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杭州电子科技大学毕业设计（论文）文献综述毕业设计（论文）题目基于C8051的Mifare卡的读卡模块设计文献综述题目射频识别技术概述及运用学 院电子信息学院专 业电子信息科学与技术姓 名金露班 级07045421学 号07045409指导教师张海峰射频识别技术概述及运用前言部分：射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)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，可以极大地提高社会信息化水平，从20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟。这种利用射频通信技术实现的非接触式自动识别技术，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与互联网、通信等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享，提高物品管理和流通的效率，降低成本。常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。其原理为由扫描器发射一特定频率之无线电波能量给接收器，用以驱动接收器电路将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。接收器的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、长寿命。RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID标签有两种：有源标签和无源标签。自2004年起，全球范围内掀起了一场无线射频识别技术（RFID）的热潮，包括沃尔玛、宝洁、波音公司在内的商业巨头无不积极推动RFID在制造、物流、零售、交通等行业的应用。RFID技术及其应用正处于迅速上升的时期，被业界公认为是本世纪最具潜力的技术之一，它的发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命。而RFID在交通物流行业的应用更是为通信技术提供了一个崭新的舞台，将成为未来电信业有潜力的利润增长点之一。目前我国引进的射频IC卡主要有PHILIPS公司的Mifare卡和ATMEL公司的Temic卡。Mifare卡是一种智能卡(smartcard),内建有中央微处理机(MCU)和ASIC等，使卡在安全保密性、认证逻辑、算术运算等微操作控制有序进行。RFID技术的优点：1可靠性高：非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，非接触式卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。 2操作方便，快速：由于非接触通讯，读写器在10cm范围内就可以对卡片操作，所以不必插拨卡，非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写?鞅砻?，即可完成操作，这大大提高了每次使用的速度. 3防冲突：非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此，读写器可以“同时”处理多张非接触式IC卡。这提高了应用的并行性，无形中提高了系统工作速度. 4可以适合于多种应用：非接触式卡的存储结构特点使它一卡多用，能应用于不同 的系统，用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。 5加密性能好：非接触式卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改。非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证IC卡的合法性，时IC卡也验证读写器的合法性。非接触式卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件，具有以上无可比拟的优点，所以它很适宜应用于停车场管理系统、门禁管理系统、消费管理系统、巡更管理系统、考勤管理系统和各种收费管理系统等。主题部分：非接触式智能卡读写系统是射频技术中的重要组成部分，其实现原理为：由读写器向Mifare1卡，也就是射频卡发射特定频率的无线电磁波，当射频卡靠近读写器时，受读写器发射的电磁波激励，卡片内的IC谐振电路产生共振并且接收电磁波能量当射频卡接收到足够的能量时，就将卡内存储的识别资料以及其他数据以无线电波的方式传输到读写器 ，并且接受读写器对卡内数据的进一步操作。这是一本多门学科多种技术综合利用的应用技术。所涉及的关键技术大致包括：芯片技术、天线技术、无线通信技术、数据变换与编码技术、电磁场与微波技术等。RFID发展历程：RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术RFID技术。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。 1)RFID技术发展的历程表。在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。RFID技术的发展可按10年期划分如下： 19411950年。雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。 