第1章RFID技術(shù)概述.ppt

RFID技術(shù)概述 教學(xué)設(shè)計(jì) 物流信息系米志強(qiáng) 2011 8 9 RFID技術(shù) 使得該技術(shù)現(xiàn)在迅速成為全球矚目的焦點(diǎn) 并被列為21世紀(jì)最有前途的重要產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用技術(shù)之一 一 案例識讀與分析 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 三 RFID概述 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 主要內(nèi)容 五 實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐 RFID技術(shù) 使得該技術(shù)現(xiàn)在迅速成為全球矚目的焦點(diǎn) 并被列為21世紀(jì)最有前途的重要產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用技術(shù)之一 課程性質(zhì)與作用 射頻技術(shù)與應(yīng)用 是物流信息技術(shù)專業(yè)主干課程中的一門物流信息數(shù)據(jù)自動采集與射頻信息管理為一體的必修類課程 是物流信息技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程 課程性質(zhì)與作用 本課程所培養(yǎng)的技能在整個(gè)物流行業(yè)運(yùn)用面非常廣 從倉儲貨物自動采集到基于物流供應(yīng)鏈貨物透明化管理都需要這個(gè)技能 本專業(yè)在職業(yè)崗位的選擇上呈多樣性 根據(jù)每個(gè)人的特點(diǎn)與能力有不同的側(cè)重 主要面向的崗位群 物流射頻自動數(shù)據(jù)采集 物流射頻信息處理 物流射頻跟蹤與定位等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的工作 同時(shí)也適用于動物自動化跟蹤與定位技術(shù)人員及肉類食品的安全管理人員等崗位 可以說這門課程是動畫制作人具備可持續(xù)發(fā)展能力的關(guān)鍵課程 射頻技術(shù)與應(yīng)用 課程培養(yǎng)目標(biāo) 射頻技術(shù)與應(yīng)用 是物流信息技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程 通過本課程項(xiàng)目的實(shí)施 幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)以下主要職業(yè)能力目標(biāo) 1 能運(yùn)用射頻識別技術(shù)等物流信息采集技術(shù) 2 能較為靈活地運(yùn)用射頻信息處理能力 3 能快速讀取電子標(biāo)簽的能力 4 能快速寫電子標(biāo)簽的能力 5 能掌握電子標(biāo)簽的信息安全管理能力 6 能對RFID中間件分析的能力 7 能掌握RFID供應(yīng)鏈物流管理的能力 射頻技術(shù)與應(yīng)用 課程地位 射頻技術(shù)與應(yīng)用 課程的開設(shè) 是以 現(xiàn)代物流概論 射頻技術(shù)與應(yīng)用 等課程開設(shè)為條件 為滿足物流信息技術(shù)專業(yè)相關(guān)核心課程 物流信息管理 物流信息系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì) 學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生的頂崗實(shí)訓(xùn)等課程打下良好基礎(chǔ) 門票高效防偽打擊造假 世博芯 帶你暢游 一 案例識讀與分析 案例分析與討論 上海世博門票 1 世博芯 是用什么技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的 2 世博芯 的門票是如何進(jìn)行防偽打假的 請?jiān)O(shè)想一下未來的演唱會門票會是怎樣的 1 什么是RFID RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫 即射頻識別 常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡 感應(yīng)卡 非接觸卡 電子條碼等等 俗稱電子標(biāo)簽 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 1 什么是RFID 一套完整的RFID系統(tǒng)通常由三部分組成 即電子標(biāo)簽 tag 讀寫器 reader 以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或數(shù)據(jù)控制與管理中心組成 電子標(biāo)簽也稱應(yīng)答器 transponder 或稱數(shù)據(jù)載體 datacarrier 讀寫器通過通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相連接 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的儲存及管理 可以是簡單的小型數(shù)據(jù)庫 也可能是通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的 