第9章RFID應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建

第9章RFID應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建第一頁(yè)，共22頁(yè)。第9章RFID應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建9.1選擇標(biāo)準(zhǔn)

一個(gè)完整的電子標(biāo)簽系統(tǒng)要能夠正常工作，必須要有電子標(biāo)簽和讀寫(xiě)器設(shè)備信號(hào)之間的通信協(xié)議、無(wú)線頻率的選用、電子標(biāo)簽編碼系統(tǒng)和數(shù)據(jù)格式、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換協(xié)議、軟件系統(tǒng)編程架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)與安全規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)。具體歸納為4大類(lèi)，分別是電子產(chǎn)品編碼類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)通信類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)頻率類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。第二頁(yè)，共22頁(yè)。9.2頻率選擇

頻率選擇是RFID技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，頻率標(biāo)準(zhǔn)直接影響RFID技術(shù)的應(yīng)用。頻率的選擇既要適應(yīng)各種不同應(yīng)用需求，還需要考慮各國(guó)對(duì)無(wú)線電頻段使用和發(fā)射功率的規(guī)定。9.2.1使用的頻率范圍工作在不同頻段或頻點(diǎn)上的電子標(biāo)簽具有不同的特點(diǎn)。射頻識(shí)別應(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ISM波段之中。典型的工作頻率有125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902～928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。

第三頁(yè)，共22頁(yè)。1.低頻段電子標(biāo)簽低頻段電子標(biāo)簽，簡(jiǎn)稱(chēng)為低頻標(biāo)簽，其工作頻率范圍為30～300kHz。典型工作頻率有125kHz、133kHz。2.中高頻段電子標(biāo)簽中高頻段電子標(biāo)簽的工作頻率一般為3～30MHz。典型工作頻率為13.56MHz。3.超高頻與微波標(biāo)簽超高頻與微波頻段的電子標(biāo)簽，簡(jiǎn)稱(chēng)為微波電子標(biāo)簽，其典型工作頻率為433.92MHz，862（902）～928MHz，2.45GHz，5.8GHz，微波電子標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類(lèi)。第四頁(yè)，共22頁(yè)。9.2.2工作頻率與應(yīng)用范圍微波電子標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括移動(dòng)車(chē)輛識(shí)別、電子身份證、倉(cāng)儲(chǔ)物流應(yīng)用、電子閉鎖防盜（電子遙控門(mén)鎖控制器）等。第五頁(yè)，共22頁(yè)。9.2.3頻率特性與頻率選擇

當(dāng)前RFID工作頻率跨越多個(gè)頻段，目前RFID使用的頻率有6種，分別為135kHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860～930MHz、2.45GHz以及5.8GHz。

RFID的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門(mén)禁控制、動(dòng)物管理和防盜追蹤等，此頻段在絕大多數(shù)的國(guó)家屬于開(kāi)放，不涉及法規(guī)開(kāi)放和執(zhí)照申請(qǐng)的問(wèn)題，因此使用最廣；

高頻系統(tǒng)的代表性應(yīng)用為證卡，非接觸式IC卡發(fā)展快速；第六頁(yè)，共22頁(yè)。

超高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，其天線波束方向較窄且價(jià)格較高，可大幅提升現(xiàn)階段的應(yīng)用層次，通信品質(zhì)佳，適合供應(yīng)鏈管理，但有各國(guó)頻率法規(guī)不一的問(wèn)題，現(xiàn)有的使用者頻率選擇問(wèn)題不可避免，否則跨區(qū)應(yīng)用必然會(huì)出現(xiàn)管理的盲點(diǎn)。

目前，頻率選擇的主要問(wèn)題是在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用，EPCglobal規(guī)定用于EPC的載波頻率為13.56MHz和860～960MHz兩個(gè)頻段。860～960MHz頻段的應(yīng)用則較復(fù)雜，ISO18000-6定義了超高頻（UHF）RFID系統(tǒng)的頻率范圍和EPCglobal的協(xié)議EPCClass1Gen2給出的RFID系統(tǒng)頻率范圍均為860～960MHz。第七頁(yè)，共22頁(yè)。9.2.4我國(guó)頻率分配現(xiàn)狀

