基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用

1、基于 rfid的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)（ the internet of things ）是當(dāng)前的熱點(diǎn)問題之一，甚至被譽(yù)為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后的第三次信息革命。實(shí)際上， 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的推進(jìn)比較緩慢，一般的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用并沒有與實(shí)體經(jīng)濟(jì)緊密地聯(lián)系在一起，主要集中在社會生活服務(wù)和公共管理領(lǐng)域，也就是說物聯(lián)網(wǎng)與實(shí)物產(chǎn)品的流動關(guān)聯(lián)性不夠。如果將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)體經(jīng)濟(jì),利用先進(jìn)的信息采集、處理交換等技術(shù)完成物與物之間的聯(lián)動，以智能的方式實(shí)現(xiàn)人與物、 物與物之間的溝通， 從而可以實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合,達(dá)到更加精細(xì)和動態(tài)的方式去管理生產(chǎn)和生活.射頻識別技術(shù)（ radio frequency id

2、entification-rfid ）是一種非接觸式自動識別技術(shù)，利用射頻信號及其空間耦合和傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別.射頻識別的信息載體是射頻標(biāo)簽 ,其形式有卡、鈕扣等多種標(biāo)簽表現(xiàn)形式。射頻標(biāo)簽一般安裝在產(chǎn)品或物品上，由射頻識讀器讀取存儲于標(biāo)簽中的數(shù)據(jù).rfid可以用來追蹤和管理幾乎所有物理對象?；?rfid的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將成為繼條碼技術(shù)之后，再次變革商品零售結(jié)算、物流配送 以及產(chǎn)品跟蹤管理模式的一項(xiàng)新技術(shù)。一、物聯(lián)網(wǎng)在短短幾年時間內(nèi)， 物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為全社會和產(chǎn)業(yè)界熱切關(guān)注的寵兒， 物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為信息網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的重要趨勢， 成為人類社會邁向更加高速發(fā)展、 高效、 智能的信息社

3、會的一大特征。物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是 1999 年由美國麻省理工學(xué)院 (mit ）的 auto id 實(shí)驗(yàn)室 ashton 教授提出，是指通過射頻識別（rfid ）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備， 按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)"。隨著物聯(lián)網(wǎng)研究的進(jìn)一步開展， 一般來說， 物聯(lián)網(wǎng)是指對物體具有全面感知能力，對信息具有可靠傳送和智能處理能力的連接物體與物體的信息網(wǎng)絡(luò).如果說互聯(lián)網(wǎng)溝通著人與人之間的通信交流,那么物聯(lián)網(wǎng)也可以實(shí)現(xiàn)人與物之間的通信，甚至物與物之間的通信。

4、物聯(lián)網(wǎng)是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來的。其中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)非常廣泛，如典型物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)所組成的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,這些包括標(biāo)準(zhǔn)化、材料技術(shù)、安全和隱私、功率和能量存儲技術(shù)、發(fā)現(xiàn)和搜索引擎、組網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、標(biāo)識技術(shù)、硬件技術(shù)和軟件和算法技術(shù)等。其中感知層主要有：據(jù)采集與感知主要用于采集物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù),包括各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、rfid 、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時定位等技術(shù);網(wǎng)絡(luò)層主要有：實(shí)現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能,能夠把感知到的信息無障礙、高可靠性、高 安全性地進(jìn)行傳送， 需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融

5、合。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展 ,移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟,基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。?yīng)用層主要有： 應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。應(yīng)用服務(wù)子層包括智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能電力等行業(yè)應(yīng)用。二、 rfid技術(shù)無線射頻識別（ rfid ）技術(shù)是一種非接觸式的通信方式，利用空間電磁波的耦合或傳播進(jìn)行通信 ,通信目的是自動完成被標(biāo)識對象的識別，準(zhǔn)確獲取標(biāo)識對象相關(guān)信息。rfid 技術(shù)與傳統(tǒng) ic 卡、磁卡、條碼識別技術(shù)相比較，具有識別精度高、保密性好、抗干擾強(qiáng)且存儲數(shù)據(jù)容量

