無線射頻技術(shù)

無線射頻技術(shù)第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六無線射頻技術(shù)RadioFrequencyIdenfication第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六【總體說明】射頻技術(shù)和條形碼技術(shù)相似，目的都是快速準確地確認追蹤目標物體。主要的區(qū)別是有無寫入信息或更新內(nèi)存的能力,條形碼的內(nèi)存能否更改。射頻標簽特有的辨識器不能被復(fù)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，已在全球廣泛使用，而射頻技術(shù)由于成本相對較高，只被局限在有限的市場上使用，但它具有廣闊的前景。第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六射頻技術(shù)與條碼技術(shù)的根本性區(qū)別？射頻標簽與讀寫器的內(nèi)部構(gòu)件中，相互對應(yīng)關(guān)系？射頻技術(shù)的工作原理和過程是？第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六一、射頻識別技術(shù)一、射頻識別技術(shù)射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)通過射頻信號自動識別目標對象來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)利用無線電波進行雙向通信的一種自動識別技術(shù)，完成識別工作時無需人工干預(yù)，適于實現(xiàn)自動化且不易損壞，可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡，操作快捷方便。射頻卡不怕油漬、灰塵污染等，短距離的射頻卡可以在這樣的環(huán)境中替代條碼，長距離的產(chǎn)品多用于交通中，距離可達幾十米。第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六小常識：自動識別技術(shù)是信息數(shù)據(jù)自動識讀、自動輸入計算機的重要方法和手段。目前幾種常見的識別技術(shù)：條碼技術(shù)-成本最低、采用紙制材料，較易磨損，且數(shù)據(jù)量小。磁卡技術(shù)-磁卡數(shù)據(jù)可讀寫、可改造數(shù)據(jù)、成本低廉，易被偽造。IC卡識別技術(shù)-有獨立的運算和儲存能力，數(shù)據(jù)安全性好，價格稍高。RFID（RadioFrequencyIDentification）技術(shù)-具有非接觸式識讀能力、能同時識別多個物品一、射頻識別技術(shù)第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六比較因素四種技術(shù)信息載體信息量讀/寫性讀取方式安全性智能化抗干擾性壽命成本條碼技術(shù)紙、塑料、金屬表面小只讀激光束掃描差無智能差較短最低磁卡技術(shù)磁性介質(zhì)一般讀/寫電磁轉(zhuǎn)換一般無智能較差短低IC卡技術(shù)EEPROM大讀/寫電擦除、寫入好智能好長較高RFID技術(shù)EEPROM大讀/寫無線通信好智能很好最長較高四種識別技術(shù)的優(yōu)缺點比較一、射頻識別技術(shù)第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六二、RFID系統(tǒng)的組成RFID系統(tǒng)主要由兩部分組成：讀寫器和射頻標簽，如下圖所示。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

射頻標簽

讀寫器二、RFID系統(tǒng)的組成第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六

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)備射頻讀寫器應(yīng)具有如下功能：讀寫器與標簽通信的功能讀寫器與計算機通信的功能二、RFID系統(tǒng)的組成第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六2．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。二、RFID系統(tǒng)的組成第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六2．射頻標簽（1）射頻標簽的構(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。由于讀寫器和標簽之間采用無線通信方式，因此它們都有無線收發(fā)模塊及天線。標簽中存儲器的內(nèi)存容量在幾個比特到幾十干字節(jié)之間，可儲存永久性數(shù)據(jù)和非永久性數(shù)據(jù)?？刂颇K則完成接收、譯碼及執(zhí)行讀寫器命令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負責數(shù)據(jù)安全等功能。二、RFID系統(tǒng)的組成第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六射頻標簽具有如下功能：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。可編程，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。二、RFID系統(tǒng)的組成第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六（2）射頻標簽的分類按標簽獲取電能的方式不同，可分為：有源射頻標簽(主動式標簽)和無源射頻標簽(被動式標簽)有源射頻標簽內(nèi)部自帶電池進行供電，電能充足、工作可靠性高、信號傳送的距離遠。無源射頻標簽內(nèi)部不帶電池，要靠外界提供能量。無源射頻標簽具有永久的使用期，支持長時間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲。缺點：數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x要比有源射頻標簽小二、RFID系統(tǒng)的組成第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六（2）射頻標簽的分類按內(nèi)部使用存儲器類型的不同，可分為：

只讀標簽和可讀可寫標簽。只讀標簽內(nèi)部只有只讀存儲器(ReadOnly：Memory，ROM)和隨機存儲器(RandomAccessMemory，RAM)?？勺x可寫標簽內(nèi)部的存儲器除了ROM、RAM和緩沖存儲器之外，還有非活動可編程記憶存儲器。二、RFID系統(tǒng)的組成第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六（2）射頻標簽的分類按標簽中存儲器數(shù)據(jù)存儲能力的不同，可分為：

