部分組成。 目前已經發(fā)布或正在制定中的標準主要是與數據采集相關的。后臺數據庫網絡應用系統(tǒng)目前并沒有形成正式的國際標準，只有少數產業(yè)聯盟制定了一些規(guī)范，現階段還在不斷演變中。3.4 RFID電子標簽電子標簽 射頻識別技術在很多領域都具有良好的應用前景，但要廣泛采用還需要解決幾方面的問題。 首先，電子標簽使用起來必須更加方便；其次，電子標簽和讀寫器的成本必須降低；在次，工業(yè)界還要考慮改善用戶界面和利用新的頻帶；最后，還要大力推動技術的發(fā)展使之能方便地處理由標簽生成的海量信息。3.4 RFID電子標簽電子標簽3.4.1 電子標簽的基本組成 電子標簽從功能上說，一般由天線、調制器、編碼發(fā)

9、生器、時鐘及存儲器組成。 雖然電子標簽的封裝形式不一樣，但是其構造卻基本一樣。3.4 RFID電子標簽電子標簽3.4.2 電子標簽的種類和特點1. 按照供電方式進行分類 （1）有源標簽 （2）無源標簽2.按照工作方式進行分類 （1）主動式標簽 （2）被動式標簽3.4 RFID電子標簽電子標簽3. 按照讀寫方式進行分類 （1）只讀型標簽 只讀標簽；一次性編程只讀標簽；可重復編程只讀標簽； （2）讀寫型標簽 在識別過程中，標簽的內容既可以被讀寫器讀出，也可以被讀寫器寫入的讀寫型標簽。3.4 RFID電子標簽電子標簽4. 按照工作頻率進行劃分 1）低頻標簽 2）中高頻標簽 3）超高頻與微波標簽3.4

10、 RFID電子標簽電子標簽5. 按照作用距離進行分類 （1）密耦合標簽 （2）近耦合標簽 （3）疏耦合標簽 （4）遠距離標簽 3.5 RFID的安全的安全 射頻識別系統(tǒng)中，與安全相關的應用越來越多地被應用到生活中，從而對安全功能提出了很高的要求。 在與安全相關的應用中，必須采取安全措施以防范某些人試圖通過射頻識別系統(tǒng)來進行非授權訪問或騙取服務。3.5 RFID的安全的安全3.5.1 RFID的安全分析 1.無線通信網絡中的不安全因素 1）假冒攻擊 2）信息篡改 3）服務后抵賴 4）重傳攻擊 3.5 RFID的安全的安全2. RFID信息系統(tǒng)的安全性分析 RFID信息系統(tǒng)可能受到的威脅有兩類：一類是物理環(huán)境如電磁干擾、斷電、設備故障等威脅；另一類是人員威脅，主要有管理者攻擊、用戶攻擊、前管理者的攻擊、前用戶攻擊、外部人員攻擊。3.5 RFID的安全的安全 3.以太網傳輸時的安全性分析 在小型封閉式以太網中進行數據通信，安全問題不大，主要是數據傳輸的可靠性問題。3.5 RFID的安全的安全3.5.2 RFID系統(tǒng)的安全機制 RFID系統(tǒng)的安全問題，由3個不同層次的安全保障環(huán)節(jié)組成，一是電子標簽制造的安全技術；二是芯片的物理安全技術，如防非讀寫、防軟件跟蹤等；三是卡的通信安全技術，如加密算法等。 3.5 RFID的安全的