第1章-RFID技术概述-2

1、RFIDRFID技术基础技术基础物联网工程物联网工程 2016.2.24 RFID技术，使得该技术现在迅速成为全球瞩目的焦点，并被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一！一一、案例识读与分析案例识读与分析二二、认识认识RFIDRFID技术技术 三三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展 四四、RFIDRFID系统的基本组成系统的基本组成主要内容主要内容五五、实训与实践实训与实践 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间界大战期间 (上世纪上世纪40年代年代) 。 在第二次世界大战期间，英国为了识别返航的在第二次世界大战期间，英国为了识别

2、返航的飞机，就在盟军的飞机上装备有高耗电量的主动式标飞机，就在盟军的飞机上装备有高耗电量的主动式标签签(Active Tag)，当控制塔上的探询器向返航的飞机，当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后，飞机上的标签就会发出适当的发射一个询问信号后，飞机上的标签就会发出适当的响应，探询器根据接收到的回传信号来识别敌我。这响应，探询器根据接收到的回传信号来识别敌我。这是有记录的第一个是有记录的第一个RFID敌我识别系统敌我识别系统IFF(Identify: Friend or Foe) ，也是第一个，也是第一个RFID的第一次实际应用。的第一次实际应用。三、三、 RFID简史和发展简史和发

3、展1948年，年，Harry Stockman发表了题为发表了题为“利用反射利用反射功率进行通信功率进行通信”一文，一文， 奠定了奠定了RFID系统的理论基础。系统的理论基础。RFID简史简史 利用三极管作为开关的已调反向散射电路利用三极管作为开关的已调反向散射电路RFID简史简史 上世纪上世纪70年代末期，美国开始将年代末期，美国开始将RFID技术转向技术转向民用。民用。 RFID技术最先在商业上的应用是在牲畜身技术最先在商业上的应用是在牲畜身上。到了上。到了80年代，美国与欧洲的几家公司开始着手年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产生产RFID标签。标签。 今天，今天，RFID技术已经被广

4、泛应用于各个领域，技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以见到从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以见到RFID的踪迹。的踪迹。RFID简史简史 物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用 RFID技术的普及阶段技术的普及阶段 RFID技术在沃尔玛公司的应用技术在沃尔玛公司的应用。沃尔玛沃尔玛的的100个主要供应商个主要供应商2005年应用年应用RFID电子标签电子标签，在在2006年将扩展到其他的供应商，同年将扩展到其他的供应商，同时将很快在欧洲实施，然后是剩下的其他海外区域。时将很快在欧洲实施，然后是剩下的其他海外区域。 RFI

5、D技术在美国国防部的应用技术在美国国防部的应用。美国国防部认为，美国国防部认为，RFID在集在集装箱联运跟踪和库存物资跟踪方面具有巨大的发展潜力装箱联运跟踪和库存物资跟踪方面具有巨大的发展潜力。 RFID的的技术标准技术标准。目前国际上有多种目前国际上有多种RFID标准，其中标准，其中ISO/IEC、EPCglobal和和UID是三种主要是三种主要RFID标准。标准。点击此处结束放映点击此处结束放映v RFID简史简史 RFIDRFID直接继承了雷达的概念直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机，并由此发展出一种生机勃勃的勃勃的AIDCAIDC新技术新技术RFIDRFID技术。技术。1948

6、1948年哈里年哈里. .斯托克曼斯托克曼发表的发表的“利用反射功率的通讯利用反射功率的通讯”奠定了射频识别奠定了射频识别RFIDRFID的的理论基础理论基础。RFIDRFID被称作是一种新的技术是无线电技术与被称作是一种新的技术是无线电技术与雷达技术的结合。雷达技术的结合。 三、三、 RFID简史和发展简史和发展1.全球全球RFID产业发展现状产业发展现状 1）国外）国外RFID产业发展现状产业发展现状 三、三、 RFID简史和发展简史和发展 从全球来看，美国已经在从全球来看，美国已经在RFID标准的建立，相关软硬件技术的开发、应用标准的建立，相关软硬件技术的开发、应用领域走在世界的前列。欧

