无线射频识别(RFID)技术---绪论

1、一一、射频识别基本概念射频识别基本概念二二、RFIDRFID技术发展技术发展 三三、 RFIDRFID应用现状应用现状 四四、RFIDRFID技术展望技术展望主要内容主要内容五五、实训与实践实训与实践 初识RFID技术v门票高效防伪打击造假，门票高效防伪打击造假，“世博芯世博芯”带你带你畅游畅游 分析与讨论：分析与讨论：上海世博门票上海世博门票 （1）“世博芯世博芯”是用什么技术来实现的？是用什么技术来实现的？（2）“世博芯世博芯”的门票是如何进行防伪打假的？的门票是如何进行防伪打假的？请设想一下未来的演唱会门票会是怎样的？请设想一下未来的演唱会门票会是怎样的？每个展台附近都部署有每个展台附近

2、都部署有RFID 读取器，这样对参展者读取器，这样对参展者来说，参观者在展会中走过哪些地方，在哪里驻足来说，参观者在展会中走过哪些地方，在哪里驻足时间较长，参观者的基本信息是什么等就了然于胸时间较长，参观者的基本信息是什么等就了然于胸了，当参观者走近时，可以更精确地提供服务。同了，当参观者走近时，可以更精确地提供服务。同时，主办者可以在会展上部署带有时，主办者可以在会展上部署带有RFID 读取器的多读取器的多媒体查询终端，参观者可以通过终端知道自己当前媒体查询终端，参观者可以通过终端知道自己当前的位置及所在展区的信息，还能通过查询终端追踪的位置及所在展区的信息，还能通过查询终端追踪到走失的同伴

3、信息。到走失的同伴信息。初识RFID技术v RFIDRFID是是Radio Frequency IdentificationRadio Frequency Identification的缩写，即射频识别。的缩写，即射频识别。v自温总理提出自温总理提出“感知中国感知中国”以来，物联网以来，物联网被正式列为我国五大新兴战略性产业之一，被正式列为我国五大新兴战略性产业之一，射频识别技术作为物联网发展的排头兵，射频识别技术作为物联网发展的排头兵，得到了飞速的发展，成为市场的热点。得到了飞速的发展，成为市场的热点。v射频识别（射频识别（RFIDRFID）是一种）是一种非接触式非接触式的的自动自动识别识别

4、技术，技术，利用射频信号通过空间耦合利用射频信号通过空间耦合( (交交变磁场或电磁场变磁场或电磁场) )实现实现无接触无接触信息传递并通信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。过所传递的信息达到识别目的。初识RFID技术v自动识别技术就是应用一定的识别装置，自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。关后续处理的一种技术。v自动识别技术自动识别技术包括条码技术、包括条

5、码技术、RFID技术、技术、磁卡识别、光学字符识别、语音识别技术磁卡识别、光学字符识别、语音识别技术、生物识别技术等、生物识别技术等光符号识别&语音识别光学字符识别光学字符识别（Optical Character Recognition，OCR），是模式识别（），是模式识别（Pattern Recognition，PR）的一种技术，目的是要使计算机知道它到底看到了什的一种技术，目的是要使计算机知道它到底看到了什么，尤其是文字资料。么，尤其是文字资料。OCR技术能使设备技术能使设备通过光学通过光学机制识别字符机制识别字符。语音识别语音识别研究如何采用研究如何采用数字信号处理数字信号处理技

6、术技术自动自动提取及决定提取及决定语言信号中最基本有意义的语言信号中最基本有意义的信息信息，同时，同时也包括利用也包括利用音律特征音律特征等等个人特征识别个人特征识别说话人。说话人。自动识别技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码自动识别技术语音识别框架：典型的模式识别系统构词规则同音字判决语法语义背景知识预处理声学参数分析测度估计失真测度语音库判决专家知识库训练识别结果反混叠失真滤波器预加重器端点检测噪声滤波器欧氏距离似然比测度语音信号输入自动识别技术虹膜识别：合适的生物特征虹膜识别虹膜识别是当前应用最方便精确的生物识别技术，虹膜的高度独特性和稳定性是其用于身份鉴别的基础。虹膜

