物联网和RFID技术简介

物联网和RFID技术简介深圳市远望谷信息技术股份有限公司交流内容物联网什么是RFID电子标签和读写器RFID技术和应用RFID解决方案RFID中间件EPC物联网定义InternetofThings即物物相连的互联网其核心和基础仍是互联网，互联网基础上的延伸和扩展的网络其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯物联网的定义：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，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应用物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等；例如一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。物联网产业物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。EPOSS在《InternetofThingsin2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010~2015年物体互联，2015~2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。什么是RFIDRadioFrequencyIdentification一种非接触的自动识别技术基本原理：是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别主要组件：阅读器(Reader)和电子标签(Tag)Reader：阅读器、读写器、读头、读出装置、扫描器Tag：射频卡、感应卡、非接触卡、电子标签、应答器、数据载体物联网中非常重要的技术是RFID电子标签技术，以RFID系统为基础，结合现有网络技术、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庞大的物联网是未来发展的趋势，将成为计算机、互联网与移动信息网之后第三次信息产业浪潮RFID系统的组成RFID系统的组成阅读器电子标签天线RFID系统标签TagActive主动/Passive被动/Semi-Passive半被动RO只读/Smart(RW)可读写读写器Reader天线(与标签无线通信)控制器电子模块（与主机通信、安全授权、防冲撞）射频电子模块（与标签通信）主机HostRFID网络由多个标签和读写器及主机（电脑）构成负责传递采集到的数据：标签信息->主机->企业级IT系统(如供应链或资产数据库)RFID工作频率10kHz100kHz1MHz10MHz100MHz1000MHz300GHz低频EAS中频EAS手机物品管理交通管理DataModem调幅广播无线电玩具车库CB调频广播门禁管理动物识别物品管理交通管理微波EAS无线局域网TV数据终端智能卡智能货架2.45GHz125KHz13.56MHz915MHz2.45GHz频谱低频工作模模式电感耦合式式阅读器天线标签芯片标签天线超高频工作作模式传播与反射射阅读器天线电子标签芯片天线自动识别技技术条码技术回回顾上世纪50年代IBM的2位位研究人员员发明60年代出出现第一个个商业系统统，应用于于铁路货运运和产品分分销行业70年代美美国杂货店店联盟组织织在降低人人工成本、、加快结帐帐速度、跟跟踪销售和和库存等需需求驱动下下，在超市市部署条码码技术，73年制定定UPC标标准70年代杂杂货店使用用条码增长长缓慢，因因为产品制制造商采用用条码缓慢慢，但超市市开始普及及，且要求求供货必须须有条码80年代大大发展，主主因是DoD在81年要求所所有卖给军军队的物品品必须有Code39条码。。条码技术术引发供应应链管理和和资产管理理变革目前全世界界普及，有有超过9种种条码标准准在使用UPCACode39RFID技技术发展历历史1941～～1950年。雷达达的改进和和应用催生生了RFID技术，，1948年奠定了了RFID技术的理理论基础。。1951——1960年。早期期RFID技术的探探索阶段，，主要处于于实验室实实验研究。。1961——1970年。RFID技术术的理论得得到了发展展，开始了了一些应用用尝试。1971——1980年。RFID技术术与产品研研发处于一一个大发展展时期，各各种RFID技术测测试得到加加速。出现现了一些最最早的RFID应用用。1981～～1990年。RFID技术术及产品进进入商业应应用阶段，，各种规模模应用开始始出现。1991～～2000年。RFID技术术标准化问问题日趋得得到重视，，RFID产品得到到广泛采用用，RFID产品逐逐渐成为人人们生活中中的一部分分。2001——今。标准准化问题日日趋为人们们所重视，，RFID产品种类类更加丰富富，有源电电子标签、、无源电子子标签及半半无源电子子标签均得得到发展，，电子标签签成本不断断降低，规规模应用行行业扩大。。