第三章射頻識(shí)別技術(shù)

第三章射頻識(shí)別技術(shù)（Radio

Frequency

Identification)

第一節(jié)射頻識(shí)別技術(shù)概述第二節(jié)RFID的特點(diǎn)及分類第三節(jié)RFID技術(shù)在物流中的應(yīng)用第一節(jié)射頻識(shí)別技術(shù)概述

想想身邊哪些地方用到了RFID技術(shù)？中盾第二代身份證(閱讀器)產(chǎn)品編號(hào)：ICR-100R

產(chǎn)品商標(biāo)：

中盾2008北京奧運(yùn)門票游樂場兒童監(jiān)視系統(tǒng)

RFID是什么？

RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識(shí)別的簡稱。射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。

埃森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家弗格森認(rèn)為RFID是一種突破性的技術(shù)：第一，可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠光線掃描來讀取信息；第三，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。

（1）RFID技術(shù)的產(chǎn)生

RFID在歷史上的首次應(yīng)用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間（約1940年代），其當(dāng)時(shí)的功能是用于分辨出敵方飛機(jī)與我方飛機(jī)。我方的飛機(jī)上裝載有高耗電量的主動(dòng)式標(biāo)簽（ActiveTag），當(dāng)雷達(dá)發(fā)出詢問的訊號(hào)，這些標(biāo)簽就會(huì)發(fā)出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，藉以識(shí)別出自己是友軍或是敵軍。此系統(tǒng)稱為IFF（Identify：FriendorFoe）。一、射頻技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展

1948年哈里?斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識(shí)別射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。到了1970年代末期，美國政府透過LosAlamos科學(xué)實(shí)驗(yàn)室將RFID技術(shù)轉(zhuǎn)移到民間。RFID技術(shù)最先在商業(yè)上的應(yīng)用是用于畜牧業(yè)。到了1980年代，美國與歐洲的幾家公司開始著手生產(chǎn)RFID標(biāo)簽。目前，RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，從門禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以見到其蹤跡。（2）RFID技術(shù)的發(fā)展歷程時(shí)間RFID技術(shù)發(fā)展1941～1950年雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1951—1960年早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。1961—1970年RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。1971—1980年RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種RFID技術(shù)測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。1981～1990年RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種封閉系統(tǒng)應(yīng)用開始出現(xiàn)。1991～2000年RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用2001—今標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低。

RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID其主要核心部件是一個(gè)電子標(biāo)簽，直徑僅為2毫米不到，通過相距幾厘米到幾十米距離內(nèi)傳感器發(fā)射的無線電波，可以讀取電子標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的信息，識(shí)別電子標(biāo)簽代表的物品、人和器具的身份。二、RFID定義三、RFID系統(tǒng)的組成

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：1、信號(hào)發(fā)射機(jī)，典型的形式是標(biāo)簽

標(biāo)簽（Tag）：與條碼不同的是，能夠自動(dòng)或在外力的作用下把存儲(chǔ)的信息主動(dòng)發(fā)射出去。由耦合元件及芯片組成，一般是帶有線圈、天線、存儲(chǔ)器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。三、RFID系統(tǒng)的組成每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。標(biāo)簽載有可用于認(rèn)證識(shí)別其所附著的目標(biāo)物的相關(guān)信息數(shù)據(jù)。標(biāo)簽可以是只讀的、讀/寫兼具的形式；可以是“主動(dòng)式”也可以是“被動(dòng)式”的（主動(dòng)式標(biāo)簽自帶電池，被動(dòng)式標(biāo)簽沒有電池）。被動(dòng)式標(biāo)簽射頻標(biāo)簽的分類1）按標(biāo)簽獲取電能的方式不同主動(dòng)式標(biāo)簽2）按內(nèi)部使用存儲(chǔ)器類型的不同只讀標(biāo)簽可讀可寫標(biāo)簽3）按標(biāo)簽中存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的不同標(biāo)識(shí)標(biāo)簽便攜式數(shù)據(jù)文件在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在帶識(shí)別物體的表面，厚度不超過0.35mm，以直接制作在標(biāo)簽上。柔軟可彎曲，因此可被印刷在紙張、塑料、木材、玻璃和紡織品等包裝材料上，也可以直接制作在標(biāo)簽上。門禁RFID標(biāo)簽可循環(huán)使用的塑料容器標(biāo)簽INTERMEC系列915MHzRPC標(biāo)簽