7、识别的特点：虹膜识别的特点：生物活性生物活性: 虹膜处在巩膜的保护下，生物活性强。非接触性非接触性: 从无需用户接触设备,对人身没有侵犯。唯一性唯一性: 形态完全相同虹膜的可能性低于其他组织。稳定性稳定性: 虹膜定型后终身不变，一般疾病不会对虹膜组织造成损伤。防伪性防伪性: 不可能在对视觉无严重影响的情况下用外科手术改变虹膜特征。自动识别技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码自动识别技术指纹识别技术从实用角度看，指纹识别指纹识别是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。因为指纹具有各不相同、终生基本不变的特点，且目前的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正逐步应用

8、于民用市场。指纹识别的处理流程：指纹识别的处理流程：通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。自动识别技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码自动识别技术指纹特征有哪些（总体特征）？纹型纹型：三种基本纹型包括：环型、弓型和螺旋型纹数纹数：模式区内指纹纹路的数量。模式区：模式区：指纹上包含总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于那一种类型的三角点三角点：位于从核心点开始的第一个分叉点或断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、转折点、或

9、者指向这些奇异点。自动识别技术指纹特征有哪些（局部特征）？终结点（终结点（Ending）：一条纹路在此终结。分叉点（分叉点（Bifurcation) ：一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。 分歧点（分歧点（Ridge Divergence）：两条平行的纹路在此分开。 孤立点（孤立点（Dot or Island） : 一条特别短的纹路，以至成为一点。 环点（环点（Enclosure）: 一条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为一条，这样形成的一个小环称为环点。短纹（短纹（Short Ridge）: 一端较短但不至于成为一点的纹路。自动识别技术IC卡技术IC卡卡（Integrated Circu

10、it Card），即“集成电路卡”在日常生活中已随处可见。实际上是一种数据存储系统，如有必要还可附加计算能力。一个标准的IC卡应用系统通常包括：IC卡、IC卡接口设备（IC卡读写器）、PC，较大的系统还包括通信网络和主计算机等，如图所示。自动识别技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码自动识别技术CPU卡：按交换界面分类 接触式接触式IC卡卡 接触式IC卡的多个金属触点为卡芯片与外界的信息传输媒介，成本低，实施相对简便；非接触式IC卡则不用触点，而是借助无线收发传送信息，因此在前者难以胜任的交通运输等诸多场合有较多应用。 非接触式非接触式IC卡卡自动识别技术条形码技术自动识别技术

11、举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码条码技术条码技术是在计算机应用发展过程中，为消除数据录入的“瓶颈”问题而产生的，可以说是最“古老”的自动识别技术。条形码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。当使用专门的条形码识别设备如手持式条码扫描器扫描这些条码时，条码中包含的信息就转化为计算机可识别的数据。目前市场上常见的是一维条形码，信息量约几十位数据和字符；二维条形码相对复杂，但信息量可达几千字符。自动识别技术条形码技术：一维条形码自动识别技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码一维条码一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。普通的一维条码在

12、使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、(校验符)、终止符、静区（后）。自动识别技术vEAN-13码一维条形码：译码原理激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。自动识别技术一维条形码：典型一维条形码制比较自动识别技术条形码技术：二维条形码自动识别

13、技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡条形码二维码二维码利用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。 自动识别技术条形码技术：二维条形码自动识别技术举例光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC

14、卡条形码目前，世界上应用最多的二维条码符号有Aztec Code、PDF147、DataMatrix、QR Code、Code16K等。Code 16KDataMatrixPDF147Aztec CodeQR Code自动识别技术一维条形码与二维条形码的比较一维条形码特点：一维条形码特点：1.可直接显示内容为英文、数字、简单符号；2.贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库：3.保密性能不高；4.损污后可读性差。二维条形码特点：二维条形码特点：1.可直接显示英文、中文、数字、符号、图型；2.贮存数据量大，可存放1K字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；3.保密性高（可加密），4.安全

