物联网相关技术

物联网技术概论及RFID标识技术

物联网物品标识技术EPC编码与识别任务目标通过本项目的学习，使学生了解计算机编码技术；明白编码技术的基本原理；掌握编码技术的使用方法及应用的环境；能够创造性的根据具体环境的差异运用不同的编码技术。EPC编码与识别知识链接EPC编码EPC概念的提出1999年美国麻省理工学院的一位教授提出的EPC的全称是ElectronicProductCode，中文称为产品电子代码EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯EPC编码与识别什么是EPC编码EPC编码是国际条码组织推出的新一代产品编码体系96位的EPC码，可以为2.68亿公司使用，每个公司可以有1600万产品分类，每类产品有680亿的独立产品编码，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。EPC编码与识别EPC编码结构EPC代码是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字中国EPC编码的发展历程1、1996年启动2、2004年负责管理3、2004-2006年主办论坛4、先后承担科研项目5、2007年通过评审6、2009年挂牌自动识别技术在物联网中的发展和应用中的地位和作用1、自动识别技术是实现物联网确定物体所在位置及相关统计信息的基础和关键2、自动识别技术是提高物联网效率的重要因素3、自动识别技术是物联网信息安全的有力保障二维编码与识别二维码的起源二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。一维码的信息容量相对较小，一般是对物品的标识；而二维条码是对物品的描述。二维编码与识别二维码的特点信息量容量大安全性高读取率高错误纠正能力强等特性二维码的原理二维码的原理是使用若干个与二进制数相对应的几何图形来表示文字数值信息，并生成一个矩阵图二维码生成之后，要用专门的解码器解码，现在都采用红外线探头来抓取图形，一般分为硬解码和软解码硬解码是探头抓取图形之后直接调用其自身的软件解码，软解码是通过抓取图形之后传送到特定的二维码库里去对比解码。二维编码与识别二维码的应用食品安全溯源：2013年12月的海南“冬交会”上的“海南瓜菜质量安全监管系统”受到广泛关注。该系统借助最新无线通信技术、计算机技术和二维码溯源技术，建设覆盖全省的瓜菜质量田头监管物联网。该系统为22家店铺的8种生鲜类商品提供了二维码溯源。消费者在网上下了订单后，将收到店家贴有二维码的瓜果产品，用手机对二维条码标签进行扫描，有关产品的品名、产地、商家等信息乃至植物生长过程中化肥的使用情况、农业残留检测结果等内容将尽收眼底。二维编码与识别二维码的应用电子票务系统：最大规模的应用是在火车票销售系统中。传统票务系统升级为电子票务系统，用户在线选车、在线预定、在线支付，凭得到的电子凭证或身份证即可到此电商平台的对应实体商家消费，无需排队、无需等待、无需繁琐验证，让用户立即获得一系列完美的消费体验。二维编码与识别二维码的应用证照应用：护照、身份证、挂号证、驾照、会员证等证照资料登记及自动输入，发挥“随到随读”、“立即取用”的资讯管理效果。二维编码与识别二维码的应用报纸应用：报纸利用二维码技术打造“立体报纸”，用户通过使用智能手机等设备扫描报纸上的二维码，“平面”报纸立即成“立体”，同时还可以将文字的内容以视频、音频的方式呈现。二维编码与识别二维码的应用车辆管理应用：车辆的年审文件、违章处罚单等印刷上相关的二维码，将有关车辆上的基本信息，包括车驾号、发动机号、车型、颜色等车辆的基本信息转化保存在此二维码中。信息的数字化便于管理部门的管理和实施实时监控。二维编码与识别二维码的应用手机二维码：手机二维码可以印刷在多种载体上，用户通过手机摄像头扫描二维码或输入二维码下面的号码、关键字即可快速手机上网，快速便捷地浏览网页，省去了在手机上输入网址的繁琐过程，实现一键上网。同时，还可以方便地获取相关服务信息，例如获取如天气预报、实现电子地图查询定位、手机阅读等多种功能。