RFID技技术的推动动Wal-Mart和和DoD极极力推动RFID技技术在供应应链中的应应用Wal-Mart－－世界最大大零售商、、DoD－－世界最大大供应链操操作者2003年年Wal-Mart为实现托托盘级(Pallet-Level)库存跟踪踪，发布RFID强强制要求其其顶级供应应商在托盘盘(Pallet)和箱子(Case)上采用用EPC标标签DoD也紧紧跟着对其其顶级100家供应应商采取相相同的RFID强制制要求驱动力：托托盘级库存存可视性增增加了发运运、接收、、备货效率率及降低了了人工、存存储、产品品损失等成成本鉴于二者综综合操作的的数量，其其RFID强制要求求刺激了RFID业业的成长并并将该技术术逐渐带入入主流，也也导致应用用成本降低低，强制最最终促使RFID行行业一致采采用单一的的EPC标标准（由于于缺乏共识识曾经阻碍碍了RFID行业的的发展）吸引更多行行业和政府府的广泛注注意，快速速发展成为为朝阳产业业RFID与与条码技术术比较标签可进行行读和写操操作（多次次写）更大数据存存储量和更更高数据传传输速率读写器和标标签无需在在直接视线线范围内就就可以工作作较远的读取取距离读写器可同同时与多个个标签通讯讯（防冲撞撞），盘存存速度高，，节省时间间更高安全性性（加密、、授权访问问）更强环境适适应性、耐耐久性（污污垢、灰尘尘、油脂、、磨损、潮潮湿、光线线）多种封装形形式，应用用环境广较难复制读取可靠性性，第一次次读取正确确率保证高高效无需调整方方向或重新新排列，识识别时间短短，不需人人工干预，，自动操作作电子标签组组成标签芯片微带天线标签封装电子标签应应用电子标签几几乎可贴到到任何物体体上面：产品的货盘盘或容器车辆公司资产或或职员衣服、行李李（皮箱））人、家畜、、或宠物高附加值的的电子产品品如：计算机、电电视、贵重重仪器设备备选择电子标标签协议标准ISO18000－6BISO18000－6C（EPCClass1Gen2）读写距离多标签读取取存储容量只读/可写性能考虑附着物材料料环境速度方向、极化化异形标签及及封装RFID读读写器阅读器(问答器)可放置置在一固定定地点，如如：入口/出口口销售网点仓库、货栈栈、大商场场阅读器同样样可在移动动的范围中使用用便携式或无无线式RFID仓仓储物流应应用提货单物资跟踪RFID智智能交通管管理RFID汽汽车衡应用用信号灯栏杆机地感线圈车牌卡阅读器天线控制主机房射频电缆RFID门门禁考勤制造业传送送带/产品品装配线RFID现现代物流动物识别管管理供应链管理理文档图书管管理运动计时全资可视化化（人员物物资）战时军事卫星战时物资运输车(安装卫星通讯及射频设备)小型流动指挥所（配备卫星设备等）大型流动指挥车(安装卫星通信设备)配备移动通信设备等配备射频设备及卫星地面设备关隘检查站机动部队GPS卫星美国陆军全资可视化调控中心铁路应用开关机磁钢传感器天线XC型系统读出主机、机柜CPS系统主机列车方向列车方向开关机磁钢传感器计轴判辆磁钢传感器（车辆系统用）射频同轴电缆铠装信号电缆铠装信号电缆RFID解解决方案RFID技技术供应商商针对行业业发展特点点制定的RFID应应用解决方方案，根据据不同企业业的实际要要求“量身身定做”，，体现高增增值服务可按照行业业进行分类类：物流、供应应链管理交通管理身份识别资产管理动物管理生产自动化化管理仓储可视化化管理RFID中中间件实施RFID的收益益RFID解解决方案即即：找到方方法将RFID数据据融入企业业日常管理理和决策制制定过程中中企业IT系系统是企业业决策制定定过程的中中心只有RFID系统集集成到企业业IT系统统中，企业业才能改进进业务和组组织流程及及提高效率率中间件的作作用电脑通过运运行在其上上的软件而而延伸其价价值，RFID硬件件作为自动动数据采集集的一种设设备和手段段，相对来来说，如果果用户没有有所需在相相关硬件工工作的软件件工具，则则毫无价值值，中间件件就是软件件工具RFID数数据如果没没有高效管管理软件相相对而言也也是毫无价价值RFID中中间件介绍绍RFID中中间件RFID中中间件是连连接新RFID硬件件和旧有企企业级IT系统之间间的软件负责由RFID系统统产生的数数据的质量量和最终可可用性，管管理多台读读写器和企企业级应用用间的数据据流。主要功能数据采集：：抽取、汇汇集、校正正、过滤RFID网网络中多台台读写器获获得的数据据数据路由：：方便RFID网络络与企业IT系统集集成，将数数据导引致致相应IT系统中流程管理：：根据商业业规则触发发事件和报报警设备管理：：监控和协协调多台读读写器RFID－－ISO18000标准Part1定义义通用参数数.Part2关于于频率低于于125KHz(LF)的的参数.Part3关于于频率13.56MHz(HF)的的参数.Part3和Part4主要是是2.45GHz和5.8GHz.Part6关于频频率860MHz到960MHz(UHF).Part7工作作于433MHz(主动动式RFID).EPCGlobal1999年年Auto-ID中中心在MIT成立（（100家家公司和5所大学）），目标建建立物联网网2003与与UCC协协会和EAN合并为为EPCglobal2003年年EPC标标准被Wal-Mart和DoD采用用2006年年EPC标标准被ISO采用EPC成为为唯一标准准，加剧行行业竞争、、价格降低低、加快RFID的的部署EPC标准准Class0:只只读被动动标签，ID由制造造商直接编编程写入。。Class1:单单次写、、多次读被被动标签，，ID由用用户编程写写入并锁定定防止被改改写。Class1Generation-2(Gen-2):对第一一代的更新新.支持持更多安全全操作和包包括可选的的用户数据据区。Class2:多多次读写写被动标签签，包括用用户数据区区，可以更更新加密。。Class3:多多次读写半半被动标签签，包括用用户数据区区Class4:主主动标签签