第9章RFID應用系統(tǒng)構建

第9章RFID應用系統(tǒng)構建第一頁，共22頁。第9章RFID應用系統(tǒng)的構建9.1選擇標準

一個完整的電子標簽系統(tǒng)要能夠正常工作，必須要有電子標簽和讀寫器設備信號之間的通信協(xié)議、無線頻率的選用、電子標簽編碼系統(tǒng)和數據格式、產品數據交換協(xié)議、軟件系統(tǒng)編程架構、網絡與安全規(guī)范等標準。具體歸納為4大類，分別是電子產品編碼類標準通信類標準頻率類標準應用類標準。第二頁，共22頁。9.2頻率選擇

頻率選擇是RFID技術中的一個關鍵問題，頻率標準直接影響RFID技術的應用。頻率的選擇既要適應各種不同應用需求，還需要考慮各國對無線電頻段使用和發(fā)射功率的規(guī)定。9.2.1使用的頻率范圍工作在不同頻段或頻點上的電子標簽具有不同的特點。射頻識別應用占據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分，即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902～928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。

第三頁，共22頁。1.低頻段電子標簽低頻段電子標簽，簡稱為低頻標簽，其工作頻率范圍為30～300kHz。典型工作頻率有125kHz、133kHz。2.中高頻段電子標簽中高頻段電子標簽的工作頻率一般為3～30MHz。典型工作頻率為13.56MHz。3.超高頻與微波標簽超高頻與微波頻段的電子標簽，簡稱為微波電子標簽，其典型工作頻率為433.92MHz，862（902）～928MHz，2.45GHz，5.8GHz，微波電子標簽可分為有源標簽與無源標簽兩類。第四頁，共22頁。9.2.2工作頻率與應用范圍微波電子標簽的典型應用包括移動車輛識別、電子身份證、倉儲物流應用、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）等。第五頁，共22頁。9.2.3頻率特性與頻率選擇

當前RFID工作頻率跨越多個頻段，目前RFID使用的頻率有6種，分別為135kHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860～930MHz、2.45GHz以及5.8GHz。

RFID的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應用中，如多數的門禁控制、動物管理和防盜追蹤等，此頻段在絕大多數的國家屬于開放，不涉及法規(guī)開放和執(zhí)照申請的問題，因此使用最廣；

高頻系統(tǒng)的代表性應用為證卡，非接觸式IC卡發(fā)展快速；第六頁，共22頁。

超高頻系統(tǒng)應用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合，其天線波束方向較窄且價格較高，可大幅提升現階段的應用層次，通信品質佳，適合供應鏈管理，但有各國頻率法規(guī)不一的問題，現有的使用者頻率選擇問題不可避免，否則跨區(qū)應用必然會出現管理的盲點。

目前，頻率選擇的主要問題是在供應鏈中的應用，EPCglobal規(guī)定用于EPC的載波頻率為13.56MHz和860～960MHz兩個頻段。860～960MHz頻段的應用則較復雜，ISO18000-6定義了超高頻（UHF）RFID系統(tǒng)的頻率范圍和EPCglobal的協(xié)議EPCClass1Gen2給出的RFID系統(tǒng)頻率范圍均為860～960MHz。第七頁，共22頁。9.2.4我國頻率分配現狀

目前我國RFID方面使用的主要頻段有HF（13.56MHz），UHF，MW（2.45GHz）等。HF頻段、MW頻段（2.446～2.454GHz）都可以使用；但UHF頻段的問題則比較復雜，我國在UHF頻率范圍內，已經存在多種無線通信的應用，其中包括GSM和CDMA的通信頻段。

目前，我國UHF頻段相關的測試工作已經在積極的進行中，UHFRFID的頻譜分配方案尚未正式公布，我國頻率標準的確定仍有待時日。第八頁，共22頁。9.3運行環(huán)境與接口方式9.3.1運行環(huán)境

一個完整的射頻識別應用系統(tǒng)應當包括讀寫器、電子標簽、計算機網絡等設備?？紤]到數據讀取、處理、傳輸等問題，還應當考慮讀寫器天線的安裝、傳輸距離的遠近等問題。無線射頻識別技術的運行環(huán)境相對比較寬松，從應用軟件系統(tǒng)的運行環(huán)境來看，可以在現有的任何系統(tǒng)上運行基于任何編程語言的任何軟件。計算機平臺系統(tǒng)包括Windows、Linux、UNIX以及DOS平臺系統(tǒng)。第九頁，共22頁。9.3.2接口方式

