《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用》課件-4. RFID技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用4.1RFID技術(shù)概述知識(shí)目標(biāo)掌握RFID的概念、特點(diǎn)；了解RFID技術(shù)的發(fā)展歷史與趨勢(shì)。能力目標(biāo)明確RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用。思政目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷和較高的政治素質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用02RFID與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系03RFID技術(shù)的發(fā)展01RFID技術(shù)的概念與特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用目錄Part01RFID技術(shù)的概念與特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用RFID技術(shù)，即射頻識(shí)別技術(shù)，是一種利用射頻信號(hào)和空間耦合方式，實(shí)現(xiàn)無接觸的信息傳輸，并通過所傳輸?shù)男畔⒆詣?dòng)識(shí)別物理對(duì)象的無線通信技術(shù)。RFID技術(shù)無須人工干預(yù)，可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體，可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程讀取，還可以工作于各種惡劣環(huán)境。俗稱電子標(biāo)簽(E-Tag)。從RFID概念中我們可以看到：RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是利用電磁能量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集，而電磁能量是自然界存在的一種能量形式。獲取和使用都非常方便。另外，RFID是一種無線通信技術(shù)，利用無線電波進(jìn)行雙向通信，來識(shí)別目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無需識(shí)別系統(tǒng)與目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。通俗點(diǎn)概括，就是條碼掃描進(jìn)階成了無線感應(yīng)。RFID的特點(diǎn)非接觸讀取距離由數(shù)公分到數(shù)公尺自動(dòng)讀取無需人工干預(yù)可遮蓋有遮蔽物（除金屬、液體）也可識(shí)別輕薄短小可多樣化地貼附于對(duì)象人/物個(gè)體識(shí)別芯片單體上有個(gè)體標(biāo)識(shí)符串，可個(gè)別管理物品RFID的特點(diǎn)環(huán)境時(shí)間性耐污、耐振、耐撞、長期性移動(dòng)讀寫移動(dòng)中也可讀取、寫入同時(shí)多筆讀取可同時(shí)讀取多筆標(biāo)簽可抹寫數(shù)據(jù)可重復(fù)抹寫比如標(biāo)簽成本較高，不能隨意扔掉等等。但是制約射頻識(shí)別系統(tǒng)發(fā)展的主要問題是不兼容的標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)致不同的應(yīng)用、行業(yè)采用不同的頻率和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這種混亂和割據(jù)的狀況制約了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。這也成為了目前RFID技術(shù)發(fā)展需要面臨和解決的問題。而標(biāo)準(zhǔn)化必將刺激射頻識(shí)別技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。RFID技術(shù)的一些缺點(diǎn)Part02RFID與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用

RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊等技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物體的跟蹤與信息的共享，從而給物體賦予智能，實(shí)現(xiàn)人與物體以及物體與物體的溝通和對(duì)話，最終構(gòu)成連通萬物的物聯(lián)網(wǎng)。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基石。RFID是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)感知層一種重要的信息采集技術(shù)RFID技術(shù)將物聯(lián)網(wǎng)的觸角伸到了物體之上。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，RFID將“智能”嵌入到物理對(duì)象當(dāng)中，讓再簡單的物理對(duì)象也能“開口說話”01在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，RFID讓物理對(duì)象在無源環(huán)境下實(shí)現(xiàn)“被動(dòng)智能”，為“物與物相聯(lián)”提供根本保障04在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，RFID以類似于互聯(lián)網(wǎng)中計(jì)算節(jié)點(diǎn)的“IP地址”的方式，讓物理對(duì)象被唯一地識(shí)別02在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，RFID提供了一種低成本的通信方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的有效溝通03