目前我國(guó)RFID方面使用的主要頻段有HF（13.56MHz），UHF，MW（2.45GHz）等。HF頻段、MW頻段（2.446～2.454GHz）都可以使用；但UHF頻段的問(wèn)題則比較復(fù)雜，我國(guó)在UHF頻率范圍內(nèi)，已經(jīng)存在多種無(wú)線通信的應(yīng)用，其中包括GSM和CDMA的通信頻段。

目前，我國(guó)UHF頻段相關(guān)的測(cè)試工作已經(jīng)在積極的進(jìn)行中，UHFRFID的頻譜分配方案尚未正式公布，我國(guó)頻率標(biāo)準(zhǔn)的確定仍有待時(shí)日。第八頁(yè)，共22頁(yè)。9.3運(yùn)行環(huán)境與接口方式9.3.1運(yùn)行環(huán)境

一個(gè)完整的射頻識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備?？紤]到數(shù)據(jù)讀取、處理、傳輸?shù)葐?wèn)題，還應(yīng)當(dāng)考慮讀寫(xiě)器天線的安裝、傳輸距離的遠(yuǎn)近等問(wèn)題。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)比較寬松，從應(yīng)用軟件系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境來(lái)看，可以在現(xiàn)有的任何系統(tǒng)上運(yùn)行基于任何編程語(yǔ)言的任何軟件。計(jì)算機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)包括Windows、Linux、UNIX以及DOS平臺(tái)系統(tǒng)。第九頁(yè)，共22頁(yè)。9.3.2接口方式

接口方式主要指的是讀寫(xiě)器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的接口方式。RFID系統(tǒng)的接口方式非常靈活，包括RS-232、RS-485、以太網(wǎng)（RJ45）、WLAN802.11（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）、Wiegand（韋根）接口等接口，不同的接口具有不同的應(yīng)用范圍和性能特征。9.3.3接口軟件無(wú)線射頻識(shí)別設(shè)備制造廠商在向用戶(hù)提供或者銷(xiāo)售自己的產(chǎn)品時(shí)，都會(huì)提供相應(yīng)的接口軟件甚至是軟件的源代碼。通過(guò)這種接口軟件，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，直接生產(chǎn)一定格式的數(shù)據(jù)文件，供用戶(hù)分析使用，也可以向其他應(yīng)用軟件提供數(shù)據(jù)接口。第十頁(yè)，共22頁(yè)。9.4RFID器件選擇9.4.1選擇RFID讀寫(xiě)器的正確策略

1.選用智能讀寫(xiě)器還是傻瓜讀寫(xiě)器

2.頻率

3.不同結(jié)構(gòu)形式的讀寫(xiě)器

4.天線

5.輸入輸出裝置

6.網(wǎng)絡(luò)的選擇

7.升級(jí)為Gen2

8.成本預(yù)算第十一頁(yè)，共22頁(yè)。9.4.2選擇與配置RFID中的射頻天線

在RFID裝置中，工作頻率到微波波段的時(shí)候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問(wèn)題變得更加嚴(yán)峻。采用天線的目標(biāo)是傳輸最大的能量進(jìn)入標(biāo)簽芯片，需要仔細(xì)設(shè)計(jì)天線與自由空間以及和其相連的標(biāo)簽芯片的匹配。

在選擇天線時(shí)的主要考慮是，天線的類(lèi)型、天線的阻抗、應(yīng)用到物品上的RF性能、在有其他的物品圍繞被貼標(biāo)簽物品時(shí)的RF性能。1.可選的天線2.阻抗問(wèn)題3.輻射模式

4.局部結(jié)構(gòu)的影響5.距離第十二頁(yè)，共22頁(yè)。9.5系統(tǒng)要求與系統(tǒng)架構(gòu)9.5.1系統(tǒng)要求

1．可伸縮性2．可用性3．安全性4.互操作性5．集成6．管理7．消息傳遞第十三頁(yè)，共22頁(yè)。9.5.2系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)選定的電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器，加上中間件、數(shù)據(jù)集成環(huán)境和上層的應(yīng)用系統(tǒng)，一個(gè)典型的RFID系統(tǒng)就構(gòu)建好了，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖9-1所示。第十四頁(yè)，共22頁(yè)。9.6RFID項(xiàng)目實(shí)施的四個(gè)階段

