RFID(射频识别)技术及其典型应用.ppt

RFID(射频识别)技术 及其典型应用,报告人： XXX 时 间： 2013-6-7,参考文献：基于RFID的储运一体化系统的设计与实现 计算机应用2012-6-15,摘 要：结合危险品特性及我国当前危险品的存储和运输现状，设计并实现了一种基于RFID/GPS/CDMA/GIS技术的危险品储运一体化系统。在概述系统架构的基础上详细阐述了系统的硬件设计和实现，并对储运系统的软件进行了模块和功能分析。该系统已经通过用户长时间的测试可有效提高危险品存储和运输的安全性和效率，具有广阔的市场应用前景。,危险品储运一体化系统主要由危险品存储仓库、危险品运输车和危险品储运信息中心 3部分构成 。危险品储运一体化系统架构如图 所示。,作为储运一体化系统核心的危险品储运信息中心，通过CDMA无线网络和车载终端通信,通过Internet网络和危险品存储仓库连接。实现了数据的无缝连接 。危险品物流运输车的车载终端通过CDMA网络实时发送车辆的位置及货物信息 ,接收储运信息中心的指令并进行反馈.。危险品存储仓库的环境控制模块，实时地把仓库的环境信息通过Internet网络发送给信息中 心， 以实现信息中心对仓库环境的实时监测和控制。,危险品储运一体化系统硬件实现,储运信息中心硬件实现,危险品储运信息中心主要由数据服务器、防火 墙 、GIS实时显示屏、视频监视器和若干台操作终 端 构 成。 数据服务器是系统数据库的存储载体，包括危险品信息、人员信息、车载终端数据信息都存储在数据服务器中。 实时显示屏主要是将车载终端实时数据图形化，把运输车在运货物信息、运行 线路、车载终端安全状况等信息直观地显示给操作人员 。 视频监视器主要用于危险品存储仓库的安全监管、对仓库周边环境、人员状 况、关键点的人和物的情况进行记录 。 操作员站提供操作员对整个系统实时监视和控制，管理层可通过远程登录站 点，对系统运行情况进行监视。 管理层可通Internet过远程登录Web站点，对系统运行情况进行监视。,危险品存储仓库硬件实现,危险品存储仓库主要由温度、湿度、气体浓度传感器，以及空调、抽湿机及报警 器等构成，实现仓库的环境监控、提升仓库的安全等级，防止由危险品引发的安全风险。针对不同的危险品有不同的温湿度储藏要求，需将仓库环境温、湿度控制在给定的温度和湿度范围。温度传感器、湿度传感器和气体浓度检测传感器实时采集存储场所的温度、湿度和气体浓度数据，由环境控制模块实现存储仓库的温度、湿度和气体浓度监测与控制，并实现对仓库可能出现的起火等情况进行报警的功能。,车载终端的硬件实现,车载终端由ARM工控板、RFID读写器、GPS接收器、CDMA模块和液晶触摸显示屏模块组成，以多串口型的ARM工控板为核心来控制各个模块的工作，车载终端系统框架如图 2所示。,危险品储运一体化系统软件实现,储运信息中心软件开发,采用SQLserver数据库和基于VC6.0的MapX集成二次开发的信息管理系统包括服务器和客服端两部分。,危险品存储仓库环境控制功能的实现,车载终端的软件实现,参考文献：基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统 电子技术应用2012年 第38卷 第6期,摘 要：介绍了一种基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统。该系统利用GPRS无线通信技术和射频识别技术，集成了无线网络管理、短信管理、串口管理、密码开门、刷卡开门、手机电话远程开门等多种功能。,该系统综合了GPRS 和 RFID技 术 ，利用GPRS网络实现门禁上位机对终端机的远程控制和交互数据传输，同时系统采用射频识别技术作为门禁身份识别方法，使门禁管理更安全方便。,该门禁系统由上位机和终端机两部分组成，系统的总体结构框架如图1所示。,上位机由一台装有管理软件的PC机和一 台管理机组成 。 上位机负责IC卡的发放、销毁、数据库 的建立、管理、维护和系统数据库下 载，负责收集、记录各终端机上传的信 息，并向各个终端机发送命令。 终端机是门禁系统的直接动作执行部分 ，包 括开关门以及用户的各种自助性服务 。 