無線射頻識別技術(shù)課件

第3章無線射頻識別技術(shù)

主要內(nèi)容：1.RFID的概念2.RFID的構(gòu)成3.RFID基本原理與工作流程4.RFID的種類5.RFID的應用RFID在生活中的應用3.1RFID概述1.什么是RFID？無線射頻識別技術(shù)（簡稱RFID）是一種利用無線電波進行非接觸雙向通信的自動識別技術(shù)。射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運動目標等優(yōu)點。2.RFID的發(fā)展史

40年代：雷達的改進和應用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。RFID技術(shù)最早用于戰(zhàn)機的敵我識別系統(tǒng)。50年代：早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。60年代：RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始小范圍試驗性應用。

2.RFID的發(fā)展史

70年代：RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術(shù)測試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的RFID應用。80年代：RFID技術(shù)及產(chǎn)品進入人員身份識別、自動收費系統(tǒng)等商業(yè)應用階段。90年代：RFID技術(shù)標準化問題日趨得到重視，RFID技術(shù)在西方發(fā)達國家得到廣泛采用，逐漸成為人們生活中的一部分。

2.RFID的發(fā)展史

2000年后：標準化問題日趨為人們所重視，射頻識別產(chǎn)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，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。至今，射頻識別技術(shù)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(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實并走向應用。

3.RFID的特點可反復讀寫并能根據(jù)用戶需要鎖定重要信息。靈活的內(nèi)部存儲空間：廠家可以根據(jù)各自的需要定義各型號產(chǎn)品的存儲容量，而且讀寫設(shè)備可以讀取內(nèi)存配置信息，便于在一個綜合應用中操作不同的標簽產(chǎn)品。使用壽命長（≥10年或讀寫10萬次），無機械磨損、無機械故障，可在惡劣環(huán)境下使用。工作溫度：-25℃~+70℃。3.2RFID系統(tǒng)的構(gòu)成RFID系統(tǒng)主要由兩部分組成：讀寫器和射頻標簽。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

射頻標簽

讀寫器1.讀寫器RFID系統(tǒng)的讀寫器由三個主要部分組成：射頻模塊——用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)讀寫模塊——接收射頻模塊傳輸?shù)男盘?，譯碼后獲得標簽內(nèi)信息，或?qū)⒁獙懭霕撕灥男畔⒆g碼后傳給射頻模塊，完成寫標簽操作天線——是標簽與讀寫器之間發(fā)射和接收射頻載波信號的設(shè)備思考：計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

