第三射频识别技术

1、第三章第三章 射频识别技术射频识别技术（Radio Frequency Identification)第一节第一节 射频识别技术概述射频识别技术概述第二节第二节 RFID的特点及分类的特点及分类第三节第三节 RFID技术在物流中的应用技术在物流中的应用第一节第一节 射频识别技术概述射频识别技术概述想想身边哪些地方用到了RFID技术？中盾第二代身份证中盾第二代身份证(阅读器阅读器) 产品编号： ICR-100R 产品商标： 中盾 2008 北京奥运门票北京奥运门票游乐场儿童监视系统游乐场儿童监视系统 RFID是什么？是什么？ RFID是是Radio Frequency Identificatio

2、n的缩写，即射的缩写，即射频识别的简称。射频识别技术是频识别的简称。射频识别技术是20世纪世纪90年代开始兴起的一年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合间耦合(交变磁场或电磁场交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。递的信息达到识别目的的技术。 埃森哲实验室首席科学家埃森哲实验室首席科学家认为认为RFID是一种是一种突破性的技术：突破性的技术： 第一，可以识别单个的非常具体的物体；第一，可以识别单个的非常具体的物体； 第二，其采用无线电射频，可以

3、透过外部材料读第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠光线扫描来读取信息；取数据，而条形码必须靠光线扫描来读取信息； 第三，可以同时对第三，可以同时对多个多个物体进行识读，而条形码物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。只能一个一个地读。 （1） RFID技术的产生技术的产生 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间战期间 （约（约1940年代）年代） ，其当时的功能是用于分辨出敌，其当时的功能是用于分辨出敌方飞机与我方飞机。我方的飞机上装载有高耗电量的主动方飞机与我方飞机。我方的飞机上装载有高耗电量的主动式标签（式

4、标签（Active Tag），当雷达发出询问的讯号，这些标），当雷达发出询问的讯号，这些标签就会发出适当的响应，藉以识别出自己是友军或是敌军。签就会发出适当的响应，藉以识别出自己是友军或是敌军。此系统称为此系统称为IFF（Identify： Friend or Foe）。）。 一、射频技术产生和发展一、射频技术产生和发展 1948年哈里年哈里斯托克曼发表的斯托克曼发表的“利用反射功率的通信利用反射功率的通信”奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。 到了到了1970年代末期，美国政府透过年代末期，美国政府透过Los Alamos科学科学实验室将实验室将RFI

5、D技术转移到民间。技术转移到民间。RFID技术最先在商业上的技术最先在商业上的应用是用于畜牧业。到了应用是用于畜牧业。到了1980年代，美国与欧洲的几家公年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产司开始着手生产RFID标签。标签。 目前，目前，RFID技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以见到其踪迹。管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以见到其踪迹。 （2）RFID技术的发展历程技术的发展历程时间时间RFID技术发展技术发展19411950年年雷达的改进和应用催生了雷达的改进和应用催生了RFID技术，技术，1948年奠定了年奠定了RF

6、ID技术技术的理论基础。的理论基础。19511960年年早期早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。19611970年年RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。19711980年年RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测技术测试得到加速。出现了一些最早的试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。应用。19811990年年RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出技术及产品进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出现。现。

7、19912000年年RFID技术标准化问题日趋得到重视，技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用产品得到广泛采用2001今今标准化问题日趋为人们所重视，标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低。标签成本不断降低。 RFID是是Radio Frequency Identification的缩写，即的缩写，即射频识别，俗称电子标签。射频识别，俗称电子标签。RFID其主要核心部件是一个其主要核心部件是一个电子标签，直径仅为电子

8、标签，直径仅为 2毫米不到，通过相距几厘米到几十毫米不到，通过相距几厘米到几十米距离内传感器发射的无线电波，米距离内传感器发射的无线电波，可以读取电子标签内储可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份。存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份。 二、二、RFID定义定义三、三、RFID系统的组成系统的组成 最基本的最基本的RFID系统由三部分组成：系统由三部分组成：1、信号发射机信号发射机，典型的形式是，典型的形式是标签标签 标签标签（Tag）：与条码不同的是，能够自动或在外力）：与条码不同的是，能够自动或在外力的作用下把存储的信息的作用下把存储的信息主动主动

9、发射出去。由耦合元件及芯片发射出去。由耦合元件及芯片组成，一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电组成，一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。集成电路。三、三、RFID系统的组成系统的组成 每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。标签载有可用于认证识别其所附着的目标物的相标对象。标签载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。标签可以是只读的、读关信息数据。标签可以是只读的、读/写兼具的形式；可写兼具的形式；可以是以是“主动式主动式”也可以是也可以是“被动式被动式”的的（主动式标签自带（主动式标签自带电池，被