分布在全球各地的 多級分層次的大型集中的ERP數(shù)據(jù)庫 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 1 什么是RFID RFID是一種突破性的技術(shù) 第一 可以識別單個(gè)的非常具體的物體 而不是像條形碼那樣只能識別一類物體 第二 其采用無線電射頻 可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù) 而條形碼必須靠激光來讀取信息 第三 可以同時(shí)對多個(gè)物體進(jìn)行識讀 而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀 此外 儲存的信息量也非常大 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 2 RFID技術(shù)特征 1 數(shù)據(jù)的無線讀寫 ReadWrite 功能 2 容易小型化和多樣化的形狀 3 耐環(huán)境性 4 可重復(fù)使用 5 穿透性 6 數(shù)據(jù)的記憶容量大 7 系統(tǒng)安全 8 數(shù)據(jù)安全 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 3 日常生活中的RFID技術(shù) 1 RFID防偽技術(shù)在二代身份證上的應(yīng)用 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 帶有RFID芯片的第二代身份證及讀寫設(shè)備 利用二代身份證的優(yōu)勢 1 擁有視讀和機(jī)讀兩種方式 2 防偽性好 身份證和閱讀器之間的通信是經(jīng)過加密的 3 日常生活中的RFID技術(shù) 2 典型應(yīng)用 汽車防盜 二 認(rèn)識RFID技術(shù) RFID汽車防盜鎖 RFID汽車防盜鎖的基本原理 汽車防盜是射頻識別技術(shù)的較新應(yīng)用 已經(jīng)開發(fā)出足夠小的應(yīng)答器 能夠封裝到汽車鑰匙里 該鑰匙中含有特定的應(yīng)答器 在汽車上裝有閱讀器 當(dāng)鑰匙插入到點(diǎn)火器中時(shí) 閱讀器能夠辨識鑰匙的身份 如果閱讀器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號 汽車的引擎將不會發(fā)動 3 日常生活中的RFID技術(shù) 2 RFID遠(yuǎn)距離識別停車場管理系統(tǒng) 二 認(rèn)識RFID技術(shù) RFID遠(yuǎn)距離識別車輛管理系統(tǒng)示意圖 3 RFID適用的行業(yè) 1 零售流通產(chǎn)業(yè) 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 應(yīng)用于零售流通產(chǎn)業(yè)結(jié)帳卡 常常受不了在大賣場結(jié)帳時(shí)大排長龍的等待嗎 如果每個(gè)商品上都貼有RFID標(biāo)簽的話 只要將整個(gè)購物車推過一道裝有感應(yīng)器的門 即可瞬間完成結(jié)帳 既方便又有效率 3 RFID適用的行業(yè) 2 醫(yī)療產(chǎn)業(yè) 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 3 汽車產(chǎn)業(yè) 3 RFID適用的行業(yè) 4 物流產(chǎn)業(yè) 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 5 服飾業(yè) 3 RFID適用的行業(yè) 6 智能圖書館 二 認(rèn)識RFID技術(shù) 4 RFID識別技術(shù)與其它自動識別技術(shù) 二 認(rèn)識RFID技術(shù) RFID簡史RFID直接繼承了雷達(dá)的概念 并由此發(fā)展出一種生機(jī)勃勃的AIDC新技術(shù) RFID技術(shù) 1948年哈里 斯托克曼發(fā)表的 利用反射功率的通訊 奠定了射頻識別RFID的理論基礎(chǔ) RFID被稱作是一種新的技術(shù)是無線電技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)的結(jié)合 三 RFID概述 2 RFID系統(tǒng)組成一套典型的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽 Tag 讀寫器 Reader 和Middleware A P 中介和應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 16所示 三 RFID概述 圖1 16RFID系統(tǒng)組成 2 RFID系統(tǒng)組成1 RFID讀取器 三 RFID概述 圖1 17RFID讀取器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖1 18RFID讀取器示意圖 2 RFID系統(tǒng)組成2 RFID標(biāo)簽 三 RFID概述 RFID電子標(biāo)簽 如圖1 19所示 是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體 電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成 