上位机和终端机之间通过GPRS网络实 现数据交互。,该 门 禁 系 统 有 三 种 开 门 方 式：密 码 开 门、刷 卡 开 门、手 机电 话 远 程 开 门 。,密 码 开 门 指 住 户 通 过 终 端 机 的 键 盘 输 入 自 设 定 的 密 码 开 门； 刷 卡 开 门 指 住 户 通 过 系 统 上 位 机 发 放 的 IC 卡 开 门； 手 机 远 程 开 门 指 访 客 通 过 系 统 终 端 机 处 的 键 盘 拨 打 绑 定 的 住 户 手 机 /电 话，住 户 验 证 访 客 身 份 后，通 过 手 机/电 话 的 * 键 控 制 门 锁 打 开。,管 理 机 的 硬 件 结 构 组 成,管 理 机 主 要 由：电 源、GPRS 模 块、外 部 存 储 器、串 行 通 信 接 口、IC 读 卡 模 块 组 成。 管 理 机 的 主 要 功 能：读 取 IC卡 信 息，协 助 上 位 机 软 件 建 立 数 据 库；在 PC 机 和 终 端 机 之 间 建 立 GPRS 网 络 桥 梁 ，以 便 于 PC 机 与 终 端 机 之 间 实 现 无 线 数 据 交 互。,终 端 机 的 硬 件 结 构,本 终 端 机 主 要 包 括 以 下 几 个 部 分： 电 源 为 终 端 机 电 路 提 供 不 同 等 级 的 电 压。 微 控 制 器 负 责 终 端 机 系 统 的 信 息 采 集、 数 据 处 理 以 及对 各 功 能 模 块 的 控 制； IC 读 卡 模 块 负 责 对 IC 卡 实 时 读 取 并 将 卡 片 信 息 上 传 给 CPU； GPRS 模 块 负 责 终 端 机 与 上 位 机、用 户 手 机/ 电 话 之 间 的 信 息 交 互； 音 调 译 码 器 根 据 接 收 到 用 户 手 机/电 话 的 按 键 音 频 脉 冲 信 号 实 现 用 户 的 远 程 控 制； 键 盘 显 示 模 块 为 人 机 接 口，主 要 用 于 访 客 输 入 房 间 号 和 密 码 等 信 息； 外 部 存 储 器 主 要 存 储 用 户 的 相 关 信 息； 电 磁 锁 驱 动 门 的 开 关。,GPRS 模 块 选 用 SIMCOM 公 司 的 SIM900B 模 块，该 模 块 具 有 体 积 小、性 能 稳 定、自 带 天 线 扣、性 价 比 高 等 特 点，可 以 实 现 语 音 、SMS、数 据 的 低 功 耗 传 输。SIM900B 的 电 路 连 接 如 图 3 所 示。,IC 读 卡 模 块,射 频 识 别 RFID 是 一 种 非 接 触 式 的 自 动 识 别 技 术，利 用 射 频 信 号 及 其 空 间 耦 合 和 传 输 特 性 实 现 对 静 止 或 移 动 物 体 的 自 动 识 别 及 数 据 交 换。,RFID 的 实 现 包 括 RFID 卡 及 读 卡 器 两 部 分。 （1）射 频 识 别 卡 对 于 本 系 统 而 言， 考 虑 到 安 全 性 及 功 能 的 可 扩 展 性， 选 用 了 工 作 频 率 为 13.56MHz 的 IC 卡。 （2）读 卡 器 的 设 计 针 对 本 系 统 所 选 的 IC 卡，以 MF RC530 作 为 读 卡 芯 片。 MF RC530 利 用 了 先 进 的 调 制 和 解 调 技 术，完 全 集 成 了在 13.56MHz 下 所 有 类 型 的 被 动 非 接 触 式 通 信 方 式 和 协 议。内 部 的 发 送 器 部 分 不 需 要 增 加 有 源 电 路 就 能 够 直 接 驱 动 天 线（可 达100mm）。,为 节 省 I/O 口 资 源 ，RC530 与 单 片 机 采 用 SPI 方 式连 接，RC530 应 用 电 路 如 图 4 所 示。TX 引 脚 上 的 电 感 和电 容 组 成 低 通 滤 波 器，能 够 很 好 地 抑 制 13.56MHz 石 英 晶 体 振 荡 器 中 的 高 次 谐 波。 接 收 电 路 部 分 的 VMID 与 RX 引 脚 之 间 连 接 一 个 分 压 器。,系 统 软 件 设 计,系 统 软 件 主 要 包 括 管 理 机、终 端 机 及 上 位 机 软 件 三部 分。 