標識標簽與便攜式數(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。二、RFID系統(tǒng)的組成第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六RFID的工作原理無線射頻識別技術(shù)（RFID）是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。

RFID系統(tǒng)至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌Ｈ?、RFID的工作原理及過程第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六RFID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。④計算機控制器根據(jù)邏輯運算判斷該射頻標簽的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)的動作。⑤執(zhí)行機構(gòu)按計算機的指令動作。⑥通過計算機通信網(wǎng)絡(luò)將各個監(jiān)控點連接起來，構(gòu)成總控信息平臺，根據(jù)不同的項目設(shè)計不同的軟件來完成要達到的功能。三、RFID的工作原理及過程第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六四、RFID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)和定位系統(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)。這種技術(shù)的典型應(yīng)用場合是商店、圖書館和數(shù)據(jù)中心等地方，當未被授權(quán)的人從這些地方非法取走物品時，EAS系統(tǒng)會發(fā)出警告。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。第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六

2．便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是使用帶有RFID閱讀器的手持式數(shù)據(jù)采集器采集RFID標簽上的數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式RFID系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。手持式閱讀器(數(shù)據(jù)輸入終端)可以在讀取數(shù)據(jù)的同時，通過無線電波數(shù)據(jù)傳輸方式實時地向主計算機系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，也可以暫時將數(shù)據(jù)存儲在閱讀器中，成批地向主計算機系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。四、RFID的種類

第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六3．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。四、RFID的種類

第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六

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)。四、RFID的種類

第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六1.RFID技術(shù)在國際上的應(yīng)用發(fā)展得很快，種類也很多，像德州儀表Motorola、Philips等世界著名廠家都生產(chǎn)RFID產(chǎn)品，并且各有特點、自成系列。RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域：汽車、火車等交通監(jiān)控；高速公路自動收費系統(tǒng)；停車場管理系統(tǒng)；物品管理；流水線生產(chǎn)自動化；安全出入檢查；倉儲管理；動物管理；車輛防盜等。RFID技術(shù)的應(yīng)用仍層出不窮，如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于機場旅客行李管理中；瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車E安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減少了發(fā)生事故的可能性。五、RFID技術(shù)的應(yīng)用

第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六

2.RFID技術(shù)在我國的應(yīng)用一些城市的公交、醫(yī)療等收費系統(tǒng)都開始采用，高校的學(xué)生校園卡系統(tǒng)、第二代身份證系統(tǒng)在物流、交通方面，我國RFID技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)開始，錦山的一條高速公路已應(yīng)用了非接觸射頻卡自動收費；我國的鐵路系統(tǒng)使用RFID技術(shù)記錄貨車車廂編號的試點已運行了一段時間；北京的機場高速公路、深圳的皇崗口岸也使用了RFID系統(tǒng)收費；一些物流企業(yè)已經(jīng)將RFID技術(shù)用于物流管理中。五、RFID技術(shù)的應(yīng)用

第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六

3.RFID技術(shù)的發(fā)展前景（1）安全防護領(lǐng)域門禁保安，未來的門禁保安系統(tǒng)均可應(yīng)用射頻卡，且可一卡多用。汽車防盜。電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，目的是防止商品被盜。

五、RFID技術(shù)的應(yīng)用

第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六（2）商品生產(chǎn)銷售領(lǐng)域

1）生產(chǎn)線自動化

2）倉儲管理

3）產(chǎn)品防偽

4）RFID卡收費（3）管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計領(lǐng)域

1）畜牧管理

2）運動計時

五、RFID技術(shù)的應(yīng)用

第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六（4）交通運輸領(lǐng)域

1）高速公路自動收費及交通管理

2）火車和貨運集裝箱的識別（5）供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域供應(yīng)鏈包括從原材料到最終用戶的所有實物的移動過程，包括供貨商選擇、采購、產(chǎn)品計劃、材料加工、訂單處理、存貨管理、包裝、運輸、倉儲與客戶服務(wù)；也包括供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品、貨主、位置和時間，以便供貨商和客戶之間更好地溝通。

1）供應(yīng)商先給產(chǎn)品加上RFID標簽

2）貨物運到配送中心進行入庫作業(yè)

3）送貨車抵達零售商（6）國防和軍事應(yīng)用領(lǐng)域五、RFID技術(shù)的應(yīng)用

第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六RFID技術(shù)的應(yīng)用案例一.景區(qū)智能門票系統(tǒng)

RFID電子標簽可以封裝于PVC、PET、PP、不干膠紙等多種介質(zhì)內(nèi)，憑借其優(yōu)異的物理特性及強大的信息管理和防偽功能，為各大風(fēng)景區(qū)提供功能完善全面的多種解決方案，如門票、年票、套票等；同時可以現(xiàn)場發(fā)卡，為客戶提供更靈活的個性化服務(wù)。 本系統(tǒng)已應(yīng)用于全國重點風(fēng)景名勝區(qū)之一的廣東肇慶風(fēng)景區(qū)等。第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六主要性能特點:

