第9章RFID应用系统构建

第9章RFID应用系统构建第一页，共22页。第9章RFID应用系统的构建9.1选择标准

一个完整的电子标签系统要能够正常工作，必须要有电子标签和读写器设备信号之间的通信协议、无线频率的选用、电子标签编码系统和数据格式、产品数据交换协议、软件系统编程架构、网络与安全规范等标准。具体归纳为4大类，分别是电子产品编码类标准通信类标准频率类标准应用类标准。第二页，共22页。9.2频率选择

频率选择是RFID技术中的一个关键问题，频率标准直接影响RFID技术的应用。频率的选择既要适应各种不同应用需求，还需要考虑各国对无线电频段使用和发射功率的规定。9.2.1使用的频率范围工作在不同频段或频点上的电子标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的工作频率有125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902～928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。

第三页，共22页。1.低频段电子标签低频段电子标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30～300kHz。典型工作频率有125kHz、133kHz。2.中高频段电子标签中高频段电子标签的工作频率一般为3～30MHz。典型工作频率为13.56MHz。3.超高频与微波标签超高频与微波频段的电子标签，简称为微波电子标签，其典型工作频率为433.92MHz，862（902）～928MHz，2.45GHz，5.8GHz，微波电子标签可分为有源标签与无源标签两类。第四页，共22页。9.2.2工作频率与应用范围微波电子标签的典型应用包括移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。第五页，共22页。9.2.3频率特性与频率选择

当前RFID工作频率跨越多个频段，目前RFID使用的频率有6种，分别为135kHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860～930MHz、2.45GHz以及5.8GHz。

RFID的低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物管理和防盗追踪等，此频段在绝大多数的国家属于开放，不涉及法规开放和执照申请的问题，因此使用最广；

高频系统的代表性应用为证卡，非接触式IC卡发展快速；第六页，共22页。

超高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，可大幅提升现阶段的应用层次，通信品质佳，适合供应链管理，但有各国频率法规不一的问题，现有的使用者频率选择问题不可避免，否则跨区应用必然会出现管理的盲点。

目前，频率选择的主要问题是在供应链中的应用，EPCglobal规定用于EPC的载波频率为13.56MHz和860～960MHz两个频段。860～960MHz频段的应用则较复杂，ISO18000-6定义了超高频（UHF）RFID系统的频率范围和EPCglobal的协议EPCClass1Gen2给出的RFID系统频率范围均为860～960MHz。第七页，共22页。9.2.4我国频率分配现状

目前我国RFID方面使用的主要频段有HF（13.56MHz），UHF，MW（2.45GHz）等。HF频段、MW频段（2.446～2.454GHz）都可以使用；但UHF频段的问题则比较复杂，我国在UHF频率范围内，已经存在多种无线通信的应用，其中包括GSM和CDMA的通信频段。

目前，我国UHF频段相关的测试工作已经在积极的进行中，UHFRFID的频谱分配方案尚未正式公布，我国频率标准的确定仍有待时日。第八页，共22页。9.3运行环境与接口方式9.3.1运行环境

一个完整的射频识别应用系统应当包括读写器、电子标签、计算机网络等设备。考虑到数据读取、处理、传输等问题，还应当考虑读写器天线的安装、传输距离的远近等问题。无线射频识别技术的运行环境相对比较宽松，从应用软件系统的运行环境来看，可以在现有的任何系统上运行基于任何编程语言的任何软件。计算机平台系统包括Windows、Linux、UNIX以及DOS平台系统。第九页，共22页。9.3.2接口方式

接口方式主要指的是读写器和数据处理系统计算机的接口方式。RFID系统的接口方式非常灵活，包括RS-232、RS-485、以太网（RJ45）、WLAN802.11（无线网络）、Wiegand（韦根）接口等接口，不同的接口具有不同的应用范围和性能特征。9.3.3接口软件无线射频识别设备制造厂商在向用户提供或者销售自己的产品时，都会提供相应的接口软件甚至是软件的源代码。通过这种接口软件，可以对设备进行测试，直接生产一定格式的数据文件，供用户分析使用，也可以向其他应用软件提供数据接口。第十页，共22页。9.4RFID器件选择9.4.1选择RFID读写器的正确策略