RFID與物聯(lián)網(wǎng)Part03RFID技術(shù)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用RFID的發(fā)展目前，RFID技術(shù)應(yīng)用己經(jīng)處于全面推廣的階段。特別是對(duì)于IT業(yè)而言，RFID技術(shù)被視為IT業(yè)的下一個(gè)“金礦”。RFID的發(fā)展現(xiàn)狀歐盟統(tǒng)計(jì)辦公室的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2010年，歐盟有3%的公司應(yīng)用RFID技術(shù)，應(yīng)用分布在身份證件和門禁控制、供應(yīng)鏈和庫存跟蹤、汽車收費(fèi)、防盜、生產(chǎn)控制、資產(chǎn)管理。我國在RFID技術(shù)的研究方面也發(fā)展很快，市場(chǎng)培育已初步開花結(jié)果。比較典型的是在中國鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)建設(shè)中，推出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。RFID的發(fā)展現(xiàn)狀中國智慧中國力量中國制造課堂小結(jié)在物聯(lián)網(wǎng)中物品能夠彼此進(jìn)行“交流”，其實(shí)質(zhì)就是利用RFID技術(shù)等自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球范圍內(nèi)物品的跟蹤與信息共享。相比條碼識(shí)別、生物識(shí)別等其他自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，RFID無需直接接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)，即可完成信息輸入與處理，具有操作方便快捷，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體等特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。RFID技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物理對(duì)象的目的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用4.2RFID的組成知識(shí)目標(biāo)掌握RFID的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。能力目標(biāo)理解閱讀器和標(biāo)簽的具體功能。學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡單射頻識(shí)別系統(tǒng)。思政目標(biāo)激勵(lì)學(xué)生努力創(chuàng)新、奮發(fā)向上，提升實(shí)踐應(yīng)用素養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用02閱讀器03標(biāo)簽01RFID系統(tǒng)組成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用目錄Part01RFID系統(tǒng)組成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用RFID系統(tǒng)由五個(gè)組件構(gòu)成，包括：傳送器、接收器、微處理器、天線、標(biāo)簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起，又統(tǒng)稱為閱讀器(Reader)，所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為為閱讀器、天線和標(biāo)簽三大組件。閱讀器（Reader）讀取（有時(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，包括天線（Antenna）RFID組成標(biāo)簽（Tag）由耦合元件及芯片組成，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)物品，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼。Part02閱讀器物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用工作模式一般是主動(dòng)向標(biāo)簽詢問標(biāo)識(shí)信息，又被稱為詢問器（Interrogator）功能：與標(biāo)簽通信

