物联网和射频识别技术（rfid）ppt课件

物联网和射频识别技术（ RFID） 甘露 二零零九年十一月 课题概要 o 物联网概念 o 物联网技术 o 互联网与物联网 o 射频识别技术 o RFID在智能交通领域的应用 o 物联网前景 o 物联网在中国的发展 o 应用案例及探讨 物联网概念 o “物联网概念 ”是在 “互联网 概念 ”的基础上， 将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之 间，进行信息交换和通信的一种网络概念。 其定义是：通过射频识别（ RFID）、红外 感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息 传感设备 ，按约定的协议， 把任何物品与互 联网相连接，进行信息交换和通信，以实现 智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一 种网络概念。 物联网概念 o 概念的历史溯源 1999年中国科学院提出物联网的概念和研 究课题 2005年 ITU（国际电信联盟）正式提出物 联网的概念 同年 8月 14日，中移动王建宙于台湾提到此 概念 英文讲法： The Internet of things 物联网技术 o 技术原理 在互联网基础上，利用 RFID、数据通信技术组成一个覆盖世界万事万 物的整合网络网中万物自动识别，信息共享，彼此 “交流 ”，无需人为 干预 o 技术意义 突破传统思维 -过去是将物理设施和 IT设施分开一路是机场、公路、 建筑物等等现实的世间万物另一路是数据 电脑、宽带等等虚拟的 “互 联网 ”而在 “物联 ”时代， “现实的世间万物 ” 将与 “虚拟的互联网 ”整合 为 统一的 “整合网络 ”，全球全世界的运转 以此 为基础 -经济管理 生产运行社会管理乃至个人生活 -全球世界 -互联物联 -整合大同 o 技术关键词 无线网络 智能传感设备 云计算技术 互联网与物联网 o 互联网 我们熟知并每天都无法离开的工作、学习、生活、 娱乐的工具，已经成为我们这个世界保持联系、发 展的必备基础。 o 物联网的基础是互联网 物联网与互联网是两个不同的概念，但互联网是物 联网的基础，没有互联网的成熟就不会有物联网实 现的可能。 可以这么理解：物联网是互联网发展的延伸，互联 网是物联网的基础。物联网的发展又将极大地促进 互联网的发展。 射频识别技术 o RFID是射频识别技术的英文 (Radio Frequency Identification， RFID)的缩写，又称电子标签 ,射频识别技术 是 20世纪 90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术 是一项利用射频信号通过空间耦合 (交变磁场或电磁场 )实现无 接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 o 理论基础 从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压 器耦合模型 (初级与次级之间的能量传递及信号传递 )，在高频 段基于雷达探测目标的空间耦合模型 (雷达发射电磁波信号碰 到目标后携带目标信息返回雷达接收机 )。 1948年哈里斯托克 曼发表的 “利用反射功率的通信 “奠定了射频识别射频识别技术 的理论基础。 RFID技术概述 o RFID的技术沿革 o 1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术， 1948年奠 定了射频识别技术的理论基础。 o 1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实 验研究。 o 1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用 尝试。 o 1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各 种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。 o 1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模 应用开始出现。 o 1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别 产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。 o 至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电 子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速 移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。 RFID技术概述 o RFID工作原理 RFID的工作原理是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出 的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储 在芯片中的产品信息 (即 Passive Tag，无源标签或被动标签 ) ，或者主动发送某一频率的信号 (即 Active Tag，有源标签或 主动标签 )，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行 有关数据处理。 