1.选用智能读写器还是傻瓜读写器

2.频率

3.不同结构形式的读写器

4.天线

5.输入输出装置

6.网络的选择

7.升级为Gen2

8.成本预算第十一页，共22页。9.4.2选择与配置RFID中的射频天线

在RFID装置中，工作频率到微波波段的时候，天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加严峻。采用天线的目标是传输最大的能量进入标签芯片，需要仔细设计天线与自由空间以及和其相连的标签芯片的匹配。

在选择天线时的主要考虑是，天线的类型、天线的阻抗、应用到物品上的RF性能、在有其他的物品围绕被贴标签物品时的RF性能。1.可选的天线2.阻抗问题3.辐射模式

4.局部结构的影响5.距离第十二页，共22页。9.5系统要求与系统架构9.5.1系统要求

1．可伸缩性2．可用性3．安全性4.互操作性5．集成6．管理7．消息传递第十三页，共22页。9.5.2系统架构

根据选定的电子标签、读写器，加上中间件、数据集成环境和上层的应用系统，一个典型的RFID系统就构建好了，其系统架构如图9-1所示。第十四页，共22页。9.6RFID项目实施的四个阶段

RFID项目的实施，可以分为起步、测试和验证、试点实施、实施4个可行阶段，逐步实现平稳缓慢的过渡。9.6.1第一阶段：起步1.建立开发环境2.选择精英合作伙伴（1）经验和核心能力。（2）解决方案营造商的专注程度。（3）售后服务。（4）制造、测试智能标签。（5）标签放置。（6）标签：好标签、无效标签和不被读取标签。

第十五页，共22页。9.6.2第二阶段：测试和验证

1.引入系统集成合作伙伴2.集成多方面的应用软件3.与存储仓库的基本设施集成4.对RFID合作伙伴的要求清单5.验证供应商人选6.寻找供应商

第十六页，共22页。9.6.3第三阶段：试点实施1.大胆启动

试点项目的目标是开发出一个可预期、范围可调节的系统。这要求在标签放置、输出和性能方面达到一定的精度。在这个过程中小心测量、精心记录能从根本上减少错误，有助于同合作伙伴和客户一起建立最终的作业流程。要标记重要事件，以便详细规划系统实施情况。不要一味往前赶，要不时地停下来评估目前的解决方案。第十七页，共22页。2.期望的解决方案

即便在第一年中只有一小部分的出货需要满足RFID的要求，解决RFID的实施问题也会为今后的业务打下坚实的基础。在第三阶段结束之前，将会建立确定的业务流程和步骤，而且在大宗货流和高处理速度的条件下测试软硬件设备，并验证系统的精确性。第十八页，共22页。9.6.4第四阶段：实施

1.真正的乐趣从现在开始虽然目前的技术水平还不能达到完全的RFID技术实施，数以百计的公司都正在为此努力。技术仍需要发展，标准化的问题还没有解决，各种相关协议还会改变，智能标签会升级到第二代中的第一类。这些行业上的改变意味着设备的更换。所以要选择那些提供资产保护计划的供货商保护用户的投资，供货商还要提供可升级的固件（如符合已提出的96位标准）和可调整的解决方案，这样当技术更新时，就不必从头开始。第十九页，共22页。2.通往高投资收益率（ROI）的途径

在实施阶段，要寻求各种机会提高效率，并为流程建立起度量标准用以量化改进幅度，为实现高的ROI打下基础。在试点运行时选取的解决方案应该是可调节、有力、侧重于工业方面的低成本实施。（1）整体质量控制（2）数据采集（3）网络和设备管理（4）智能介质管理（5）工业设计第二十页，共22页。3.智能标签将会更加智能化

RFID技术的发展将会带