天線、空間信道與計(jì)算機(jī)通信

應(yīng)用程序接口APIRFID閱讀器組成部分：邏輯控制模塊射頻模塊天線射頻模塊（高頻接口）控制處理模塊天線射頻能量、信號(hào)調(diào)制、信號(hào)解調(diào)身份驗(yàn)證控制通信數(shù)據(jù)加密解密實(shí)現(xiàn)接口規(guī)范執(zhí)行防碰撞算法發(fā)射能量信息接收標(biāo)簽信息將發(fā)送給電子標(biāo)簽的信號(hào)調(diào)制到閱讀器載頻信號(hào)上，形成已調(diào)制的發(fā)射信號(hào)，經(jīng)天線發(fā)射出去由射頻振蕩器產(chǎn)生射頻能量，射頻能量一部分用于閱讀器，另一部分通過天線發(fā)送給電子標(biāo)簽，為其提供能量；將電子標(biāo)簽返回給閱讀器的回波信號(hào)解調(diào)，提取出電子標(biāo)簽發(fā)送的信號(hào)，并將電子標(biāo)簽信號(hào)進(jìn)行放大處理。010203射頻模塊功能閱讀器的邏輯控制模塊是整個(gè)閱讀器工作的控制中心，一般由微處理器、時(shí)鐘電路、應(yīng)用接口以及電源組成。閱讀器在工作時(shí)由邏輯控制模塊發(fā)出指令，射頻接口模塊按照指令做出相應(yīng)操作。邏輯控制模塊可以接收射頻模塊傳輸?shù)男盘?hào)，譯碼后獲得電子標(biāo)簽內(nèi)信息，或?qū)⒁獙懭霕?biāo)簽的信息編碼后傳遞給射頻模塊，完成寫標(biāo)簽操作；還可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口將標(biāo)簽內(nèi)容和其他的信息傳遞給外部設(shè)備邏輯控制模塊作用是發(fā)射電磁能量以激活電子標(biāo)簽，并向電子標(biāo)簽發(fā)出指令，同時(shí)也要接收來自電子標(biāo)簽的信息。閱讀器可以連接一個(gè)或多個(gè)天線。RFID系統(tǒng)的工作頻率從低頻到微波，這使得天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得很復(fù)雜。閱讀器天線閱讀器沒有一個(gè)確定的形式，根據(jù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能、讀寫器的使用環(huán)境和設(shè)備制造商的生產(chǎn)習(xí)慣，讀寫器具有各種各樣的結(jié)構(gòu)和外觀形式。有時(shí)為了方便，閱讀器和天線以及智能終端設(shè)備會(huì)集成在一起形成可移動(dòng)的手持式閱讀器。Part03標(biāo)簽物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用射頻標(biāo)簽相當(dāng)于條碼技術(shù)中的條碼符號(hào)，用來存儲(chǔ)需要識(shí)別傳輸?shù)男畔?。與條碼不同的是，標(biāo)簽必須能夠自動(dòng)或在外力作用下，把存儲(chǔ)的信息主動(dòng)發(fā)射出去。電子標(biāo)簽也稱應(yīng)答器，是RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，由芯片（IC）和天線兩個(gè)主要部分構(gòu)成。標(biāo)簽芯片是電子標(biāo)簽的核心部分，它的功能包括標(biāo)簽信息存貯、標(biāo)簽接收信號(hào)的處理和標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的處理；天線是電子標(biāo)簽發(fā)射和接收無線信號(hào)的裝置。天線芯片對(duì)接收和發(fā)送的信息進(jìn)行處理對(duì)天線收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼等，并對(duì)標(biāo)簽需要發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行編碼和調(diào)制，以及執(zhí)行防碰撞算法和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等無線信號(hào)的收發(fā)裝置接收閱讀器發(fā)射的射頻信號(hào)將芯片數(shù)據(jù)發(fā)送給閱讀器決定了標(biāo)簽的尺寸天線是一種專門設(shè)計(jì)用來耦合、輻射電磁能量的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。常見電子標(biāo)簽天線：線圈型天線微帶貼片型天線偶極子天線標(biāo)簽芯片一般包括射頻前端/模擬前端和數(shù)字電路等模塊。對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行整流和調(diào)制解調(diào)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼/解碼以及防碰撞協(xié)議處理；對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫獲得最初信號(hào)確保穩(wěn)定的電壓供應(yīng)通信過程：標(biāo)簽進(jìn)入RFID閱讀器掃描場(chǎng)后，接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（主動(dòng)式標(biāo)簽），或憑借感應(yīng)電流獲得的能量發(fā)送存儲(chǔ)在芯片中的電子編碼（被動(dòng)式標(biāo)簽）將電子標(biāo)簽天線輸入的射頻信號(hào)整流為標(biāo)簽工作的直流能量提供時(shí)鐘信號(hào)（1）只讀標(biāo)簽存儲(chǔ)器（2）一次寫入只讀標(biāo)簽存儲(chǔ)器（3）可讀寫實(shí)現(xiàn)反射調(diào)制為了滿足不同的應(yīng)用需求，電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)形式多種多樣。