RFID項(xiàng)目的實(shí)施，可以分為起步、測(cè)試和驗(yàn)證、試點(diǎn)實(shí)施、實(shí)施4個(gè)可行階段，逐步實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)緩慢的過(guò)渡。9.6.1第一階段：起步1.建立開(kāi)發(fā)環(huán)境2.選擇精英合作伙伴（1）經(jīng)驗(yàn)和核心能力。（2）解決方案營(yíng)造商的專(zhuān)注程度。（3）售后服務(wù)。（4）制造、測(cè)試智能標(biāo)簽。（5）標(biāo)簽放置。（6）標(biāo)簽：好標(biāo)簽、無(wú)效標(biāo)簽和不被讀取標(biāo)簽。

第十五頁(yè)，共22頁(yè)。9.6.2第二階段：測(cè)試和驗(yàn)證

1.引入系統(tǒng)集成合作伙伴2.集成多方面的應(yīng)用軟件3.與存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的基本設(shè)施集成4.對(duì)RFID合作伙伴的要求清單5.驗(yàn)證供應(yīng)商人選6.尋找供應(yīng)商

第十六頁(yè)，共22頁(yè)。9.6.3第三階段：試點(diǎn)實(shí)施1.大膽啟動(dòng)

試點(diǎn)項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出一個(gè)可預(yù)期、范圍可調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。這要求在標(biāo)簽放置、輸出和性能方面達(dá)到一定的精度。在這個(gè)過(guò)程中小心測(cè)量、精心記錄能從根本上減少錯(cuò)誤，有助于同合作伙伴和客戶(hù)一起建立最終的作業(yè)流程。要標(biāo)記重要事件，以便詳細(xì)規(guī)劃系統(tǒng)實(shí)施情況。不要一味往前趕，要不時(shí)地停下來(lái)評(píng)估目前的解決方案。第十七頁(yè)，共22頁(yè)。2.期望的解決方案

即便在第一年中只有一小部分的出貨需要滿足RFID的要求，解決RFID的實(shí)施問(wèn)題也會(huì)為今后的業(yè)務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在第三階段結(jié)束之前，將會(huì)建立確定的業(yè)務(wù)流程和步驟，而且在大宗貨流和高處理速度的條件下測(cè)試軟硬件設(shè)備，并驗(yàn)證系統(tǒng)的精確性。第十八頁(yè)，共22頁(yè)。9.6.4第四階段：實(shí)施

1.真正的樂(lè)趣從現(xiàn)在開(kāi)始雖然目前的技術(shù)水平還不能達(dá)到完全的RFID技術(shù)實(shí)施，數(shù)以百計(jì)的公司都正在為此努力。技術(shù)仍需要發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題還沒(méi)有解決，各種相關(guān)協(xié)議還會(huì)改變，智能標(biāo)簽會(huì)升級(jí)到第二代中的第一類(lèi)。這些行業(yè)上的改變意味著設(shè)備的更換。所以要選擇那些提供資產(chǎn)保護(hù)計(jì)劃的供貨商保護(hù)用戶(hù)的投資，供貨商還要提供可升級(jí)的固件（如符合已提出的96位標(biāo)準(zhǔn)）和可調(diào)整的解決方案，這樣當(dāng)技術(shù)更新時(shí)，就不必從頭開(kāi)始。第十九頁(yè)，共22頁(yè)。2.通往高投資收益率（ROI）的途徑

在實(shí)施階段，要尋求各種機(jī)會(huì)提高效率，并為流程建立起度量標(biāo)準(zhǔn)用以量化改進(jìn)幅度，為實(shí)現(xiàn)高的ROI打下基礎(chǔ)。在試點(diǎn)運(yùn)行時(shí)選取的解決方案應(yīng)該是可調(diào)節(jié)、有力、側(cè)重于工業(yè)方面的低成本實(shí)施。（1）整體質(zhì)量控制（2）數(shù)據(jù)采集（3）網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備管理（4）智能介質(zhì)管理（5）工業(yè)設(shè)計(jì)第二十頁(yè)，共22頁(yè)。3.智能標(biāo)簽將會(huì)更加智能化

RFID技術(shù)的發(fā)展將會(huì)帶