每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼 附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象 圖1 19RFID標(biāo)簽內(nèi)部結(jié)構(gòu) 標(biāo)簽的類型 續(xù) 鈕扣型 試管型 鑰匙型 卡片型 表帶型 鈕扣型 智能型標(biāo)簽 電子卷標(biāo) 3 RFID系統(tǒng)類型依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同 電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽 Activetag 無源電子標(biāo)簽 Passivetag 和半無源電子標(biāo)簽 Semi passivetag 有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池 無源射頻標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池 半無源電子標(biāo)簽 Semi passivetag 部分依靠電池工作 電子標(biāo)簽依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽 高頻電子標(biāo)簽 超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽 依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽 線形標(biāo)簽 紙狀標(biāo)簽 玻璃管標(biāo)簽 圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等 三 RFID概述 3 RFID系統(tǒng)類型1 RFID的類型 以電力來源分類 三 RFID概述 被動式 Passive 與主動式 Active Tag 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 低頻LowFrequency LF 主要規(guī)格125 134KHz 低頻的最大優(yōu)點(diǎn)在于其標(biāo)簽靠近金屬或液體的物品能夠有效發(fā)射訊號 不像其他較高頻率標(biāo)簽的訊號會被金屬或液體反射回來 但缺點(diǎn)是讀取距離短 無法同時(shí)進(jìn)行多標(biāo)簽讀取以 及資訊量較低 一般應(yīng)用于門禁系統(tǒng) 動物晶片 汽車防盜器和玩具等 三 RFID概述 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 高頻HighFrequency HF 主要規(guī)格13 56MHz 常見的主要規(guī)格有13 56MHz ISO 14443AMifare和ISO 15693 電子卷標(biāo)都是被動式感應(yīng)耦合 讀取距離約10 100公分 優(yōu)點(diǎn)在于傳輸速度較快且可進(jìn)行多標(biāo)簽辨識 缺點(diǎn)是于環(huán)境干擾較為敏感 在金屬或較潮濕的環(huán)境下 讀取率較低 應(yīng)用于門禁系統(tǒng) 悠游卡 電子錢包 圖書管理 產(chǎn)品管理 文件管理 棧板追蹤 電子機(jī)票 行李卷標(biāo) 技術(shù)最成熟且應(yīng)用和市場也最廣泛且接受度高 故建議現(xiàn)階段應(yīng)大力發(fā)展此領(lǐng)域技術(shù)和應(yīng)用 三 RFID概述 圖1 23門禁管理和電子錢包 高頻HFISO 14443Mifare RFID的類型 以頻率分類 100KHz 1MHz 400MHz 1GHz ISO11784 ISO11785 ISO14223 ISO18000 part2 AnimalIdentification ISO15693 ISO18000 part3 ItemManagement ItemManagement ISO18000 part7 ItemManagement ISO18000 part6 ISO18000 part4 ItemManagement ISO18092 NearFieldCommunication ISO14443 Ticket ItemManagement EPCHF1 EPCUHF0 EPCUHF1 HeikoKnospeandHartmutPohl RFIDSecurity InformationSecurityTechnicalReport Vol 9 No 4 2004 三 RFID概述 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 高頻HighFrequency HF 主要規(guī)格13 56MHz 高頻HF防偽管理 運(yùn)用最新RFID專利技術(shù)可以紀(jì)錄個(gè)人學(xué)籍?dāng)?shù)據(jù)或產(chǎn)品制造商訊息配合專用讀碼機(jī)制 可杜絕各種仿冒 有效達(dá)到防偽效果 三 RFID概述 圖1 24高頻HF防偽管理 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 高頻HighFrequency HF 主要規(guī)格13 56MHz 高頻HF防偽管理 運(yùn)用最新RFID專利技術(shù)可以紀(jì)錄個(gè)人學(xué)籍?dāng)?shù)據(jù)或產(chǎn)品制造商訊息配合專用讀碼機(jī)制 