課堂小結(jié)閱讀器通過封裝在其內(nèi)部的射頻模塊和控制處理模塊，完成對(duì)信號(hào)的加密、編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼、解密以及通信控制等功能；標(biāo)簽借助其內(nèi)部的模擬射頻接口和數(shù)字電路模塊進(jìn)行信號(hào)的編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼等處理，二者通過其內(nèi)置天線完成能量與數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)送和接收工作。RFID系統(tǒng)的基本組成包括閱讀器和標(biāo)簽兩個(gè)部分。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用4.3RFID的工作原理知識(shí)目標(biāo)掌握RFID的系統(tǒng)工作流程及信號(hào)傳輸方式。能力目標(biāo)具備區(qū)分RFID系統(tǒng)信號(hào)傳輸方式適用場(chǎng)景的能力。思政目標(biāo)培養(yǎng)、提升學(xué)生理論應(yīng)用和實(shí)踐創(chuàng)新素養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用02耦合方式01RFID系統(tǒng)工作流程物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用目錄Part01RFID系統(tǒng)工作流程物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)；當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，它獲得能量被激活，并將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；閱讀器天線接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。Part02耦合方式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用閱讀器與標(biāo)簽之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間（無接觸）耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。閱讀器和電子標(biāo)簽之間射頻信號(hào)的傳輸主要有2種方式：

電感耦合方式

電磁反向散射方式變壓器模型，通過空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律電感耦合（近場(chǎng)方式）適用于中、低頻工作的近場(chǎng)射頻識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別距離<1米，典型作用距離為10~20厘米。典型工作頻率：125KHz225KHz和13.56MHz兩個(gè)電感線圈在同一介質(zhì)中，相互的電磁場(chǎng)通過該介質(zhì)傳導(dǎo)到對(duì)方，形成耦合。最常見的電感耦合就如變壓器，由一個(gè)波動(dòng)的電壓在一個(gè)線圈（稱為一次繞組）內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，在同一個(gè)磁場(chǎng)中的另外一組或幾組線圈（稱為二次繞組）上，就會(huì)感應(yīng)出相應(yīng)比例的電壓（與一次繞組和二次繞組的匝數(shù)有關(guān)）。電感耦合方式一般適用于高低頻工作的近距離RFID。電感耦合的原理由于閱讀器產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度受到電磁兼容性能有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限制，所以系統(tǒng)的工作距離較近。閱讀器向標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸可以采用多種數(shù)字調(diào)制方式，通常為輻移鍵控（ASK）。電感耦合方式的標(biāo)簽幾乎都是無源的，其能量是從閱讀器所發(fā)送的電波中獲取的。雷達(dá)模型，發(fā)射出去的電磁波遇到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。電磁反向散射耦合（遠(yuǎn)場(chǎng)方式）適用于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。識(shí)別距離>1米，典型作用距離3~10米。典型工作頻率：433MHz915MHz2.45GHz5.8GHz閱讀器和標(biāo)簽之間采用電磁波進(jìn)行信息的傳輸。