采用了先進的RFID識別技術(shù)，防偽性能良好。每個電子門票擁有一個全球唯一序列號，且該序列號無法更改。采用計算機控制和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，自動化程度高，控制準確。發(fā)行電子門票時無機械接觸動作，感應(yīng)通訊，反應(yīng)迅速，方便用戶使用。識別過程由入口驗票處的識別主機完成，景區(qū)各入口的控制主機負責查找、鑒別，整個過程不需人工干預(yù)，失誤率趨于零。系統(tǒng)管理軟件WINDOWS環(huán)境下編寫，中文菜單操作顯示，界面友好。每個操作步驟都有詳細的提示說明，操作簡單，使用方便。安裝、調(diào)試、維護簡單方便，易于檢修。系統(tǒng)性能穩(wěn)定，使用可靠。第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六實現(xiàn)功能:防止偽造假票。提高管理效率，快速識別有效門票。簡化管理手段，輕松設(shè)定使用權(quán)限及實現(xiàn)一卡多用。擴展功能強，通過對門票的電子化管理，可實現(xiàn)統(tǒng)計、結(jié)算等擴展功能。利用遠程通訊技術(shù)實現(xiàn)異地發(fā)卡，遠程統(tǒng)計查詢，景區(qū)查驗功能。第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六二.工業(yè)氣瓶電子化管理系統(tǒng)

RFID電子標簽可以封裝于多種具有耐酸、耐堿、抗沖擊等物理性能的非金屬介質(zhì)中，因此具有抗惡劣環(huán)境的特性；同時標簽本身具有信息存儲功能，面對使用環(huán)境復(fù)雜，流動性大的工業(yè)氣瓶，用RFID電子標簽對其進行信息化管理是一種極佳的選擇。 目前該系統(tǒng)已應(yīng)用于廣州地區(qū)乙炔氣瓶管理。第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六主要性能特點：采用先進的RFID識別技術(shù)，每個工業(yè)氣瓶擁有一個全球唯一序列號，讀寫操作時采用驗證機制和多重加 密技術(shù)，無法偽造仿制。同時保證只有該系統(tǒng)發(fā)行的電子標簽才能被有效識別。經(jīng)附合后的電子標簽不可逆性粘貼于氣瓶的瓶肩部。識別和數(shù)據(jù)寫入過程由手持讀寫儀完成。氣瓶每次檢測、充氣及相關(guān)操作人員的信息由手持讀寫儀檢測并寫入電子標簽。系統(tǒng)管理軟件運行于WINDOWS環(huán)境下，界面友好，操作簡便。提供數(shù)據(jù)庫支持，方便氣瓶資料的動態(tài)管理。安裝、調(diào)試、維護簡單方便，易于檢修。標簽及讀寫設(shè)備具有防爆性能，可滿足特殊防爆需求。第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六實現(xiàn)功能：記錄氣瓶基本信息及充裝情況。對氣瓶進行定期檢審并記錄檢審信息。實現(xiàn)氣瓶充裝操作人員的管理。實現(xiàn)氣瓶充裝及運輸?shù)奈锪鞴芾?。具用極強的防偽功能。第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六三.智能出租車管理系統(tǒng) 通過封裝在駕駛員資格證以及以不同方式固定于車身的RFID電子標簽，對駕駛員、出租車輛的基本資料以及駕駛運營情況進行管理，同時遏制了克隆車的出現(xiàn)。 本系統(tǒng)已在廣州、上海等國內(nèi)大中城市應(yīng)用，取得了良好的實用效果和社會效益。第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六主要性能特點：采用了先進的RFID技術(shù)，防偽性能良好。每輛車擁有一個全球唯一序列號，且該序列號無法更改。采用計算機控制和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，自動化程度高，控制準確。發(fā)行電子標簽時無機械接觸動作，感應(yīng)通訊，反應(yīng)迅速，方便用戶使用。識別過程由手持讀寫儀完成，控制主機負責查找、鑒別，整個過程不需人工干預(yù)，失誤率趨于零。出租車動態(tài)行駛狀態(tài)下不停車查驗。系統(tǒng)管理軟件WINDOWS環(huán)境下編寫，中文菜單操作顯示，界面友好；每個操作步驟都有詳細的提示說明，操作簡單，使用方便。安裝、調(diào)試、維護簡單方便，易于檢修。系統(tǒng)性能穩(wěn)定，使用可靠。第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期六實現(xiàn)功能：出租車車輛及駕駛員資格證的防偽。出租車駕駛員個人信息及車輛信息管理。駕駛員違章的實時處理，簡化處罰手續(xù)，縮短處理時間。出租車輛行駛運營及