物联网物品标识技术的分类项目一物联网标识技术学习任务一EPC编码与识别学习任务二二维编码与识别学习任务三RFID识别技术学习任务四视频识别技术1234RFIDRFID的构成及原理1、什么是射频？

射频是指可发射传播的电磁波，RadioFrequency简称RF射频。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。2、射频识别技术英文名称为RadioFrequencyIdentification，简称RFID。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。？

RFID技术的发展历程1、1940-1950：雷达改进与应用催生射频识别技术。2、1950-1960：RFID技术的初期阶段，实验室。3、1960-1970：RFID理论得到发展，开始尝试应用。4、1970-1980：大发展时期，加速初期应用。5、1980-1990：进入商业应用阶段。6、1990-2000：广泛采用，逐渐成为人们生活的一部分。7、2000以后：技术成熟，规模化应用行业扩大。按照能量的供给方式按照RFID标签信息的传播方式按照RFID标签的工作频率按照RFID系统的工作距离根据RFID标签的存储器类型RFID的构成及原理RFID的分类有源RFID无源RFID半有源RFIDRFID按照能源的供给方式优点：重量轻，体积小寿命长，成本低缺点：读写距离近需要阅读器提供能量优点：电池内部供电主动发射电磁信号很长的识别矩离缺点：成本高，寿命低体积难以控制有电池，仅供电路工作，介于以上两者之间RFID的构成及原理RFID的分类？主动式被动式半主动式RFID按照标签信息传播的方式适用于复杂环境通信距离远适合无障碍环境通信矩离近结构简单适合需要频繁读写场合介于以上两者之间RFID的构成及原理RFID的分类RFID按应用频率高频（HF）超高频（UHF）微波（MW）低频（LF）低频30-300KHz高频3-30MHz超高频860M-960MHz微波2.4GRFID的构成及原理RFID的分类24频谱频率读取范围应用低频（LF）30KHz～300KHz<0.6m门禁和安全管理、动物及容器识别、电子闭锁防盗等

高频（UHF）3MHz～30MHz0.1m～1m电子车票、货物追踪、库存管理等超高频（UHF）860MHz～960MHz1m～10m铁路包裹、集装箱及供应链管理等微波（MWF）2.45GHz以上25m～50m移动车辆识别、供应链管理等RFID的不同频段读取范围RFID的构成及原理RFID基本组成RFID的主要核心部件是计算机、读写器和电子标签，通过相距几厘米到几米距离内读写器发射的无线电波来读取电子标签内存储的信息。RFID的构成及原理RFID基本组成典型RFID系统组成示意图RFID的构成及原理RFID基本组成(1)电子标签。由耦合元件及芯片组成，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。主要是由具有模拟、数字记忆功能的芯片，以及依不同频率、应用环境而设计的天线所组成。标签分为无源标签和有源标签两种，无源标签由感应到的电磁波反馈电能，有源标签需要电池供电，用来存储被识别对象的数据信息。RFID的构成及原理RFID基本组成(2)读写器(Reader)。RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信，主要是由无线电发送和接收模块、模\数控制模块、中央处理单元、以及读写天线组成。天线(Antenna)在标签和读写器间传递射频信号，一般情况下被安装在读写器内部。读写器有手持式或固定式两种，负责对标签进行识别、读取和写入等操作。二、阅读器阅读器是一个获取（或写入）和处理电子标签内存储数据的设备。读操作0102写操作03与服务器通信RFID的构成及原理RFID基本组成(3)计算机系统。计算机系统作后台控制系统，通过有线或无线方式与读写器相连，获取电子标签内部信息，对读取的数据进行筛选和处理后进行后台控制。其中，通常将电子标签、读写器和天线三者称为前端数据采集系统。？阅读器的天线天线用于在电子标签和阅读器之间建立数据通信的通道。

