物联网的核心技术RFID

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业关于物联网核心技术RFID的简要概述信管0801 赵艳华 内容摘要物联网 RFID是指把射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网 RFID通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网 RFID可实现人与物之间的信息沟通。引言在生活

2、节奏快捷以及科技发达的今天，“物联网”逐渐成为人们热议的话题。IBM前首席执行官郭士纳提出一个重要观点：15周年定律，即计算机模式每隔15年发生一次变革。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，1995年前后则发生了互联网革命，2010年前后，是以物联网为标志的改变。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。物联网相关概念物联网定义物联网(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网

3、连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网（IOT）的特征感知：利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息，实现物体的标识功能，采用传感器技术实现物体的识别、感知功能。传输：通过网络将感知层的各种信息进行实时传送，主要实现信息的传输：采用无线网络技术、互联网技术。智能：利用计算机技术，及时地对海量的 数据进行信息控制，真正达到了 人与物的沟通、物与物的沟通感知识别是一个基础，网络传输是一个平台，是一个支撑，智能应用是一个标志和体现。物联网的体系架构应用层：应用层是关键在物联网技术架构上的应用系统，包括商业贸易、物流、农业、军事等等不同的应用系

4、统。网络层：网络层是进行信息交换的通信网络，包括有Internet，WIFI网以及无线通信网络等网络。数据采集：数据采集是指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的自动识别与近场通信技术回去物品编码信息的过程。编码层：编码层是物联网的基石，是物联网信息交换内容的核心和关键字。4.国内外物联网发展现状 从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效

5、率、灵活性和响应速度。按欧盟专家讲,欧盟发展物联网先于美国,确实欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。在北京全球物联网会议上,他们介绍了欧盟物联网行动计划(Internet of things-Anactionplan for Europe)其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。 我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后,我国中长期规划新一代宽带移动无线通信网中有重点专项研究开发“传感器及其网络”,国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。 虽然,物联网的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务

6、提供商、软件与应用开发商和系统集成商。但是,作为“金字塔”的塔座,传感器将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。“传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑,传感器感知了物体的信息,RFID赋予它电子编码,传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。” 二物联网核心技术：RFID物联网主要涉及电子标签、传感器、芯片及智能卡等三大领域，而在对传感网技术的开发和市场的拓展中，其中非常关键的技术之一是RFID技术。实质是利用RFID技术结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器Reader和无数移动的标签Tag组成比互联网更为庞大的物联网，因此RFID技

7、术成为物联网发展的排头兵。1.RFID 概念RFID（Radio Frequency Identification ）即射频识别技术，俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标志、登记、储存和管理。 国际上目前还没有统一的RFID编码规则。目前，日本支持的UID（Universal Identification，泛在识别）标准和欧美支持的EPC（Electronic Product Code，电子产品码）标准是当今影响力最大的两大标准，我国的RFID标准还未形成。 2.RFID系统组成 （1）系统组成电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行

8、通信； 读写器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备 ； 天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器天线接口相连。 （2）系统应用流程a.对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；b.识别设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；c.将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。3.RFID技术革沿在1940-1950年，雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识

9、别技术的理论基础。1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。 1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。 1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用 1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现 1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。 至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远

10、距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。 4.系统工作原理 读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频载波信号上再经天线向外发送。 进入读写器工作区域的电子标签接收此信号，卡内芯片的有关电路对此信号进行倍压整流、调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过片上天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至信息系统进行处理。若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起电子标签内部电荷泵提升工作电压，提供电压擦写E2PROM。若经判断其对应密码和权限不符，则返回出错信息。

11、其原理如图：5.RFID应用领域 RFID应用领域广泛，涉及到各个领域，各个方面。在物流领域，可应用在物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递。在零售领域，可应用在商品的销售数据实时统计，补货，防盗。在制造业领域，可应用在生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产。在服装业领域，可应用在自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，聚到管理。在身份识别和防伪领域，可应用与电子护照，身份证，学生证等各种电子证件的检查，以及贵重物品（烟、酒、药品）、票据等的防伪等。在资产管理领域，可对各类资产（贵重的或数量大的相似性高的或危险品等）进行管理。在军事领域，可应用弹药、枪支、物资、

12、人员、卡车等的识别与追踪。在食品领域，可应用于水果、蔬菜、生鲜食品的保鲜管理问题。在交通领域，可应用于高速不停车、出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等。在航空领域，可以用于制造、旅客机票管理，行李包裹追踪等随着科学技术的不断发展，物联网的运用也会进一步深入。6.RFID和WSN融合 无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。 RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足

13、；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契机。 RFID与WSN可以在两个不同的层面进行融合：物联网架构下RFID与WSN的融合，传感器网络架构下RFID与WSN的融合。如图所示： 物联网架构下RFID与WSN的融合传感器网络架构下RFID与WSN的融合：智能基站传感器网络架构下RFID与WSN的融合：智能传感标签三总结美国政府是RFID应用的积极推动者，在其推动下美国在RFID标准的建立、相关软硬件技术的开发与应用领域均走在世界前列。目前，美国、英国、德国、瑞典、瑞士、RFID本、南非等国家均有较

14、为成熟且先进的RFID产品，RFID被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如汽车及火车交通监控、高速公路自动收费系统、停车场管理系统、物品管理、流水线生产自动化、安全出入检查、仓储管理、动物管理、车辆防盗等场合。随着RFID技术的发展演进以及成本的迅速降低，RFID技术应用领域不断拓展，产业规模正处于高速增长期。目前，我国RFID企业总数虽然超过100家，但是缺乏关键核心技术，特别是在超高频RFID方面。从包括芯片、天线、标签和读写器等硬件产品来看，低高频RFID技术门槛较低，国内发展较早，技术较为成熟，产品应用广泛，目前处于完全竞争状况；在物联网 RFID的概念中，所有物体可以通过Intenet主动进行交互，除了互联网外，主要涉及RFID技术、传感器技术、智能嵌入技术、微波/纳米技术等。预计物联网 RFID是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网 RFID技术是物联网中关键技术之一。以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Internet更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。参考文献: 1张应福.物联网技术与应用J.通