o RFID系统组成 射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是读写器，二是电 子标签 (或称射频卡、应答器等，本文统称为电子标签 )。另外 还应包括天线，主机等。 RFID系统在具体的应用过程中，根据 不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从 RFID系统的工作原理来看，系统一般都由信号发射机、信号接 收机、发射接收天线几部分组成。 RFID技术概述 o 应用范畴 一套完整的 RFID系统解决方案包括标签设计及制作工艺、天线 设计、系统中间件研发、系统可靠性研究、读卡器设计和示范 应用演示六部分。可以广泛应用于工业自动化、商业自动化、 交通运输控制管理和身份认证等多个领域，而在仓储物流管理 、生产过程制造管理、智能交通、网络家电控制等方面更是引 起了众多厂商的关注。 o 应用案例 全球最大的零售商沃尔玛的一项 “要求其前 100家供应商在 2005年 1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用 RFID 技术， 2006年 1月前在单件商品中使用这项技术 ”的决议，把 RFID再次推到了聚光灯下。 美国智能化监狱 。 电子芯片身份证。 RFID技术在智能交通领域的应用 o RFID智能交通管理系统工作原理 RFID智能交通管理系统的工作原理很简单，在系统工作过程中 ，阅读器 (Reader)首先通过天线发送加密数据载波信号到动车 上固化的电子标签 (TAG)也就是所谓的应答器 (Transponder) ，应答器的工作电路被激活，之后再将载有车辆信息的加密载 波信号发射出去，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用 程序做相应的处理，完成预设的系统功能和自动识别，实现车 辆的自动化管理。 o 应用范围 在机动车辆证照管理业务上的应用 在交通流检测及交通违章取证上的应用 在交通意外救援和特殊车辆监控上的应用 在不停车收费中的应用 在测速上的应用 RFID技术在智能交通领域的应用 o 成功案例 射频识别的应用案例比较成功的有 ,铁路的车辆调度 ,铁道部在 中国铁路车号自动识别系统建设中 ,推出了完全拥有自主知识产 权的远距离自动识别系统。过去 ,国内铁路车头的调度都是靠手 工统计、手工进行 ,费人、费时还不够准确 ,造成资源极大浪费 , 铁道部在采用 rfid技术以后 ,实现了统计的实时化、自动化 ,降低 了管理成本 ,提高了资源利用率 武汉市城市路桥不停车收费（ ETC）系统系统集成项目 。 09 年 9月 17日招标项目。车辆首先申请安装电子标签和 IC卡，在 通过路桥隧道前，驶入 ETC专用车道，系统会自动识别，计算 车辆行驶费用，直接从 IC卡上扣除通行费。交易完成后，车道 电动栏杆自动升起，放行车辆。 “六桥一隧一环 ”实现不停车收 费，需要新建 63条 ETC车道和 19条人工收费车道，配套建设卡 管中心 1个、全功能网点 21个、充值服务网点 10个等，总投资 3.28亿元。 物联网前景 o 物联网已经进入实践和发展阶段 o 中美的较量 美国总统奥巴马新上任后第一项重要的技术议题即是物联网， 美国要主动物联网的技术； 09.8.7 中国国务院总理温总理调研无锡时，对无锡传感中心 高度关注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并 指出：在传感网发展中 早一点 谋划未来 - 早一点攻破核心 技术。 中美两国政府、企业界均在物联网标准制定上力求主动，获得 未来技术的领导地位。 备注：在中国物联网又叫传感网。 o 物联网的前景就如同几十年前刚刚兴起局域网一样，谁也不敢 肯定之后局域网会发展成现在的互联网。 物联网在中国的发展 o 中科院 1999年就启动了传感网研究，与其它国家相比具有同发优势 o 中国的无线通信网络已覆盖了广大城乡 o 拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链 o 09.8.7 中国国务院总理温总理调研无锡时，对无锡传感中心高度关 注，提出把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法并指出：在传感 网发展中 早一点 谋划未来 - 早一点攻破核心技术。 o “感知中国 ”项目 o 纵观：中国的技术研发水平处于世界前列，具有重大的影响力。在世 界传感网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的 主导国之一 。掌握 “物联网 ”的世界话语权，不仅 体现在技术领先， 更在于 我国是世界上少数能实现产业化的国家之一 。 o 物联网在中国的应用：后章节讲述。 应用案例及探讨 o 在中国物联网已经进入实践阶段并取得了良好的经济和社会效益。 日前，无锡传感网中心 的 传感器产品 在 上海浦东国际机场 和 上海 世博会 被 成功应用 -首批 1500万元的 传感安全防护设备销售成功 ，设备由 10万个微小传感器组成，散布在墙头墙角及路面传感器能根 据声音、图像、震动频率 等 信息 分析判断，爬上墙的 究竟是人 还 是 猫狗 等 动物多种 传感手段 组成 一个 协同系统 后，可以防止 人 员的翻越、偷渡、恐怖袭击 等 攻击性入侵由于 效率 高于 美国 和 以 色列 的 “防入侵 产品 ”。国家民航总局 正式发