電磁反向散射耦合的原理芯片用自身的標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)標(biāo)簽芯片阻抗進(jìn)行變換，當(dāng)標(biāo)簽天線和芯片之間的阻抗匹配不好時(shí)，則幾乎全部反射信號(hào)。這樣，反射信號(hào)就出現(xiàn)了振幅的變化。類似于反射信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制處理。閱讀器通過接收此反射信號(hào)，判斷該標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)號(hào)進(jìn)行識(shí)別。閱讀器發(fā)出未經(jīng)調(diào)制的電磁波，位于遠(yuǎn)場(chǎng)的標(biāo)簽天線接收到電磁波信號(hào)并產(chǎn)生感應(yīng)電壓，標(biāo)簽內(nèi)部電路將其電壓進(jìn)行整流、放大，激活標(biāo)簽芯片。課堂小結(jié)RFID操作中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，是通過天線進(jìn)行耦合。天線的耦合主要分為電感耦合和電磁反向散射耦合。電感耦合方式的標(biāo)簽幾乎都是無源的，其能量是從讀寫器所發(fā)送的電波中獲取的，且工作距離比較近，作用距離為10~20cm。電磁反向散射耦合依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律，工作距離可達(dá)3~10m。閱讀器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給標(biāo)簽，用來驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，然后，閱讀器便依序接收并解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用4.4RFID的分類與應(yīng)用知識(shí)目標(biāo)掌握RFID的概念、特點(diǎn)；熟悉各種RFID系統(tǒng)分類方式。能力目標(biāo)對(duì)各類標(biāo)簽加以區(qū)分的能力和選擇系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景的能力。思政目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生面向應(yīng)用分析問題和解決問題的素質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用02根據(jù)標(biāo)簽供電方式分類03根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制方式分類04根據(jù)工作頻率分類01RFID系統(tǒng)分類方式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用目錄Part01RFID系統(tǒng)分類方式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用RFID系統(tǒng)又很多不同的分類方式RFID技術(shù)表面波（SAW）RFID芯片（IC）RFID供電方式有源系統(tǒng)無源系統(tǒng)半有源系統(tǒng)數(shù)據(jù)調(diào)試方式主動(dòng)式系統(tǒng)被動(dòng)式系統(tǒng)半主動(dòng)式系統(tǒng)系統(tǒng)工作頻率低頻系統(tǒng)高頻系統(tǒng)超高頻系統(tǒng)微波系統(tǒng)混頻系統(tǒng)可讀寫性能只讀系統(tǒng)一次寫入多次讀出系統(tǒng)讀寫系統(tǒng)工作時(shí)許讀寫器先講系統(tǒng)標(biāo)簽先講系統(tǒng)其他RFID（WLAN）等Part02根據(jù)標(biāo)簽供電方式分類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用主要是依據(jù)射頻標(biāo)簽工作所需能量的供給方式。有源—標(biāo)簽內(nèi)部有電池提供電源，主動(dòng)發(fā)射信號(hào)。

電池供電識(shí)別距離遠(yuǎn)可達(dá)幾百米無源—不含有電池，利用閱讀器發(fā)射的電磁波進(jìn)行耦合來為自己提供能量。體積小成本低但識(shí)別距離短半有源—標(biāo)簽帶有電池，但是電池只起到對(duì)標(biāo)簽內(nèi)部電路供電的作用，標(biāo)簽本身并不發(fā)射信號(hào)。電池輔助供電識(shí)別距離較遠(yuǎn)根據(jù)標(biāo)簽的供電方式分類Part03根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制方式分類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用通常，無源系統(tǒng)為被動(dòng)式，有源系統(tǒng)為主動(dòng)式，半有源系統(tǒng)為半主動(dòng)式。主動(dòng)式標(biāo)簽使用自身的射頻能量主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)給閱讀器；被動(dòng)式使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用閱讀器的載波來調(diào)制自己的信號(hào)；12半主動(dòng)式電池支援式反向散射調(diào)試系統(tǒng)。有電源，只對(duì)標(biāo)簽內(nèi)部數(shù)字電路供電。