10、动式标签没有电池）电池，被动式标签没有电池）。被动式标签被动式标签射频标签的分类1）按标签获取电能的方式不同）按标签获取电能的方式不同 主动式标签主动式标签 2）按内部使用存储器类型的不同）按内部使用存储器类型的不同 只读标签只读标签可读可写标签可读可写标签3）按标签中存储器数据存储能力的不同）按标签中存储器数据存储能力的不同 标识标签标识标签便携式数据文件便携式数据文件 在实际应用中，电子标签附着在带识别物体的表面，在实际应用中，电子标签附着在带识别物体的表面，厚度不超过厚度不超过 0.35mm0.35mm，以直接制作在标签上。柔软可弯曲，以直接制作在标签上。柔软可弯曲，因此可被印刷在纸张、

11、塑料、木材、玻璃和纺织品等包装因此可被印刷在纸张、塑料、木材、玻璃和纺织品等包装材料上，也可以直接制作在标签上。材料上，也可以直接制作在标签上。门禁门禁RFID标签标签可循环使用的可循环使用的塑料容器标签塑料容器标签INTERMEC 系列系列915 MHz RPC标签标签 该标签是为了追踪该标签是为了追踪RPC (可可循环使用的塑料容器循环使用的塑料容器)而特别设而特别设计的，计的，915系列的系列的Intellitag可在可在整个供应链中追踪货物整个供应链中追踪货物,从而节从而节省了宝贵的行政管理时间。省了宝贵的行政管理时间。 该标签使用于金属表面或该标签使用于金属表面或者者RFRF反射表面

12、，适应恶劣的反射表面，适应恶劣的制造环境。制造环境。 该标签可镶嵌机械部件的该标签可镶嵌机械部件的凹槽，使部件安装后标签表凹槽，使部件安装后标签表面平整。面平整。 金属标签金属标签2450 MHz金属镶嵌标签金属镶嵌标签 塑料标签是高性能的塑料标签是高性能的耐用产品，它最初设计应耐用产品，它最初设计应用在塑料托盘上，还可用用在塑料托盘上，还可用在许多其它材料上。典型在许多其它材料上。典型应用于托盘，纸箱和容器应用于托盘，纸箱和容器追踪。追踪。 塑料标签塑料标签 该标签安装在车辆挡该标签安装在车辆挡风玻璃上，主要应用在高风玻璃上，主要应用在高速公路收费和停车场出入速公路收费和停车场出入和门禁领域

13、。和门禁领域。 它也应用在民用和军它也应用在民用和军用国防项目上用国防项目上挡风玻璃挡风玻璃标签标签铁路专用铁路专用标签标签 RFID RFID 标签可以被制成各种各样的尺寸：用于跟踪野生标签可以被制成各种各样的尺寸：用于跟踪野生动物的跟踪器，粗细跟铅笔芯差不多，长度只有动物的跟踪器，粗细跟铅笔芯差不多，长度只有 1.5 1.5 厘米；厘米； 还可以将标签制成螺丝钉的形状，便于植入树木或者木还可以将标签制成螺丝钉的形状，便于植入树木或者木制物品；制物品； 也可以将标签制成信用卡的形状，用于访问敏感应用程也可以将标签制成信用卡的形状，用于访问敏感应用程序。序。2、信号接收机，及阅读器、信号接收机

14、，及阅读器 阅读器阅读器(Reader) (Reader) ：是一种负责读取或改写电子标签是一种负责读取或改写电子标签信息的设备。它可以设计成单独的整体，也可以是以部件信息的设备。它可以设计成单独的整体，也可以是以部件形式嵌入到其他系统中去。它与计算机数据管理系统相连，形式嵌入到其他系统中去。它与计算机数据管理系统相连，共同完成对电子标签的识别、操作和控制。共同完成对电子标签的识别、操作和控制。三、三、RFID系统的组成系统的组成 它一方面产生并发射无线电射频为电子标签（指无源它一方面产生并发射无线电射频为电子标签（指无源电子标签）提供能量，另一方面接收由电子标签发射的无电子标签）提供能量，另

15、一方面接收由电子标签发射的无线电射频信号，经处理后获取电子标签数据信息并传输到线电射频信号，经处理后获取电子标签数据信息并传输到与此相连的计算机数据管理系统。与此相连的计算机数据管理系统。 全球第一款同时支全球第一款同时支持持EPC globalEPC global第一代第一代 和第二代和第二代RFIDRFID标准的标准的IV7 IntellitagIV7 Intellitag车载车载RFIDRFID读取器读取器3、天线、天线 可以释放无线电信号激发可以释放无线电信号激发 RFID RFID 标签，并且对它进行标签，并且对它进行读写操作，在标签和读取器间传递射频信号。读写操作，在标签和读取器间

16、传递射频信号。 它一般它一般与阅读器整合在一起与阅读器整合在一起，成为手持设备和大型固，成为手持设备和大型固定设备。定设备。三、三、RFID系统的组成系统的组成定向天线全向天线RFID工作原理工作原理RFID技术的基本工作原理图技术的基本工作原理图 第二节 RFID的特点及分类一、一、RFID的特点的特点1、数据通信、数据通信 数据传输数据传输速度速度和和距离距离衡量数据在空气中的传播，为衡量数据在空气中的传播，为了实现数据高速、远距离地传输，必须把数据信号叠加在了实现数据高速、远距离地传输，必须把数据信号叠加在一个规则变化的信号比较强的电波上，这个过程叫一个规则变化的信号比较强的电波上，这个