6、大 ,適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、操作快捷等優(yōu)點(diǎn)。rfid 技術(shù)在電子標(biāo)簽中存有一定格式的電子數(shù)據(jù),以此作為待識別物品的標(biāo)識性信息。電子標(biāo)簽附在待識別物品上,讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號,當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息,系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號,經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀寫器，讀寫器對 接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作.從而，讀寫器通過天線可實(shí)現(xiàn)無接觸地讀取并識別標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動識別物體的目的,如圖所示 .根據(jù) rfid 系統(tǒng)

7、電子標(biāo)簽?zāi)芰抗?yīng)方式不同，可以分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng);根據(jù) rfid 系統(tǒng)電子標(biāo)簽內(nèi)部存儲模塊讀寫方式不同，可以分為只讀式和讀寫式;根據(jù) rfid系統(tǒng)耦合類型 不同，可以分為電感耦合系統(tǒng)和電磁反向散射耦合系統(tǒng)；根據(jù)rfid 系統(tǒng)工作方式不同，可以分為全雙工系統(tǒng)、 半雙工系統(tǒng)以及時序系統(tǒng)；根據(jù) rfid 系統(tǒng)工作頻率不同,可以分為低頻 系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、 超高頻系統(tǒng)和微波系統(tǒng) .典型工作頻率主要有 :125、133 k hz,13 。56、27.12 、433、902-928 mhz ， 2。45、5.8 ghz 等.三、 rfid 技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用rfid 具有非接觸、讀取距離遠(yuǎn)、讀寫速度快

8、、可對高速物體進(jìn)行識別、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中也越來越成熟，利用rfid技術(shù)的產(chǎn)品也越來越多 ,例如綠色農(nóng)業(yè)、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了人類社會與物理系統(tǒng)的緊密結(jié)合，促進(jìn)了智能化的發(fā)展。3.1 物流供應(yīng)鏈物流供應(yīng)鏈通過使用強(qiáng)大的分析和模擬引擎來優(yōu)化從原材料至成品的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。物流過程中的信息自動采集，倉儲管理應(yīng)用,貨物追蹤 ,港口應(yīng)用 ,快遞 ,郵政包裹等。 rfid 技術(shù)的物流倉儲管理中運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了高效物流管理，為物流業(yè)帶來革命性的變化.3。2 交通管理rfid 技術(shù)在我國的交通管理領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取

9、數(shù)據(jù)信息，并且利用其防水、防磁、使用壽命長、讀取距離遠(yuǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高速公路 etc系統(tǒng)的功能，如聯(lián)網(wǎng)高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)(etc ）、公交車站車輛進(jìn)出站管理系統(tǒng)、全國各地的停車場rfid 收費(fèi)系統(tǒng)等，這些都是在不停車條件下,完成交通費(fèi)收取， 極大提高了高速公路管理效率和服務(wù)質(zhì)量。3。3 零售業(yè)基于 rfid物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在零售業(yè)的應(yīng)用越來越受到各大超市的重視，通過該網(wǎng)絡(luò)提供供應(yīng)鏈管理的透明度，提高庫存轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率,減少缺貨損失，提升門店的消費(fèi)體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品編碼、產(chǎn)品信息的傳送、產(chǎn)品信息的存儲、產(chǎn)品信息的查詢，根據(jù)信息系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)用性原則，逐 步擴(kuò)大 rfid技術(shù)的應(yīng)用范圍，最終順利實(shí)現(xiàn)單品電子標(biāo)簽化，如圖所示。3。4 圖書館管理系統(tǒng)智能化的圖書館管理系統(tǒng)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對讀者進(jìn)行定位，并傳送監(jiān)控數(shù)據(jù)； 利用rfid對圖書進(jìn)行識別定位， 同時進(jìn)行計算化處理， 實(shí)現(xiàn)了圖書館監(jiān)控管理與服務(wù)的智能化， 從而有效地提高了圖書館的管理效率，簡化了管理流程， 如圖所示。 系統(tǒng)能夠?yàn)樽x者提供更加便利的圖書借還、查詢等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能化管理.四、結(jié)論本文詳細(xì)介紹了rfid與物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù) ,分別對其架構(gòu)進(jìn)行了