7、洲领域走在世界的前列。欧洲RFID标准追随美国主导的标准追随美国主导的EPCglobal标准。在封闭标准。在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID标准，但标准，但主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。2）我国）我国RFID产业发展与政策支持现状产业发展与政策支持现状 2006年年6月月9日，我国日，我国15个部委联合编写的个部委联合编写的中国射频识别（中国射频识别（RFID）技术）技术政策白皮书政策白皮书正式以国家技术产业

8、政策的形式对外公布，作为我国第一次针正式以国家技术产业政策的形式对外公布，作为我国第一次针对单一技术发表的政策白皮书，对单一技术发表的政策白皮书，为我国为我国RFID技术与产业未来几年的发展提供技术与产业未来几年的发展提供了系统性指南。了系统性指南。随后，科技部确定了国家先进制造技术随后，科技部确定了国家先进制造技术“863计划计划”中的中的19个个方面的课题的专项资金，共计方面的课题的专项资金，共计1.28亿元，支持亿元，支持RFID技术在我国的研发与应用；技术在我国的研发与应用；信息产业部在信息产业部在2007年正式发布年正式发布800/900MHz频段射频识别频段射频识别(RFID)技术

9、应用规技术应用规定定的通知，规划了的通知，规划了800/900MHz频段频段RFID技术的具体使用频率，扫除了技术的具体使用频率，扫除了RFID正式商用的技术障碍正式商用的技术障碍，为，为RFID大规模普及提供了重要保障。国家切实可大规模普及提供了重要保障。国家切实可行的政策指导规划和实实在在的项目支持，极大地促进了行的政策指导规划和实实在在的项目支持，极大地促进了RFID产业的发展，产业的发展，我国我国RFID发展进入了快车道。发展进入了快车道。 物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2.物联网的现状与未来物联网的现状与未来 物联网的基本思想是美国麻省理工学

10、院在物联网的基本思想是美国麻省理工学院在1999年提出的。年提出的。 2005年年11月月17日，在突尼斯（日，在突尼斯（Tunis）举行的信息社会世界）举行的信息社会世界峰会（峰会（WSIS）上，国际电信联盟（）上，国际电信联盟（ITU）发布了）发布了ITU互联网报告互联网报告2005：物联网，正式提出了：物联网，正式提出了“物联网物联网”的概念。的概念。点击此处结束放映点击此处结束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用 据美国权威咨询机构据美国权威咨询机构Forrester预测，到预测，到2020年，世界上年，世界上“物物物互联物互联”的业务，跟的业务

11、，跟“人与人通信人与人通信”的的业务相比，将达到业务相比，将达到30 1。也有预测这个比例将来可以达到也有预测这个比例将来可以达到100 1甚至甚至1 000 1。 欧洲欧洲EPOSS在在Internet of Things in 2020报告中分析预测，报告中分析预测，物联网未来的发展将经历物联网未来的发展将经历4个阶段：个阶段：2010年之前年之前RFID被广泛应用被广泛应用于物流、零售和制药领域，于物流、零售和制药领域，20102015年实现物体互联，年实现物体互联，20152020年物体进入半智能化，年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。年之后物体进入全智能化。点击此处结

12、束放映点击此处结束放映2. RFID技术发展趋势技术发展趋势 三、三、 RFID简史和发展简史和发展vRFID结合感测装置vRFID结合人体vRFID结合显示装置v结合定位功能的卷标v印刷技术于卷标制造v水中读取标签技术v金属中读取标签技术RFID结合感测装置结合感测装置vTempSens 有64种范本及读物 三种模式间隔（2秒至18小时）超出范围事件超出范围过大或过小 （罐装食品等的）货架寿命耐储时间：18个月多 应用于易腐坏的食物、药品 http:/www.ksw-microtec.de三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展RFID结合人体结合人体vVeriChip（侵入式感测装置