17、过程叫调制调制，规则变化的电波叫规则变化的电波叫载波载波。 一般来说，使用的载波频率越高，数据能够传输的一般来说，使用的载波频率越高，数据能够传输的速度越快。速度越快。2、射频识别（、射频识别（RFID）系统的优点）系统的优点 非接触阅读非接触阅读 数据存储容量大数据存储容量大 读写速度快读写速度快 体积小，易封装体积小，易封装 无磨损，使用寿命长无磨损，使用寿命长 动态实时通信动态实时通信 安全性能高安全性能高二、二、RFID的分类的分类根据根据RFID系统完成的系统完成的功能功能不同，可以分为：不同，可以分为： EAS系统系统 便携式数据采集系统便携式数据采集系统 物流控制系统物流控制系统

18、 定位系统定位系统（一）（一）EAS系统系统 Electronic Article Surveillance（EAS）电子防盗）电子防盗系统，是一种设置在需要控制物品出入的门口的系统，是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技技术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆、数据中心，术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆、数据中心，实验室等地方，当未被授权的人从这些地方非法取走物品实验室等地方，当未被授权的人从这些地方非法取走物品时，时，EAS系统会发出警告。系统会发出警告。 EAS系统组成系统组成 a）附着在商品上的电子标签，电子传感器；附着在商品上的电子标签，电子传感器； b）电子标签灭

19、活装置（消磁），以便授权商品能正常出入；）电子标签灭活装置（消磁），以便授权商品能正常出入； c）监视器，在出口造成一定区域的监视空间）监视器，在出口造成一定区域的监视空间EAS系统工作原理系统工作原理 在监视区，发射器以一定的频率向接收器发射信号。在监视区，发射器以一定的频率向接收器发射信号。发射器与接受器一般安装在零售店、图书馆的出入口，形发射器与接受器一般安装在零售店、图书馆的出入口，形成一定的监视空间。当具有特殊特征的标签进入该区域时，成一定的监视空间。当具有特殊特征的标签进入该区域时，会对发射器发出的信号产生干扰，这种干扰信号也会被接会对发射器发出的信号产生干扰，这种干扰信号也会被接

20、收器接收，再经过微处理器的分析判断，就会控制警报器收器接收，再经过微处理器的分析判断，就会控制警报器的鸣响。的鸣响。（二）便携式数据采集系统（二）便携式数据采集系统 便携式数据采集系统是使用带有便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持阅读器的手持式数据采集器采集式数据采集器采集RFID标签上的数据。这种系统具有比标签上的数据。这种系统具有比较大的灵活性，适用于不宜安装固定式较大的灵活性，适用于不宜安装固定式RFID系统的应用系统的应用环境。环境。（三）物流控制系统（三）物流控制系统 在物流控制系统中，固定布置的在物流控制系统中，固定布置的RFID阅读器分散布阅读器分散布置在给定的区域，

21、并且阅读器直接与数据管理信息系统相置在给定的区域，并且阅读器直接与数据管理信息系统相连，信号发射机是移动的，一般安装在移动的物体、人上连，信号发射机是移动的，一般安装在移动的物体、人上面。当物体、人流经阅读器时，阅读器会自动扫描标签上面。当物体、人流经阅读器时，阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统存储、分析、的信息并把数据信息输入数据管理信息系统存储、分析、处理，达到控制物流的目的。处理，达到控制物流的目的。（入库、出库）（入库、出库）（四）定位系统（四）定位系统 定位系统用于自动化加工系统中的定位以及对车辆、定位系统用于自动化加工系统中的定位以及对车辆、轮船等进行运行

22、定位支持。轮船等进行运行定位支持。阅读器放置在移动的车辆、轮阅读器放置在移动的车辆、轮船上或者自动化流水线中移动的物料、半成品、成品上，船上或者自动化流水线中移动的物料、半成品、成品上，信号发射机嵌入到操作环境的地表下面。信号发射机上存信号发射机嵌入到操作环境的地表下面。信号发射机上存储有位置识别信息，阅读器一般通过无线的方式或者有线储有位置识别信息，阅读器一般通过无线的方式或者有线的方式连接到主信息管理系统。的方式连接到主信息管理系统。（运动定位）（运动定位）第三节第三节 RFID技术在物流中的应用技术在物流中的应用一、一、RFID技术在交通物流领域的应用技术在交通物流领域的应用RFID卡收费卡收费 目前的收费卡多用磁卡、目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而卡，而RFID卡也开始占据市场。原卡也开始占据市场。原因是磁卡、因是磁卡、IC卡容易损坏，而卡容易损坏，而RFID卡则不容易磨损，同时卡则不容易磨损，同时RFID系统系统还能够进行远距离识别、对行驶中的车辆进行识别、同时识别几张卡还能够进行远距离识别、对行驶中的车辆进行识别、同时识别几张卡等优点。高速公路自动收费，停车场收费等。等优点。高速公路自动收费，停车场收费等。集装箱的自动识别集装箱的自动识别 将记录有集装箱号、箱型、装载的货物种类、数量等数将记录有集装箱号、箱型