標(biāo)簽不通過自身能量主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)，只有被閱讀器的能量場(chǎng)激活，才通過反向散射調(diào)制方式傳輸自身數(shù)據(jù)。3Part04根據(jù)工作頻率分類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用低頻—(LowFrequency，LF)——30～300kHz(ISO14223)常見工作頻率：125kHz、134.2kHz，無源，電感耦合方式，<1m主要優(yōu)勢(shì)：不受無線電頻率管制和約束，可穿透水、有機(jī)組織和木材等；非常適合近距離、低速率、數(shù)據(jù)量較少的識(shí)別應(yīng)用。典型應(yīng)用：畜牧業(yè)管理系統(tǒng)、汽車防盜系統(tǒng)、無鑰匙開門系統(tǒng)、馬拉松賽跑系統(tǒng)、自動(dòng)停車收費(fèi)系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、自動(dòng)加油系統(tǒng)、酒店門鎖系統(tǒng)、門禁和安全管理系統(tǒng)、貨物跟蹤系統(tǒng)、動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)、容器識(shí)別系統(tǒng)工具識(shí)別系統(tǒng)、電子門鎖防盜（帶有內(nèi)置標(biāo)簽的汽車鑰匙）系統(tǒng)等。閱讀器發(fā)送無線信號(hào)時(shí)所使用的頻率被稱為RFID系統(tǒng)的工作頻率。高頻-(HighFrequency,HF)——3~30MHz(ISO15693,ISO14443)常見高頻工作頻率為：13.56MHz，無源，電感耦合方式，>1m主要優(yōu)勢(shì)：可通過腐蝕印制方式制作天線。省電、廉價(jià)、工作頻率不受無線電頻率管制和約束，可穿透水、有機(jī)組織和木材等；方便制作成卡狀，主要用于需要傳送大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。典型應(yīng)用：圖書管理系統(tǒng)。瓦斯鋼瓶管理系統(tǒng)，服裝生產(chǎn)線系統(tǒng)，物流管理系統(tǒng)三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)酒店門鎖系統(tǒng)大型會(huì)議人員通道系統(tǒng)固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)醫(yī)藥物流系統(tǒng)智能貨架系統(tǒng)電子車票系統(tǒng)身份證系統(tǒng)電子閉鎖防盜系統(tǒng)（電子遙控門鎖控制器）等。超高頻-(UntraHighFrequency,UHF)——300～968MHZ(ISO18000)常見的工作頻率為：869.5MHz、915.3MHz，無源，電容耦合方式，10m主要特點(diǎn)：傳送數(shù)據(jù)速度快，傳送數(shù)據(jù)量大，讀寫距離遠(yuǎn)，但耗能，穿透力差，作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾，主要用于需要較長的讀寫距離和較高的讀寫速度的場(chǎng)合。典型應(yīng)用：供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、生產(chǎn)線自動(dòng)化管理系統(tǒng)、航空包裹管理系統(tǒng)、集裝箱管理系統(tǒng)、鐵路包裹管理系統(tǒng)、后勤管理系統(tǒng)、鐵路車輛識(shí)別系統(tǒng)、集裝箱識(shí)別系統(tǒng)、公路車輛識(shí)別系統(tǒng)、高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)公路系統(tǒng)等。微波-(MicroWave,MW)_——使用頻段在1GHz以上常見工作頻率：2.45GHz及5.8GHz,無源/有源，電磁耦合方式，4~6m主要優(yōu)勢(shì)：讀寫天線一般為定向天線，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量一般限定在2k以內(nèi)，主要用于標(biāo)志物品并且為非接觸式的識(shí)別過程。典型應(yīng)用：移動(dòng)車輛識(shí)別、電子身份證、倉儲(chǔ)物流、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）等系統(tǒng)。02只讀系統(tǒng)（標(biāo)簽內(nèi)部只有只讀存儲(chǔ)器（ROM））讀寫系統(tǒng)一次性寫入多次讀出系統(tǒng)讀寫器先講系統(tǒng)（ReaderTalkFirst，RTF）標(biāo)簽先講系統(tǒng)（TagTalkFirst，TTF）標(biāo)簽的可讀寫性能標(biāo)簽與閱讀器簡單工作時(shí)序01課堂小結(jié)供電方式有源無源半有源數(shù)據(jù)調(diào)制方式主動(dòng)被動(dòng)半主動(dòng)工作頻率低頻（LF）高頻（HF）超高頻（UHF）微波（MW）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用4.5智能建造中RFID技術(shù)的應(yīng)用知識(shí)目標(biāo)熟悉RFID應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其相關(guān)應(yīng)用。