物联网和射频识别技术(RFID).ppt

物联网和射频识别技术（rfid） 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 orfid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 orfid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 orfid的技术沿革 o1940-1950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。 o1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用 尝试。 o1970-1980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。 o1980-1990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。 o1990-2000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 orfid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。 orfid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 orfid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 o09.8.7 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 正式发文要求，