射頻標簽

讀寫器視頻讀寫器應具有哪些功能？（1）讀寫器與標簽通信的功能（2）讀寫器與計算機通信的功能2.射頻標簽射頻標簽相當于條碼技術(shù)中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔?。與條碼不同的是標簽必須能夠自動或在外力的作用下，把存儲的信息主動發(fā)射出去。（1）射頻標簽構(gòu)成RFID系統(tǒng)的射頻標簽由射頻模塊、存儲器、控制模塊及天線四個主要部分構(gòu)成。（2）射頻標簽的功能具有一定容量的存儲器，用以存儲被識別對象的信息。在一定的工作環(huán)境及技術(shù)條件下標簽數(shù)據(jù)可讀寫。具有確定的使用期限，使用期限內(nèi)無需維修。維持對識別對象的識別及相關(guān)信息的完整。數(shù)據(jù)信息編碼后，工作時可傳輸給讀寫器?？删幊?，且一旦編程后，永久性數(shù)據(jù)不能再修改。對于有源標簽，通過讀寫器能顯示出電池的工作情況。（3）射頻標簽的分類2）按內(nèi)部使用存儲器類型的不同只讀標簽——一次寫入，多次讀出可讀可寫標簽——允許多次寫入（3）射頻標簽的分類3）按標簽中存儲器數(shù)據(jù)存儲能力的不同標識標簽便攜式數(shù)據(jù)文件標識標簽中存儲的只是標識號碼，用于對特定的標識項目，如人、物、地點進行標識，關(guān)于被標識項目的詳細的特定信息，只能在與系統(tǒng)相連接的數(shù)據(jù)庫中進行查找。便攜式數(shù)據(jù)文件是指標簽中存儲的數(shù)據(jù)非常大，可以看作是一個數(shù)據(jù)文件。這種標簽一般都是用戶可編程的，如包裝說明、工藝過程說明等。RFID的工作原理閱讀器電子標簽寫讀能源耦合元件，天線3.3.2RFID的工作過程標簽與閱讀器之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過空氣介質(zhì)以無線電波的形式進行的。①讀寫器將設(shè)定數(shù)據(jù)的無線電載波信號經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射。②當射頻標簽進入發(fā)射天線的工作區(qū)時，射頻標簽被激活后即將自身信息代碼經(jīng)天線發(fā)射出去。③系統(tǒng)的接收天線接收到射頻標簽發(fā)出的載波信號，經(jīng)天線的調(diào)制器傳給讀寫器。讀寫器對接到的信號進行解調(diào)解碼，送后臺電腦控制器。3.4RFID的種類根據(jù)RFID系統(tǒng)完成的功能不同，可以把RFID系統(tǒng)分成四種類型：EAS系統(tǒng)便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)物流控制系統(tǒng)定位系統(tǒng)1.EAS系統(tǒng)EAS(ElectronicArticleSurveillance)是一種設(shè)置在需要控制物品出入門口的RFID技術(shù)。想一想，一般這種系統(tǒng)應用在哪些地方？商店、圖書館、數(shù)據(jù)中心等地方1.EAS系統(tǒng)典型的EAS系統(tǒng)一般由三部分組成：①附著在商品上的電子標簽，電子傳感器。②電子標簽滅活裝置，以便授權(quán)商品能正常出入。③監(jiān)視器，在出口形成一定區(qū)域的監(jiān)視空間。3.物流控制系統(tǒng)在物流控制系統(tǒng)中，RFID閱讀器分散布置在給定的區(qū)域，并且閱讀器直接與數(shù)據(jù)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、人上面。當物體、人流經(jīng)閱讀器時，閱讀器會自動掃描標簽上的信息并把數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)進行存儲、分析和處理，以達到控制物流的目的。4.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、輪船等進行運行定位支持。閱讀器放置在移動的車輛、輪船或者自動化流水線中移動的物料、半成品和成品上，信號發(fā)射機嵌入到操作環(huán)境的地表下面。信號發(fā)射機上存儲有位置識別信息，閱讀器一般通過無線的方式(有的采用有線的方式)連接到主信息管理系統(tǒng)。3.5RFID的應用3.5RFID的應用1.交通運輸管理高速公路自動收費系統(tǒng)（系統(tǒng)特點、工作過程、作用）城市交通管理高速公路自動收費系統(tǒng)系統(tǒng)特點： 車輛高速通過收費站的同時自動完成繳費。工作過程：

在距收費口約50－100米處，當車輛經(jīng)過天線時，車上的射頻卡被頭頂上的天線接收到，判斷車輛是否帶有有效的射頻卡。識讀器指示燈指示車輛進入不同的車道，人工收費口仍維持現(xiàn)有的操作模式，進入自動收費的車輛，過路費款被自動從用戶賬戶上扣除，且用指示燈及蜂鳴器告訴司機收費是否完成，不同停車就可通過，擋車器將攔下惡意闖入的車輛。作用：

自動完成繳費； 解決通過瓶頸問題，避免擁堵； 防止了現(xiàn)金結(jié)算中貪污路費等問題。應用于交通

城市交通管理1.武漢ETC2.廈門——讓你不走擁堵路2.流通領(lǐng)域（1）嵌入RFID的電子票證。電子票證不易損毀且防偽性能佳，可多次使用，減少了資源浪費，票證中的信息可以修改和實時更新，后臺系統(tǒng)利用電子票證的信息可以完成各種數(shù)據(jù)的實時統(tǒng)計，進行群體個性分析，了解客戶需求傾向。德國世界杯門票在每張球票的夾層里有寫入持票人個人信息的儲存標簽，在球迷進入賽場時，紙質(zhì)門票需要經(jīng)過專門的掃描識別，用以識別球迷身份，保證安全。同時，RFID識別技術(shù)還可防止非法倒賣以及偽造門票。

