物聯(lián)網(wǎng)和射頻識別技術RFID

1、物聯(lián)網(wǎng)和射頻識別技術（RFID）二零零九年十一月1課題概要物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)技術互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)射頻識別技術RFID在智能交通領域的應用物聯(lián)網(wǎng)前景物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展應用案例及探討2物聯(lián)網(wǎng)概念“物聯(lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡概念。其定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡概念。 3物聯(lián)網(wǎng)概念概念的歷史溯源 1999年中國科學院提出物聯(lián)網(wǎng)的概念和研究課題 2005年IT

2、U（國際電信聯(lián)盟）正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念 同年8月14日，中移動王建宙于臺灣提到此概念 英文講法：The Internet of things 4物聯(lián)網(wǎng)技術技術原理 在互聯(lián)網(wǎng)基礎上，利用RFID、數(shù)據(jù)通信技術組成一個覆蓋世界萬事萬物的整合網(wǎng)絡網(wǎng)中萬物自動識別，信息共享，彼此“交流”，無需人為干預 技術意義 突破傳統(tǒng)思維-過去是將物理設施和IT設施分開一路是機場、公路、建筑物等等現(xiàn)實的世間萬物另一路是數(shù)據(jù) 電腦、寬帶等等虛擬的“互聯(lián)網(wǎng)”而在“物聯(lián)”時代，“現(xiàn)實的世間萬物” 將與 “虛擬的互聯(lián)網(wǎng)”整合為 統(tǒng)一的“整合網(wǎng)絡”，全球全世界的運轉 以此 為基礎 -經濟管理生產運行社會管理乃至個人生活-全球

3、世界-互聯(lián)物聯(lián)-整合大同 技術關鍵詞 無線網(wǎng)絡 智能傳感設備 云計算技術5互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) 我們熟知并每天都無法離開的工作、學習、生活、娛樂的工具，已經成為我們這個世界保持聯(lián)系、發(fā)展的必備基礎。物聯(lián)網(wǎng)的基礎是互聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)是兩個不同的概念，但互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎，沒有互聯(lián)網(wǎng)的成熟就不會有物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的可能。 可以這么理解：物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的延伸，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展又將極大地促進互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。6射頻識別技術RFID是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification，RFID)的縮寫，又稱電子標簽,射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的

4、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間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)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。 理論基礎 從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術在低頻段基于變壓器耦合模型(初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞)，在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型 (雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機)。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的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。 7RFID技術概述RFID的技術沿革1940-1950年：雷達的改進和應用催生了射頻識別技術，1948年奠定了射頻識別技術的理論基礎。 1950-1960年：早期

5、射頻識別技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。 1960-1970年：射頻識別技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。 1970-1980年：射頻識別技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應用。 1980-1990年：射頻識別技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現(xiàn)。 1990-2000年：射頻識別技術標準化問題日趨得到重視，射頻識別產品得到廣泛采用，射頻識別產品逐漸成為人們生活中的一部分。 至今，射頻識別技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的射頻識別技術

6、與產品正在成為現(xiàn)實并走向應用。 8RFID技術概述RFID工作原理 RFID的工作原理是：標簽進入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息(即 Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(即Active Tag，有源標簽或主動標簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。 RFID系統(tǒng)組成 射頻識別系統(tǒng)至少應包括以下兩個部分，一是讀寫器，二是電子標簽(或稱射頻卡、應答器等，本文統(tǒng)稱為電子標簽)。另外還應包括天線，主機等。RFID系統(tǒng)在具體的應用過程中，根據(jù)不同的應用目的和應用環(huán)境，系統(tǒng)

7、的組成會有所不同，但從RFID系統(tǒng)的工作原理來看，系統(tǒng)一般都由信號發(fā)射機、信號接收機、發(fā)射接收天線幾部分組成。 9RFID技術概述應用范疇 一套完整的RFID系統(tǒng)解決方案包括標簽設計及制作工藝、天線設計、系統(tǒng)中間件研發(fā)、系統(tǒng)可靠性研究、讀卡器設計和示范應用演示六部分?？梢詮V泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理和身份認證等多個領域，而在倉儲物流管理、生產過程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡家電控制等方面更是引起了眾多廠商的關注。應用案例 全球最大的零售商沃爾瑪?shù)囊豁棥耙笃淝?00家供應商在2005年1月之前向其配送中心發(fā)送貨盤和包裝箱時使用 RFID技術，2006年1月前在單件商品中使用這