15、级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。自动识别技术RFIDRFID与其它系统的比较与其它系统的比较RFIDRFID的技术特点的技术特点RFIDRFID不仅仅是改进的条码不仅仅是改进的条码非接触式，中远距离工作非接触式，中远距离工作大批量、由读写器快速自动读取大批量、由读写器快速自动读取信息量大、可以细分单品信息量大、可以细分单品芯片存储，可多次读取芯片存储，可多次读取可以与其他各种传感器共同使用可以与其他各种传感器共同使用 RFID的发展历史（1）RFID防伪技术在二代身份证上的应用防伪技术在二代身份证上的应用 生活中的RFID技术 带有带有RFID芯片的第二代身份证及读写设备芯片的第二代身

16、份证及读写设备 利用二代身份证的优势：利用二代身份证的优势：1）拥有视读和机读两种方式）拥有视读和机读两种方式 ；2）防伪性好，身份证和阅读器之）防伪性好，身份证和阅读器之间的通信是经过加密的间的通信是经过加密的 。（2）典型应用）典型应用汽车防盗汽车防盗 RFID汽车防盗锁汽车防盗锁 RFID汽车防盗锁的基本原理汽车防盗锁的基本原理 ： 汽车防盗是射频识别技术的较新应用。汽车防盗是射频识别技术的较新应用。已经开发出足够小的应已经开发出足够小的应答器，能够封装到汽车钥匙里。答器，能够封装到汽车钥匙里。该钥匙中含有特定的应答器，该钥匙中含有特定的应答器，在汽车上装有阅读器在汽车上装有阅读器。当钥

17、匙插入到点火器中时，阅读器能够。当钥匙插入到点火器中时，阅读器能够辨识钥匙的身份。如果阅读器接收不到射频卡发送来的特定信辨识钥匙的身份。如果阅读器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。号，汽车的引擎将不会发动。 生活中的RFID技术 （3）RFID远距离识别停车场管理系统远距离识别停车场管理系统 RFID远距离识别车辆管理系统示意图远距离识别车辆管理系统示意图 生活中的RFID技术 生活中的RFID技术 （4）超市应用）超市应用（5）医疗产业）医疗产业 生活中的RFID技术 （6）物流产业）物流产业 （7）服饰业）服饰业 生活中的RFID技术 （8）智能图书馆）智能图书馆 生活

18、中的RFID技术 1.全球全球RFID产业发展现状产业发展现状 1）国外）国外RFID产业发展现状产业发展现状 RFID技术发展现状 从全球来看，美国已经在从全球来看，美国已经在RFID标准的建立，相关软硬件技术的开发、应用标准的建立，相关软硬件技术的开发、应用领域走在世界的前列。欧洲领域走在世界的前列。欧洲RFID标准追随美国主导的标准追随美国主导的EPCglobal标准。在封闭标准。在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID标准，但标准，但主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。主要

19、得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。2）我国）我国RFID产业发展与政策支持现状产业发展与政策支持现状 2006年年6月月9日，我国日，我国15个部委联合编写的个部委联合编写的中国射频识别（中国射频识别（RFID）技术政策白皮书）技术政策白皮书正式以国家技术产业政策的形式对外公布，作为我国第一次针对单一技术发表的政策白皮正式以国家技术产业政策的形式对外公布，作为我国第一次针对单一技术发表的政策白皮书，书，为我国为我国RFID技术与产业未来几年的发展提供了系统性指南。技术与产业未来几年的发展提供了系统性指南。随后，科技部确定了国家随后，科技部确定了国家先进制造技术先进制造技

20、术“863计划计划”中的中的19个方面的课题的专项资金，共计个方面的课题的专项资金，共计1.28亿元，支持亿元，支持RFID技技术在我国的研发与应用；信息产业部在术在我国的研发与应用；信息产业部在2007年正式发布年正式发布800/900MHz频段射频识别频段射频识别(RFID)技术应用规定技术应用规定的通知，规划了的通知，规划了800/900MHz频段频段RFID技术的具体使用频率，扫除技术的具体使用频率，扫除了了RFID正式商用的技术障碍正式商用的技术障碍，为，为RFID大规模普及提供了重要保障。国家切实可行的政策大规模普及提供了重要保障。国家切实可行的政策指导规划和实实在在的项目支持，极