世博會安檢口

2.流通領(lǐng)域（2）零售行業(yè)利用RFID技術(shù)進行商品跟蹤、及時補貨和金融支付等。3.RFID集裝箱管理大型集裝箱港口（如上海港）在集裝箱上安裝有源電子標簽，通過手持式RFID讀寫器對整個港口內(nèi)的集裝箱掃描識別管理。3.RFID集裝箱管理電子標簽記錄集裝箱號碼記錄集裝箱的運輸信息記錄集裝箱裝載貨品信息電子封條記錄集裝箱開門的時間及次數(shù)固定讀寫設(shè)備讀取電子標簽與電子封條信息，傳給服務(wù)器寫入相關(guān)信息手持設(shè)備隨時讀取感興趣集裝箱的信息RFID集裝箱管理優(yōu)勢減少港口集裝箱誤放，及集裝箱和貨物丟失現(xiàn)象，可對集裝箱精確控制。有效消除集裝箱在運輸過程中的錯箱、漏箱。加快集裝箱通關(guān)速度，提高集裝箱運輸?shù)臏蚀_性，全面提升集裝箱運輸?shù)姆?wù)水平。電子封條能實時記錄集裝箱開門的時間和次數(shù)，有效地解決了“誰動了我的箱子”的問題。解決了人工抄號易出現(xiàn)人為差錯和全程信息交流不及時的問題。避免檢查登記工作人員長期接觸惡劣的環(huán)境。4.智能包裝箱或托盤系統(tǒng)一些大型企業(yè)進行了小規(guī)模的局部RFID試點應用，一般以包裝箱或托盤為基本單位，進行RFID電子標簽的綁定，固定式RFID讀寫器和手持式RFID讀寫器兩種掃描方式對電子標簽進行快速掃描識別，有效地解決了配送中心對大批量貨物在單位時間內(nèi)進行快速分揀運輸?shù)碾y題，有效避免了貨物的錯揀、漏揀、錯發(fā)和漏發(fā)。包裝箱固定射頻標簽正常通過的包裝箱，激發(fā)綠色信號不該通過的包裝箱通過時，紅色信號亮

5.人力資源領(lǐng)域使用RFID標簽對人員標識每人攜帶一個RFID標簽在車間內(nèi)、出入口等位置安裝RFID讀寫設(shè)備人員通過時，記錄通過的時間等信息標簽與人員的信息綁定（如：姓名、年齡、工種、班次等）RFID系統(tǒng)采集信息聯(lián)入數(shù)據(jù)庫，實時掌握人員信息數(shù)據(jù)庫

高校一卡通、二代身份證、RFID防偽、門禁系統(tǒng)、汽車防盜等。還有哪些地方有應用呢？案例分析：2007年，德國麥德龍集團在國內(nèi)130個百貨商場安裝了RFID查詢器。麥德龍集團不是要求供應商將標簽直接貼在貨物貨箱上，而是讓供應商將標簽貼在托運貨物的托盤上，目前已經(jīng)有近200個供應商這樣做了。所以商場所售貨物的40%都放在貼了標簽的托盤中。對那些雜貨托盤，麥德龍集團將自己開發(fā)的RFID標簽貼在托盤上，以使貨物跟蹤與數(shù)據(jù)操作自動化?；卮穑海?）什么是RFID技術(shù)？（2）RFID技術(shù)與條形碼技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢？（3）目前RFID技術(shù)還需解決的缺陷體現(xiàn)在哪些方面？從概念上來說，兩者很相似，目的都是快速準確地確認追蹤目標物體主要的區(qū)別如下：有無寫入信息或更新內(nèi)存的能力。條形碼的內(nèi)存不能更改。射頻標簽不像條形碼，它特有的辨識器不能被復制。標簽的作用不僅僅局限于視野之內(nèi)，因為信息是由無線電波傳輸，而條形碼必須在視野之內(nèi)。由于條形碼成本較低，有完善的標準體系，已在全球散播，所以已經(jīng)被普遍接受，從總體來