該標(biāo)簽是為了追蹤RPC(可循環(huán)使用的塑料容器)而特別設(shè)計(jì)的，915系列的Intellitag可在整個(gè)供應(yīng)鏈中追蹤貨物,從而節(jié)省了寶貴的行政管理時(shí)間。

該標(biāo)簽使用于金屬表面或者RF反射表面，適應(yīng)惡劣的制造環(huán)境。該標(biāo)簽可鑲嵌機(jī)械部件的凹槽，使部件安裝后標(biāo)簽表面平整。金屬標(biāo)簽2450MHz金屬鑲嵌標(biāo)簽塑料標(biāo)簽是高性能的耐用產(chǎn)品，它最初設(shè)計(jì)應(yīng)用在塑料托盤上，還可用在許多其它材料上。典型應(yīng)用于托盤，紙箱和容器追蹤。

塑料標(biāo)簽

該標(biāo)簽安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上，主要應(yīng)用在高速公路收費(fèi)和停車場出入和門禁領(lǐng)域。它也應(yīng)用在民用和軍用國防項(xiàng)目上擋風(fēng)玻璃標(biāo)簽鐵路專用標(biāo)簽

RFID標(biāo)簽可以被制成各種各樣的尺寸：用于跟蹤野生動(dòng)物的跟蹤器，粗細(xì)跟鉛筆芯差不多，長度只有1.5厘米；還可以將標(biāo)簽制成螺絲釘?shù)男螤?，便于植入樹木或者木制物品；也可以將?biāo)簽制成信用卡的形狀，用于訪問敏感應(yīng)用程序。2、信號(hào)接收機(jī)，及閱讀器閱讀器(Reader)：是一種負(fù)責(zé)讀取或改寫電子標(biāo)簽信息的設(shè)備。它可以設(shè)計(jì)成單獨(dú)的整體，也可以是以部件形式嵌入到其他系統(tǒng)中去。它與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相連，共同完成對(duì)電子標(biāo)簽的識(shí)別、操作和控制。三、RFID系統(tǒng)的組成它一方面產(chǎn)生并發(fā)射無線電射頻為電子標(biāo)簽（指無源電子標(biāo)簽）提供能量，另一方面接收由電子標(biāo)簽發(fā)射的無線電射頻信號(hào)，經(jīng)處理后獲取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息并傳輸?shù)脚c此相連的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。全球第一款同時(shí)支持EPCglobal第一代和第二代RFID標(biāo)準(zhǔn)的IV7Intellitag車載RFID讀取器3、天線

可以釋放無線電信號(hào)激發(fā)RFID標(biāo)簽，并且對(duì)它進(jìn)行讀寫操作，在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。它一般與閱讀器整合在一起，成為手持設(shè)備和大型固定設(shè)備。三、RFID系統(tǒng)的組成定向天線全向天線RFID工作原理RFID技術(shù)的基本工作原理圖

第二節(jié)RFID的特點(diǎn)及分類一、RFID的特點(diǎn)1、數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)傳輸速度和距離衡量數(shù)據(jù)在空氣中的傳播，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速、遠(yuǎn)距離地傳輸，必須把數(shù)據(jù)信號(hào)疊加在一個(gè)規(guī)則變化的信號(hào)比較強(qiáng)的電波上，這個(gè)過程叫調(diào)制，規(guī)則變化的電波叫載波。一般來說，使用的載波頻率越高，數(shù)據(jù)能夠傳輸?shù)乃俣仍娇臁?、射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)非接觸閱讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大讀寫速度快體積小，易封裝無磨損，使用壽命長動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信安全性能高二、RFID的分類根據(jù)RFID系統(tǒng)完成的功能不同，可以分為：EAS系統(tǒng)便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)物流控制系統(tǒng)定位系統(tǒng)（一）EAS系統(tǒng)ElectronicArticleSurveillance（EAS）電子防盜系統(tǒng)，是一種設(shè)置在需要控制物品出入的門口的RFID技術(shù)。這種技術(shù)的典型應(yīng)用場合是商店、圖書館、數(shù)據(jù)中心，實(shí)驗(yàn)室等地方，當(dāng)未被授權(quán)的人從這些地方非法取走物品時(shí)，EAS系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告。