接口方式主要指的是讀寫器和數據處理系統(tǒng)計算機的接口方式。RFID系統(tǒng)的接口方式非常靈活，包括RS-232、RS-485、以太網（RJ45）、WLAN802.11（無線網絡）、Wiegand（韋根）接口等接口，不同的接口具有不同的應用范圍和性能特征。9.3.3接口軟件無線射頻識別設備制造廠商在向用戶提供或者銷售自己的產品時，都會提供相應的接口軟件甚至是軟件的源代碼。通過這種接口軟件，可以對設備進行測試，直接生產一定格式的數據文件，供用戶分析使用，也可以向其他應用軟件提供數據接口。第十頁，共22頁。9.4RFID器件選擇9.4.1選擇RFID讀寫器的正確策略

1.選用智能讀寫器還是傻瓜讀寫器

2.頻率

3.不同結構形式的讀寫器

4.天線

5.輸入輸出裝置

6.網絡的選擇

7.升級為Gen2

8.成本預算第十一頁，共22頁。9.4.2選擇與配置RFID中的射頻天線

在RFID裝置中，工作頻率到微波波段的時候，天線與標簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴峻。采用天線的目標是傳輸最大的能量進入標簽芯片，需要仔細設計天線與自由空間以及和其相連的標簽芯片的匹配。

在選擇天線時的主要考慮是，天線的類型、天線的阻抗、應用到物品上的RF性能、在有其他的物品圍繞被貼標簽物品時的RF性能。1.可選的天線2.阻抗問題3.輻射模式

4.局部結構的影響5.距離第十二頁，共22頁。9.5系統(tǒng)要求與系統(tǒng)架構9.5.1系統(tǒng)要求

1．可伸縮性2．可用性3．安全性4.互操作性5．集成6．管理7．消息傳遞第十三頁，共22頁。9.5.2系統(tǒng)架構

根據選定的電子標簽、讀寫器，加上中間件、數據集成環(huán)境和上層的應用系統(tǒng)，一個典型的RFID系統(tǒng)就構建好了，其系統(tǒng)架構如圖9-1所示。第十四頁，共22頁。9.6RFID項目實施的四個階段

RFID項目的實施，可以分為起步、測試和驗證、試點實施、實施4個可行階段，逐步實現平穩(wěn)緩慢的過渡。9.6.1第一階段：起步1.建立開發(fā)環(huán)境2.選擇精英合作伙伴（1）經驗和核心能力。（2）解決方案營造商的專注程度。（3）售后服務。（4）制造、測試智能標簽。（5）標簽放置。（6）標簽：好標簽、無效標簽和不被讀取標簽。

第十五頁，共22頁。9.6.2第二階段：測試和驗證

1.引入系統(tǒng)集成合作伙伴2.集成多方面的應用軟件3.與存儲倉庫的基本設施集成4.對RFID合作伙伴的要求清單5.驗證供應商人選6.尋找供應商

第十六頁，共22頁。9.6.3第三階段：試點實施1.大膽啟動

試點項目的目標是開發(fā)出一個可預期、范圍可調節(jié)的系統(tǒng)。這要求在標簽放置、輸出和性能方面達到一定的精度。在這個過程中小心測量、精心記錄能從根本上減少錯誤，有助于同合作伙伴和客戶一起建立最終的作業(yè)流程。要標記重要事件，以便詳細規(guī)劃系統(tǒng)實施情況。不要一味往前趕，要不時地停下來評估目前的解決方案。第十七頁，共22頁。2.期望的解決方案

即便在第一年中只有一小部分的出貨需要滿足RFID的要求，解決RFID的實施問題也會為今后的業(yè)務打下堅實的基礎。在第三階段結束之前，將會建立確定的業(yè)務流程和步驟，而且在大宗貨流和高處理速度的條件下測試軟硬件設備，并驗證系統(tǒng)的精確性。第十八頁，共22頁。9.6.4第四階段：實施

1.真正的樂趣從現在開始雖然目前的技術水平還不能達到完全的RFID技術實施，數以百計的公司都正在為此努力。技術仍需要發(fā)展，標準化的問題還沒有解決，各種相關協(xié)議還會改變，智能標簽會升級到第二代中的第一類。這些行業(yè)上的改變意味著設備的更換。所以要選擇那些提供資產保護計劃的供貨商保護用戶的投資，供貨商還要提供可升級的固件（如符合已提出的96位標準）和可調整的解決方案，這樣當技術更新時，就不必從頭開始。第十九頁，共22頁。2.通往高投資收益率（ROI）的途徑

在實施階段，要尋求各種機會提高效率，并為流程建立起度量標準用以量化改進幅度，為實現高的ROI打下基礎。在試點運行時選取的解決方案應該是可調節(jié)、有力、側重于工業(yè)方面的低成本實施。（1）整體質量控制（2）數據采集（3）網絡和設備管理（4）智能介質管理（5）工業(yè)設計第二十頁，共22頁。3.智能標簽將會更加智能化

RFID技術的發(fā)展將會帶