能力目標(biāo)掌握RFID技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)能力。思政目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生初步具備選擇適合技術(shù)，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的職業(yè)素養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用02應(yīng)用案例——施工人員安全帽考勤系統(tǒng)01RFID在智能建造領(lǐng)域的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用目錄Part01RFID在智能建造領(lǐng)域的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用在AGV送料車下方安裝RFID讀寫器，在送料車上放置托盤、料架、料箱等貨物進(jìn)行運(yùn)輸，由RFID讀寫器識(shí)別軌道節(jié)點(diǎn)上的RFID地標(biāo)來選擇站點(diǎn)進(jìn)行送料。在物料循環(huán)運(yùn)送路線上的軌道節(jié)點(diǎn)處安裝寫有站點(diǎn)編碼的RFID地標(biāo)，車間操作人員在點(diǎn)料端呼叫所需物料，中央調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度對(duì)應(yīng)AGV開始運(yùn)送物料。（1）AGV送料車AGV行駛途中，車身下方RFID讀寫器主動(dòng)識(shí)別RFID地標(biāo)中存儲(chǔ)的位置信息后反饋給PLC控制器（控制系統(tǒng)模塊），PLC接收編碼數(shù)據(jù)并處理信息后，控制AGV送料車按送料路線選擇正確站點(diǎn)停靠。（1）AGV送料車物料送達(dá)站點(diǎn)后AGV送料車可根據(jù)指令進(jìn)行下一站點(diǎn)的物料運(yùn)送，所有送料指令完成后，送料車按設(shè)定路線返回起點(diǎn)完成空車回收。其他類型AGV應(yīng)用中，也可通過自動(dòng)識(shí)別行駛路線上的RFID地標(biāo)，實(shí)現(xiàn)AGV在正確站點(diǎn)?？俊＃?）AGV送料車應(yīng)用RFID技術(shù)針對(duì)裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件、混凝土試塊等制作過程數(shù)據(jù)可追溯管理。（2）預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)追溯系統(tǒng)生產(chǎn)工廠根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃將預(yù)制件的相關(guān)數(shù)據(jù)寫入至RFID標(biāo)簽中，RFID標(biāo)簽用扎帶綁在鋼筋籠上后澆灌水泥，可通過RFID手持機(jī)確認(rèn)該預(yù)制件電子身份綁定成功。（2）預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)追溯系統(tǒng)預(yù)制件的質(zhì)量檢查貫穿整個(gè)生產(chǎn)、裝配環(huán)節(jié)，可通過RFID手持機(jī)快速識(shí)別并記錄該預(yù)制件的批次、蒸養(yǎng)記錄、成型日期、脫模檢查、裝配記錄等數(shù)據(jù)。需質(zhì)量追溯時(shí)，通過RFID手持機(jī)可準(zhǔn)確獲取對(duì)應(yīng)預(yù)制件的全部生產(chǎn)、裝配數(shù)據(jù)。（2）預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)追溯系統(tǒng)RFID技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件中的創(chuàng)新性應(yīng)用主要體現(xiàn)在運(yùn)輸階段、現(xiàn)場(chǎng)施工階段以及運(yùn)營維護(hù)階段（3）裝配式建筑全壽命周期管理預(yù)制構(gòu)件在工廠制造完成后，向其植入特制的含有與之相關(guān)的各種信息的RFID標(biāo)簽，目的是為了方便對(duì)預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸、存儲(chǔ)、吊裝、運(yùn)營維護(hù)過程中進(jìn)行管理，保證每個(gè)構(gòu)件在生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝運(yùn)營維護(hù)等過程中的信息準(zhǔn)確無誤。（3）裝配式建筑全壽命周期管理現(xiàn)場(chǎng)施工階段，RFID技術(shù)隨時(shí)追蹤和監(jiān)控預(yù)制構(gòu)件的儲(chǔ)存和吊裝，以施工現(xiàn)場(chǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)為媒介及時(shí)的傳遞相關(guān)信息，同時(shí)把RFID與建筑信息模型相結(jié)合，保證信息完整，加速信息傳遞，減少了工作人員在錄入信息時(shí)潛在的錯(cuò)誤，可實(shí)現(xiàn)零失誤。（3）裝配式建筑全壽命周期管理運(yùn)營維護(hù)管理過程中，建筑物使用情況、