由 于 管 理 机 的 大 部 分 功 能 的 实 现 方 法 与 终 端 机 是 相 同， 且 子 程 序 是 通 用 的，从 而 采 用 模 块 化 的 设 计 方 法，以 减 少 软 件 设 计 的 工 作 量，缩 短 系 统 开 发 周 期。,PC 机 的 上 位 机 软 件 是 系 统 重 要 的 组 成 部 分， 是 物 业 管 理 人 员 对 门 禁 系 统 管 理 的 最 直 接 方 式， 人 性 化、操 作 简 单 是 上 位 机 软 件 设 计 最 基 本 的 要 求。基 于 各 种 软 件 开 发 工 具 的 优 缺 点 比 较，及 本 系 统 在 软 件 功 能 上 的 具 体 要 求 分 析，设 计 中 采 用 Delphi 7.0 作 为 上 位 机 软 件 开 发 工 具。 界 面 主 要 由 管 理 员 命 令 、操 作 员 命 令、服 务 员 命 令、 串 口 设 置、密 码 管 理 以 及 退 出 菜 单 组 成 。,终端软件流程,RFID的定义,RFID(无线射频识别)技术也被称为电子标签技术，它通过无线射频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作。 RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点，可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域，被公认为二十一世纪十大重要技术之一。,RFID的系统结构,中间件及应用软件,数据协议处理器,标签驱动 (射频单元),应用系统,读写器,电子标签,响应单元,编码,存储器,解码,物理接口(调制解调),读数据,写数据,命令,查询,写入,读取,应用程序接口(API),空中接口(Air Interface),芯片,天线,封装,数据,能量,RFID工作流程,读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被启动。 射频卡将自身编码等信息透过卡内天线发送出去。 读写器接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和译码然后送到后台软件系统处理。 后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行相应的动作。,RFID的工作频率(1),RFID的工作频率(2),RFID工作模式,N,S,标签,读写器,读写器,标签,远距离电磁耦合,近距离电感耦合,电磁耦合与电感耦合的差别在于电磁耦合方式中阅读器将射频能量以电磁波的形式发送出去；在电感耦合方式中，阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈的周围，通过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频标签线圈之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。,RFID与其它系统的比较,RFID的技术特点,RFID不仅仅是改进的条码 非接触式，中远距离工作 大批量、由读写器快速自动读取 信息量大、可以细分单品 芯片存储，可多次读取 可以与其他各种传感器共同使用,RFID标签的分类,按供电方式分：有源(Active)标签和无源(Passive)标签。 按工作频率分：低频（LF）标签、高频（HF）标签、超高频（UHF）标签以及微波（uW）标签。 按通信方式分：主动式标签（TTF）和被动式标签（RTF）。 按标签芯片分：只读（R/O）标签、读写（R/W）标签和CPU标签。,IC卡的分类,RFID的行业应用(1),门禁管制： 人员出入门禁监控管理 动物监控： 畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪 交通运输： 高速公路的收费系统 物流管理： 航空运输的行李识别，存货、物流运输管理 自动控制： 汽车、家电、电子业之分类、