21、大地促进了指导规划和实实在在的项目支持，极大地促进了RFID产业的发展，我国产业的发展，我国RFID发展进入了发展进入了快车道。快车道。 2. RFID技术发展趋势技术发展趋势 vRFID结合感测装置vRFID结合人体vRFID结合显示装置v结合定位功能的卷标v印刷技术于卷标制造v水中读取标签技术v金属中读取标签技术 RFID技术发展趋势RFID结合感测装置vTempSens 有64种范本及读物 三种模式 间隔（2秒至18小时） 超出范围事件 超出范围过大或过小 （罐装食品等的）货架寿命耐储时间：18个月多 应用于易腐坏的食物、药品 RFID技术发展趋势RFID结合人体vVeriChip（侵入

22、式感测装置） RFID技术发展趋势RFID结合显示装置v前摄显示：大型显示装置具有传感器可侦测周围之环境与人 人与人的感觉和互动 虚拟社群?实体社群电子档案电子档案(WWW)实体卷标实体卷标(RFID)真实的互动真实的互动+= RFID技术发展趋势结合定位功能的卷标v 由读取器接收到主动式RFID卷标所发射讯号之强弱，来判定主动式RFID标签与读取器之间的距离v 左上角蓝色圈圈代表着，这台读取器有效的判定区域，也就是说当这台读取器有接收到某一个有效强度的卷标讯号时，则该卷标的所在位置，就在这个蓝色圈圈内(系统架构)(读取器之室内布置图) RFID技术发展趋势印刷技术于卷标制造v RFID标签的

23、成本障碍v 印刷技术在标签成本上的优势v 导电油墨的推动力v 直接印刷天线技术的研究(制作 RFID 天线的机器、导电油墨 ) RFID技术发展趋势水中读取RFID技术v 利用低频频段v 近场原理v 读写器 DSP整合v 特殊改良的水中天线(图：水试所电子报) RFID技术发展趋势金属上读取RFID技术 RFID技术发展趋势4物品与物品之间的“物联网”4信息、数据流转的“移动信息网”4商业、资金流转的商业网络+RFID移动通信商业金融B-B-BB-BB-B-C123初级阶段发展阶段成熟阶段供应链管理 库存管理 药品跟踪假药防伪移动支付 RF-SIM RFID手机 电子关锁1）与移动信息化有机结

24、合，实现物流、信息流、资金流的“三流合一”应用范围更广阔：由目前“B-B”应用，拓展至于“B-B-B”及“B-B-C”应用；由生产流通领域拓展至商贸、服务及消费领域 RFID技术发展趋势2）RFID与移动信息化的结合：电子关锁RFID产品的应用以及与GPS的联动，能够监控车辆和货物，有效的掌握车辆和货物的实时情况，有效减少物流车安全风险。图图1-37 RFID与移动信息化的结合：电子关锁与移动信息化的结合：电子关锁 RFID技术发展趋势3）RFID构建优质网络社会的生活情境 RFID产业发展目标：以构建RFID技术、产业与应用服务体系为目标，从实际出发探讨符合我国国情的创新发展模式，提升RFI

25、D应用水平，真正实现“科技改善我们生活”的美好愿景；为提高城市现代化管理及服务水平，方便百姓生活，构建和谐社会做出新贡献。图图1-38 RFID构建优质网络社会的生活情境构建优质网络社会的生活情境 RFID技术发展趋势4. RFID技术面临的问题 在现阶段，在现阶段，RFID应用仍有一些关键性的问题等待解决，具体包括：应用仍有一些关键性的问题等待解决，具体包括：1)成本问题成本问题 成本影响了成本影响了RFID的拓展速度。美国号称电子标签目标价格为的拓展速度。美国号称电子标签目标价格为5美分，日本也正朝着推出美分，日本也正朝着推出5日元的标签而努力。改善制造流程与提高市场规模是日元的标签而努力。改善制造流程与提高市场规模是RFID降价的关键。降价的关键。2)信号干扰问题信号干扰问题 RFID主要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇到金属或是液体时，信号传导会产生主要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