8、項技術”的決議，把RFID再次推到了聚光燈下。 美國智能化監(jiān)獄 。 電子芯片身份證。10RFID技術在智能交通領域的應用RFID智能交通管理系統(tǒng)工作原理 RFID智能交通管理系統(tǒng)的工作原理很簡單，在系統(tǒng)工作過程中，閱讀器(Reader)首先通過天線發(fā)送加密數(shù)據(jù)載波信號到動車上固化的電子標簽(TAG)也就是所謂的應答器(Transponder)，應答器的工作電路被激活，之后再將載有車輛信息的加密載波信號發(fā)射出去，此時閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應用程序做相應的處理，完成預設的系統(tǒng)功能和自動識別，實現(xiàn)車輛的自動化管理。 應用范圍在機動車輛證照管理業(yè)務上的應用 在交通流檢測及交通違章取證上的應用

9、在交通意外救援和特殊車輛監(jiān)控上的應用 在不停車收費中的應用 在測速上的應用11RFID技術在智能交通領域的應用成功案例射頻識別的應用案例比較成功的有,鐵路的車輛調度,鐵道部在中國鐵路車號自動識別系統(tǒng)建設中,推出了完全擁有自主知識產權的遠距離自動識別系統(tǒng)。過去,國內鐵路車頭的調度都是靠手工統(tǒng)計、手工進行,費人、費時還不夠準確,造成資源極大浪費,鐵道部在采用rfid技術以后,實現(xiàn)了統(tǒng)計的實時化、自動化,降低了管理成本,提高了資源利用率 武漢市城市路橋不停車收費（ETC）系統(tǒng)系統(tǒng)集成項目 。09年9月17日招標項目。車輛首先申請安裝電子標簽和IC卡，在通過路橋隧道前，駛入ETC專用車道，系統(tǒng)會自動識

10、別，計算車輛行駛費用，直接從IC卡上扣除通行費。交易完成后，車道電動欄桿自動升起，放行車輛?！傲鶚蛞凰硪画h(huán)”實現(xiàn)不停車收費，需要新建63條ETC車道和19條人工收費車道，配套建設卡管中心1個、全功能網(wǎng)點21個、充值服務網(wǎng)點10個等，總投資3.28億元。 12物聯(lián)網(wǎng)前景物聯(lián)網(wǎng)已經進入實踐和發(fā)展階段中美的較量 美國總統(tǒng)奧巴馬新上任后第一項重要的技術議題即是物聯(lián)網(wǎng)，美國要主動物聯(lián)網(wǎng)的技術； 09.8.7 中國國務院總理溫總理調研無錫時，對無錫傳感中心高度關注，提出把傳感網(wǎng)絡中心設在無錫、輻射全國的想法并指出：在傳感網(wǎng)發(fā)展中 早一點 謀劃未來 - 早一點攻破核心技術。 中美兩國政府、企業(yè)界均在物聯(lián)網(wǎng)標

11、準制定上力求主動，獲得未來技術的領導地位。 備注：在中國物聯(lián)網(wǎng)又叫傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的前景就如同幾十年前剛剛興起局域網(wǎng)一樣，誰也不敢肯定之后局域網(wǎng)會發(fā)展成現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)。13物聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展中科院1999年就啟動了傳感網(wǎng)研究，與其它國家相比具有同發(fā)優(yōu)勢 中國的無線通信網(wǎng)絡已覆蓋了廣大城鄉(xiāng)擁有從材料、技術、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡的完整產業(yè)鏈09.8.7 中國國務院總理溫總理調研無錫時，對無錫傳感中心高度關注，提出把傳感網(wǎng)絡中心設在無錫、輻射全國的想法并指出：在傳感網(wǎng)發(fā)展中 早一點 謀劃未來 - 早一點攻破核心技術。“感知中國”項目縱觀：中國的技術研發(fā)水平處于世界前列，具有重大的影響力。在世界傳感網(wǎng)領域，中

12、國與德國、美國、韓國一起，成為國際標準制定的主導國之一 。掌握“物聯(lián)網(wǎng)”的世界話語權，不僅 體現(xiàn)在技術領先，更在于 我國是世界上少數(shù)能實現(xiàn)產業(yè)化的國家之一 。物聯(lián)網(wǎng)在中國的應用：后章節(jié)講述。14應用案例及探討在中國物聯(lián)網(wǎng)已經進入實踐階段并取得了良好的經濟和社會效益。日前，無錫傳感網(wǎng)中心 的 傳感器產品 在 上海浦東國際機場 和 上海世博會 被 成功應用-首批1500萬元的 傳感安全防護設備銷售成功，設備由10萬個微小傳感器組成，散布在墻頭墻角及路面?zhèn)鞲衅髂芨鶕?jù)聲音、圖像、震動頻率 等 信息 分析判斷，爬上墻的 究竟是人 還是 貓狗 等 動物多種 傳感手段 組成 一個 協(xié)同系統(tǒng) 后，可以防止 人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊 等 攻擊性入侵由于 效率 高于 美國 和 以色列 的 “防入侵 產品”。國家民航總局 正式發(fā)文要求，全國民用