13、）三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展RFID结合显示装置结合显示装置v前摄显示：大型显示装置具有传感器可侦测周围之环境与人 人与人的感觉和互动 虚拟社群?实体社群电子档案电子档案(WWW)实体卷标实体卷标(RFID)真实的互动真实的互动+=三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展结合定位功能的卷标结合定位功能的卷标v 由读取器接收到主动式RFID卷标所发射讯号之强弱，来判定主动式RFID标签与读取器之间的距离v 左上角蓝色圈圈代表着，这台读取器有效的判定区域，也就是说当这台读取器有接收到某一个有效强度的卷标讯号时，则该卷标的所在位置，就在这个蓝色圈圈内(系统架构)(读取器之室

14、内布置图)三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展印刷技术于卷标制造印刷技术于卷标制造v RFID标签的成本障碍v 印刷技术在标签成本上的优势v 导电油墨的推动力v 直接印刷天线技术的研究(制作 RFID 天线的机器、导电油墨 )三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展水中读取水中读取RFID技术技术v 利用低频频段v 近场原理v 读写器 DSP整合v 特殊改良的水中天线(图：水试所电子报)三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展金属上读取金属上读取RFID技术技术v待整理三、三、 RFIDRFID简史和发展简史和发展4物品与物品之间的“物联网”4信息、数据流转的“移动信息网

15、”4商业、资金流转的商业网络+RFID移动通信商业金融B-B-BB-BB-B-C123初级阶段发展阶段成熟阶段供应链管理 库存管理 药品跟踪假药防伪移动支付 RF-SIM RFID手机 电子关锁1）与移动信息化有机结合，实现物流、信息流、资金流的）与移动信息化有机结合，实现物流、信息流、资金流的“三流合一三流合一”应用范围更广阔：由目前“B-B”应用，拓展至于“B-B-B”及“B-B-C”应用；由生产流通领域拓展至商贸、服务及消费领域三、三、 RFID简史和发展简史和发展2）RFID与移动信息化的结合：电子关锁与移动信息化的结合：电子关锁RFID产品的应用以及与GPS的联动，能够监控车辆和货物

16、，有效的掌握车辆和货物的实时情况，有效减少物流车安全风险。三、三、 RFID简史和发展简史和发展图图1-37 RFID与移动信息化的结合：电子关锁与移动信息化的结合：电子关锁3）RFID构建优质网络社会的生活情境构建优质网络社会的生活情境 RFID产业发展目标：以构建RFID技术、产业与应用服务体系为目标，从实际出发探讨符合我国国情的创新发展模式，提升RFID应用水平，真正实现“科技改善我们生活”的美好愿景；为提高城市现代化管理及服务水平，方便百姓生活，构建和谐社为提高城市现代化管理及服务水平，方便百姓生活，构建和谐社会做出新贡献。会做出新贡献。三、三、 RFID简史和发展简史和发展图图1-3

17、8 RFID构建优质网络社会的生活情境构建优质网络社会的生活情境4. RFID技术面临的问题技术面临的问题 三、三、 RFID简史和发展简史和发展在现阶段，在现阶段，RFID应用仍有一些关键性的问题等待解决，具体包括：应用仍有一些关键性的问题等待解决，具体包括：1)成本问题成本问题 成本影响了成本影响了RFID的拓展速度。美国号称电子标签目标价格为的拓展速度。美国号称电子标签目标价格为5美分，日本也正朝着推出美分，日本也正朝着推出5日元的标签而努力。改善制造流程与提高市场规模是日元的标签而努力。改善制造流程与提高市场规模是RFID降价的关键。降价的关键。2)信号干扰问题信号干扰问题 RFID主

18、要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇到金属或是液体时，信号传导会产生主要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇到金属或是液体时，信号传导会产生干扰与衰减，进而影响数据读取的可靠性与准确度。在一些特殊环境中，如将干扰与衰减，进而影响数据读取的可靠性与准确度。在一些特殊环境中，如将RFID标签贴标签贴于装饮料的铝罐外，或是计算机金属外壳上，都会遇到这类问题。于装饮料的铝罐外，或是计算机金属外壳上，都会遇到这类问题。3)频段管制问题频段管制问题 目前，各国电磁波管制频段的范围不尽相同，尤其是在超高频和微波频段，各国开放的目前，各国电磁波管制频段的范围不尽相同，尤其是在超高频和微波频段，各国开放的频率不一，使得频率不一，使