可杜絕各種仿冒 有效達(dá)到防偽效果 三 RFID概述 圖1 24高頻HF防偽管理 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 高頻HighFrequency HF 主要規(guī)格13 56MHz 高頻HF病患識別 減少數(shù)據(jù)流 減少錯(cuò)誤率改變操作模式 縮短操作時(shí)間及時(shí)準(zhǔn)確提供病史 隨時(shí)掌握病患最新情況 三 RFID概述 圖1 26高頻HF病患識別 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 超高頻UltraHighFrequency UHF 主要規(guī)格433MHz 860MHz 960MHz 常見的主要規(guī)格有430 460MHz 860 960Mhz ISO 18000 EPCGen2 電子卷標(biāo)都是被動式天線可采用蝕刻或印刷的方式制造 因此成本較低 讀取距離約5 6公尺 優(yōu)點(diǎn)在于讀取距離較遠(yuǎn) 信息傳輸速率較快 而且可以同時(shí)進(jìn)行大數(shù)量標(biāo)簽的讀取與辨識 目前已成為市場的主流 缺點(diǎn)是在金屬與液體的物品上的應(yīng)用較不理想 應(yīng)用于航空旅客與行李管理系統(tǒng) 貨架及棧板管理 出貨管理 物流管理 貨車追蹤 供應(yīng)鏈追蹤 技術(shù)門坎高是未來發(fā)展的主流且EPCGen2是美國主推 故建議現(xiàn)階段應(yīng)切入發(fā)展此領(lǐng)域技術(shù)和應(yīng)用 三 RFID概述 圖1 26高頻HF病患識別 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 超高頻UltraHighFrequency UHF 主要規(guī)格433MHz 860MHz 960MHz 三 RFID概述 圖1 27超高頻電子標(biāo)簽 雖然在金屬與液體的物品上應(yīng)用較不理想 但由于讀取距離較遠(yuǎn) 資訊傳輸速率較快 而且可以同時(shí)進(jìn)行大量標(biāo)簽的讀取與辨識 因此目前已成為市場主流 未來將廣泛應(yīng)用于航空旅客與行李管理系統(tǒng) 貨架及棧板管理 出貨管理 物流管理 等 3 RFID系統(tǒng)類型2 RFID的類型 以頻率分類 極高頻 微波SuperHighFrequency SHF Microwave uW 主要規(guī)格2 4GHz 5 8GHz 三 RFID概述 圖1 28極高頻 微波標(biāo)簽 特性與應(yīng)用和超高頻段相似 但是對于環(huán)境的敏感性較高 像是易被水氣吸收 實(shí)作較復(fù)雜 未完全標(biāo)準(zhǔn)化 普及率待觀察 一般應(yīng)用于行李追蹤 物品管理 供應(yīng)鏈管理 等 4 RFID系統(tǒng)成本構(gòu)成1 RFID建置成本 三 RFID概述 圖1 29RFID建置成本 一套完成的RFID系統(tǒng)的成本由標(biāo)簽成本 閱讀器成本 天線與復(fù)用器成本 電纜成本 安裝成本 控制器成本 測試費(fèi)用 軟件與中間件費(fèi)用 整合費(fèi)用 維護(hù)費(fèi)用 人力資源成本構(gòu)成 1 全球RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1 國外RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 從全球來看 美國已經(jīng)在RFID標(biāo)準(zhǔn)的建立 相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā) 應(yīng)用領(lǐng)域走在世界的前列 歐洲RFID標(biāo)準(zhǔn)追隨美國主導(dǎo)的EPCglobal標(biāo)準(zhǔn) 在封閉系統(tǒng)應(yīng)用方面 歐洲與美國基本處在同一階段 日本雖然已經(jīng)提出UID標(biāo)準(zhǔn) 但主要得到的是本國廠商的支持 如要成為國際標(biāo)準(zhǔn)還有很長的路要走 2 我國RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展與政策支持現(xiàn)狀 2006年6月9日 我國15個(gè)部委聯(lián)合編寫的 中國射頻識別 RFID 技術(shù)政策白皮書 正式以國家技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策的形式對外公布 作為我國第一次針對單一技術(shù)發(fā)表的政策白皮書 為我國RFID技術(shù)與產(chǎn)業(yè)未來幾年的發(fā)展提供了系統(tǒng)性指南 隨后 科技部確定了國家先進(jìn)制造技術(shù) 863計(jì)劃 中的19個(gè)方面的課題的專項(xiàng)資金 共計(jì)1 28億元 支持RFID技術(shù)在我國的研發(fā)與應(yīng)用 信息產(chǎn)業(yè)部在2007年正式發(fā)布 800 900MHz頻段射頻識別 RFID 技術(shù)應(yīng)用規(guī)定 的通知 規(guī)劃了800 900MHz頻段RFID技術(shù)的具體使用頻率 掃除了RFID正式商用的技術(shù)障礙 為RFID大規(guī)模普及提供了重要保障 