EAS系統(tǒng)組成a）附著在商品上的電子標(biāo)簽，電子傳感器；b）電子標(biāo)簽滅活裝置（消磁），以便授權(quán)商品能正常出入；c）監(jiān)視器，在出口造成一定區(qū)域的監(jiān)視空間EAS系統(tǒng)工作原理在監(jiān)視區(qū)，發(fā)射器以一定的頻率向接收器發(fā)射信號(hào)。發(fā)射器與接受器一般安裝在零售店、圖書館的出入口，形成一定的監(jiān)視空間。當(dāng)具有特殊特征的標(biāo)簽進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，會(huì)對(duì)發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)產(chǎn)生干擾，這種干擾信號(hào)也會(huì)被接收器接收，再經(jīng)過微處理器的分析判斷，就會(huì)控制警報(bào)器的鳴響。（二）便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是使用帶有RFID閱讀器的手持式數(shù)據(jù)采集器采集RFID標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式RFID系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。（三）物流控制系統(tǒng)在物流控制系統(tǒng)中，固定布置的RFID閱讀器分散布置在給定的區(qū)域，并且閱讀器直接與數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)相連，信號(hào)發(fā)射機(jī)是移動(dòng)的，一般安裝在移動(dòng)的物體、人上面。當(dāng)物體、人流經(jīng)閱讀器時(shí)，閱讀器會(huì)自動(dòng)掃描標(biāo)簽上的信息并把數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)存儲(chǔ)、分析、處理，達(dá)到控制物流的目的。（入庫、出庫）（四）定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)用于自動(dòng)化加工系統(tǒng)中的定位以及對(duì)車輛、輪船等進(jìn)行運(yùn)行定位支持。閱讀器放置在移動(dòng)的車輛、輪船上或者自動(dòng)化流水線中移動(dòng)的物料、半成品、成品上，信號(hào)發(fā)射機(jī)嵌入到操作環(huán)境的地表下面。信號(hào)發(fā)射機(jī)上存儲(chǔ)有位置識(shí)別信息，閱讀器一般通過無線的方式或者有線的方式連接到主信息管理系統(tǒng)。（運(yùn)動(dòng)定位）第三節(jié)RFID技術(shù)在物流中的應(yīng)用一、RFID技術(shù)在交通物流領(lǐng)域的應(yīng)用RFID卡收費(fèi)

目前的收費(fèi)卡多用磁卡、IC卡，而RFID卡也開始占據(jù)市場。原因是磁卡、IC卡容易損壞，而RFID卡則不容易磨損，同時(shí)RFID系統(tǒng)還能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離識(shí)別、對(duì)行駛中的車輛進(jìn)行識(shí)別、同時(shí)識(shí)別幾張卡等優(yōu)點(diǎn)。高速公路自動(dòng)收費(fèi)，停車場收費(fèi)等。集裝箱的自動(dòng)識(shí)別將記錄有集裝箱號(hào)、箱型、裝載的貨物種類、數(shù)量等數(shù)據(jù)的標(biāo)簽按照在集裝箱上，在經(jīng)過安裝有識(shí)別設(shè)備的公路、鐵路的出入口，碼頭的檢查口時(shí)，讀寫器發(fā)出無線電波，RFID標(biāo)簽自動(dòng)感應(yīng)后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)返回到讀寫器，從而將RFID標(biāo)簽上保存的信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)集裝箱的動(dòng)態(tài)跟蹤與管理，提高集裝箱運(yùn)輸?shù)男屎托畔⒌墓蚕?。運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)馬拉松比賽精確記錄運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)間，可通過將標(biāo)簽系于運(yùn)動(dòng)員鞋帶上。汽車大獎(jiǎng)賽上的精確計(jì)時(shí)，可通過將標(biāo)簽貼于汽車下方。二、RF