电子标签（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进入RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的电子编码（被动式标签），或者主动发送某一频率的信号（主动式标签）。ＵＩＤ：全球统一标识RFID的分类及硬件组成（1）被动式电子标签被动式电子标签无板载电源，其电源由读写器供给。电子标签必须利用读写器的载波来调制自身的信号，标签产生电能的装置是天线和线圈。标签进入RFID系统工作区后，天线接收特定的电磁波，线圈产生感应电流供给标签工作。被动式标签与读写器之间的通信，总是由读写器发起，标签响应，然后由读写器接收标签发出的数据，被动式标签的读写距离小于主动式和半主动式标签，一般在10～20cm。被动式电子标签由微芯片和天线组成,如图所示。（2）主动式电子标签主动式电子标签有一个板载电源为标签电子电路工作提供能量。主动式电子标签可以主动向读写器发送数据，它不需要读写器发射来激活数据传输。板载电路包括微处理器、传感器、输入/输出端口和电源电路等。主动式电子标签同读写器之间的通信始终都是有标签主动发起的，读写器做出响应。这类标签中，不管读写器是否存在，标签都能够连续发送数据。另外，这类标签在读写器没有询问时，可以进入休眠状态或低功耗状态，从而可以存储电池能量。读写器可以通过发出适当的命令唤醒休眠的电子标签。因此，这类标签通常具有较长的生存时间.主动式电子标签的阅读距离一般可以在30m以上。主动式电子标签通常包括：①微芯片；②天线；③板载电源；④板载电子电路等组成部分。（3）半主动式电子标签半主动式电子标签也有板载电源和完成特殊任务的电子元件，板载电源仅仅为标签的运算操作提供能量；其发送信号由读写器提供电源。半主动式电子标签也称为电池辅助电子标签。标签和读写器之间的通信始终是读写器处于主动发起方，标签是被动式响应。为什么使用半主动式电子标签而不用被动式电子标签？因为半主动式电子标签不像被动式电子标签由读写器来激活自己，它可以读取一个更远距离的读写器信号。因为无需通电激活，这样在读写器区域内，标签有充分的时间被读写器读取数据。因此，即使标签目标在高速移动，它仍可被可靠读取数据。在理想条件下，半主动标签使用反向散射调制技术，其读写器距离大约在30m内。电子标签的优点：(1)非接触性。无源射频卡与读写设备之间没有机械接触，无机械损伤。与读写设备也没有插口(全密封)，能适应多尘、潮湿等恶劣环境，可靠性高，使用寿命长。(2)响应速度快。普通磁卡的信息交换只有1～2kb／s，而射频识别卡信息交换速度为毫秒级，支持在高速移动中读卡。(3)安全保密性好。普通磁卡受到强磁场干扰会丢失信息，信息易被窃取、篡改或伪造。射频识别卡利用存储器记录信息，不受磁场的干扰，卡内有专用的电路模块，可作密码运算和双向密码鉴别，数据安全性和保密性能好。（４）体积小且形状多样：RFID标签在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需要为了读取精度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。RFID的分类及硬件组成三、应用管理系统RFID系统的应用管理系统可分为3类：RFID系统软件、RFID中间件和系统应用程序。1.RFID系统软件13254典型RFID系统基本软件功能读/写功能防冲突功能错误检测与纠正功能加密、认证和授权功能标签的安全功能中间件123监视功能监视功能是指能够集中式地监视和报告阅读器等设备的完好状况和工作状态。接口功能接口功能指RFID中间件软件将各种阅读器数据格式转换为一种标准化的格式，以便于在主机的应用程序、应用系统中进行集成。2.RFID中间件RFID中间件在阅读器和主机中运行；管理功能RFID中间件中的管理功能是指事件管理。在这里“事件”是指阅读器在特定环境下工程过程中具有某种意义的记录3.系统应用程序系统应用程序在与阅读器相连接的主机或通过网络连接的主机上面运行。系统应用程序接收并处理由电子标签发出，经阅读器和RFID中间件软件处理过滤后的标准化数据。系统应用程序可以是企业公司自有或已有软件程序，例如某个仓库的进销存管理系统。系统应用程序软件可以不需要知道它所得到的数据的实际来源。系统应用程序可能需要经过修改才能接收来自RFID中间件的数据。2.4G远距离主动式电子标签1.采用高频段（2.45GHz）；2.可读写；3.内置CPU，支持程序在线下载；4.可智能双向交流,具有智能I/O接口,可输入外接温度、湿度、门禁传感器等信号；5.有密钥计算，安全保密性好；6.高效内置超薄电源,工作寿命10年7.高灵敏度，低发射功率（0.1～1mw），只相当于蓝牙功率的1％，几乎没有对人体有害的电磁污染；8.通讯距离一般做到1～100米，特殊情况下，还可以加长识别距离；9.抗干扰性强，可同时识别200个以上标识物；10.可以识别在100KM/h的运动物体；11.数据传输速度快，达到1MBPS阅读器(Reader)是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。因其工作模式一般是主动向标签询问标识信息，所以有时又被称为询问器（Interrogator）。下图显示不同类型的阅读器。阅读器可以通过标准网口、RS232串口或USB接口同主机相连，通过天线同RFID标签通信。有时为了方便，阅读器和天线以及智能终端设备会集成在一起形成可移动的手持式阅读器。RFID的分类及硬件组成阅读器的基本组成

阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源标签提供能量和时序。阅读器的功能首先是激活标签。为被动或半主动标签提供能量。等待标签反回信息。处理标签信息，并传递给主机。识读器可以接收标签的数据，也可以向标签里写数据。RFID的分类及硬件组成RFIDReaderRFIDTagReader安裝位置RFID的构成及原理RFID基本原理？RFID技术的基本工作原理：RFID读写器通过RFID射频天线发送一定频率的射频信号当RFID电子标签进入射频天线工作区域时产生感应电流，RFID标签获得能量被激活；RFID电子标签将自身编码等信息通过内置天线发送出来系统天线接收到从RFID电子标签发送来的载波信号经天线调节器传送RFID读写器读写器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该标签的合法波，针对不同的设置做出相应的处理和控制。RFID的构成及原理RFID应用领域目前RFID技术的典型应用主要在：物流和供应管理环节、超市零售业、高速公路收费系统、生产的自动化及过程控制、智能门禁安保、电子票证、动物跟踪和管理等领域。还有哪些？RFID技术的应用？智能交通系统概念及现状

2.智能交通系统好处3.交通系统现状1.智能交通系统概念什么是智能交通？1、智能交通概念一、智能交通概念的提出：日本、美国和西欧等发达国家为了解决共同所面临的交通问题，竞相投入大量资金和人力，开始大规模进行公路交通运输智能化的研究实验。起初，称为智能车辆公路系统（IntelligentVehicle-HighwaySystems，IVHS），进行公路功能和车辆智能化的研究。

智能交通的定义

智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，简称ITS）是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，高效、便捷、安全、环保、舒适、实时、准确的综合交通运输管理系统。ITS可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。2、智能交通系统的优势它可以将在道路、车辆和驾驶员之间建立快速通讯联系。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线，为交通参与者提供多样性的服务。以缓和道路堵塞和减少交通事故，提高交通利用者的方便、舒适为目的，利用交通信息系统、通讯网络、定位系统和智能化分析与选线的交通系统的总称。总的来说：智能交通系统通过人、车、路的和谐、密切配合提高交通运输效，缓解交通阻塞，提高路网通过能力，减少交通事故，降低能源消耗，减轻环境污染。1.1案例引入——智能交通动画3、交通系统现状【你知道吗】智能交通的研究和推进在我国还处于起步阶段，但ITS作为跨世纪的经济增长点和交通系统建设已得到国家相关部门的高度重视。从20世纪70年代末至今，我国交通事业快速发展。各级交通部门通过技术引进和自主创新，一些先进技术逐渐在中国部分大城市交通部门得到应用。虽然在整体规模和层次上与世界发达国家还有很大差距，但技术领域中已有部分成果处于世界领先地位。我国ITS的研究应用起步较晚，但发展处于蓬勃上升趋势，初步开展了ITS规划的研究并在部分城市试点建设。

智能交通发展状况美国ITS发展状况发展情况：1995年3月，美国交通部出版了“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7大领