國家切實(shí)可行的政策指導(dǎo)規(guī)劃和實(shí)實(shí)在在的項(xiàng)目支持 極大地促進(jìn)了RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 我國RFID發(fā)展進(jìn)入了快車道 2 RFID技術(shù)發(fā)展趨勢 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 RFID結(jié)合感測裝置RFID結(jié)合人體RFID結(jié)合顯示裝置結(jié)合定位功能的卷標(biāo)印刷技術(shù)于卷標(biāo)制造水中讀取標(biāo)簽技術(shù)金屬中讀取標(biāo)簽技術(shù) RFID結(jié)合感測裝置 TempSens有64種范本及讀物三種模式間隔 2秒至18小時(shí) 超出范圍 事件超出范圍 過大或過小 罐裝食品等的 貨架壽命 耐儲時(shí)間 18個(gè)月多應(yīng)用于易腐壞的食物 藥品http www ksw microtec de 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 RFID結(jié)合人體 VeriChip 侵入式感測裝置 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 RFID結(jié)合顯示裝置 前攝顯示 大型顯示裝置具有傳感器可偵測周圍之環(huán)境與人人與人的感覺和互動虛擬社群 實(shí)體社群 電子檔案 WWW 實(shí)體卷標(biāo) RFID 真實(shí)的互動 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 結(jié)合定位功能的卷標(biāo) 由讀取器接收到主動式RFID卷標(biāo)所發(fā)射訊號之強(qiáng)弱 來判定主動式RFID標(biāo)簽與讀取器之間的距離 左上角藍(lán)色圈圈代表著 這臺讀取器有效的判定區(qū)域 也就是說當(dāng)這臺讀取器有接收到某一個(gè)有效強(qiáng)度的卷標(biāo)訊號時(shí) 則該卷標(biāo)的所在位置 就在這個(gè)藍(lán)色圈圈內(nèi) 系統(tǒng)架構(gòu) 讀取器之室內(nèi)布置圖 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 印刷技術(shù)于卷標(biāo)制造 RFID標(biāo)簽的成本障礙印刷技術(shù)在標(biāo)簽成本上的優(yōu)勢導(dǎo)電油墨的推動力直接印刷天線技術(shù)的研究 制作RFID天線的機(jī)器 導(dǎo)電油墨 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 水中讀取RFID技術(shù) 利用低頻頻段近場原理讀寫器DSP整合特殊改良的水中天線 圖 水試所電子報(bào) 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 金屬上讀取RFID技術(shù) 待整理 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 物品與物品之間的 物聯(lián)網(wǎng) 信息 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的 移動信息網(wǎng) 商業(yè) 資金流轉(zhuǎn)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò) RFID 移動通信 商業(yè)金融 B B B B B B B C 1 2 3 初級階段 發(fā)展階段 成熟階段 供應(yīng)鏈管理 庫存管理 藥品跟蹤 假藥防偽 移動支付 RF SIM RFID手機(jī) 電子關(guān)鎖 1 與移動信息化有機(jī)結(jié)合 實(shí)現(xiàn)物流 信息流 資金流的 三流合一 應(yīng)用范圍更廣闊 由目前 B B 應(yīng)用 拓展至于 B B B 及 B B C 應(yīng)用 由生產(chǎn)流通領(lǐng)域拓展至商貿(mào) 服務(wù)及消費(fèi)領(lǐng)域 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 2 RFID與移動信息化的結(jié)合 電子關(guān)鎖RFID產(chǎn)品的應(yīng)用以及與GPS的聯(lián)動 能夠監(jiān)控車輛和貨物 有效的掌握車輛和貨物的實(shí)時(shí)情況 有效減少物流車安全風(fēng)險(xiǎn) 四 RFID技術(shù)的發(fā)展 圖1 37RFID與移動信息化的結(jié)合 電子關(guān)鎖 3 RFID構(gòu)建優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)社會的生活情境RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo) 以構(gòu)建RFID技術(shù) 產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用服務(wù)體系為目標(biāo) 從實(shí)際出發(fā)探討符合我國國情的創(chuàng)新發(fā)展模式 提升RFID應(yīng)用水平 真正實(shí)現(xiàn) 科技改善我們生活 的美好愿景 為提高城市現(xiàn)代化管理及服務(wù)水平 方便百