19511960年。早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。 19611970年。RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。 19711980年。RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。 19811990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。 19912000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。 2001今。标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、 无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。 RFID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RFID正在成为现实。RFID系统的核心部件：1 电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； 2 阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式； 3 天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。1. 电子标签电子标签以电子数据形式存储标识物体代码的标签，也叫射频卡，即为 RFID 有的称射频标签、射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。几年来，标签的大小不断下降，与曲奇饼差不多大，其成本也降到几美元左右，而且标签仍在闭环应用中数百次的重复使用，这就降低了初始应用成本。标签通常用于跟踪大型物料，如汽车底盘和组件等，同时也加强了相关工作的经济性。3.阅读器系统阅读器系统又包括阅读器和天线，有的阅读器是将天线和阅读器模块集成在一个设备单元中的，成为集成式阅读器（Integrated Reader）。RFID系统的工作频率：主要有三种：低频，低于1MHz；高频，全球科学测量统一要求的13.56MHz通用频率；以及超高频（UHF），高于800MHz。UHF可实现更长的读取距离，成本也更低，但同时也会面临一些干扰问题。干扰、安全性和鲁棒性问题与各种无线技术一样，RFID技术也面临干扰问题，通常在靠近金属和液体时都会出现这种问题。要是存在物理障碍，那么就要求标签、读取器的功能更强，这样成本就会更高，或者还要采用其它定制方法。距离和物理读写限制通常可以避免未授权存取标签数据，不过开发中的新式RFID二代标准预计还将进一步解决当前的安全性关切问题。一代技术公布了EPC全球标准，目前许多RFID开发商都已采用该标准。RFID系统的市场规模及应用：目前，RFID在各个国家正渗透到社会的很多领域，对改善人们生活质量、提高企业效益、加强公共安全产生着重要影响，应用比较广泛的有证照防伪、智能交通系统、物流领域、电子支付、资产追踪管理等行业。国内RFID的典型应用如：1，上海世博会门票2010年5月份开始的上海世博会的门票系统将全部采用RFID技术，每张门票内都含有一颗自主知识产权“世博芯”，通过采用特定的密码算法技术，确保数据在传输过程中的安全性，外界无法对数据进行任何篡改或窃取。2，中国移动厦门e卡通手机支付移动e通卡是基于移动RFID技术实现的多功能移动电子商务服务，将传统的e通卡应用集成到手机中，从而实现手机SIM卡、公交卡、银行卡、企业管理卡四卡合一，一卡多用的作用，只需要掏出手机，就可以顺利在公车、轮渡等处轻松刷卡，甚至还可以购物消费。3，中小城市局域性年费车辆识别与监控系统一些实施了用RFID系统实施年费收费方式管理的城市都为每辆“年费车辆”配发一个不可拆卸，不可修改其ID号的无源被动式电子标签。作为车辆唯一的身份标志。实现“年费车”一车一卡，从而彻底堵住用“套牌”的办法偷漏年费的漏洞能，保证既能保证严格监管，又能确保交通的通畅。国外重点国家RFID的典型应用如：美国1)物流管理美国海军应用RFID进行反向物流试验美国海军运营RFID技术在美国海军资产管控处(ATAC)和国防物流机构(DLA)工厂之间跟踪破损零件，减少了ATAC和DLA双方的工作负荷，并提高物资数据的精确性和一致性。2)物品管理美国M/A-COM推出RFID叉车托盘读取系统美国微波及射频方案专业供应公司M/Acom推出的新型的传感器主要为基础的RFID叉车系统，安装在最新或已有的RFID托盘标签读取设备上，在读取托盘标签时使用传感器进行识别，减少了潜在的误差，适应于配销及制造等行业。3)自动化管理美国德克萨斯州El Paso县的911中心的RFID系统美国德克萨斯州El Paso县的911中心，为当地70多万居民服务，那里的工作人员每月处理45,000多个紧急呼叫。日本1) 利用RFID技术，日本东京的快速路上已经实现了不停车收费，对解决交通阻塞起到了很好的作用。2) 日本大型企业集团TOPPAN，在其下属的食品生产加工厂三年前就开始利用RFID进行从原料管理、生产过程到出厂产品等全面的管理，经过三年的实践，已经为该厂带来的巨大的效益。3) 日本农业水产省利用RFID技术，进行了综合型食品跟踪系统开发和验证。通过使用RFID技术，对多种产品从生产到消费的多种流通渠道内进行了食品跟踪系统的验证试验。韩国1) 韩国RFID用于货运港口韩国政府在釜山建立的RFID系统，用于在这个亚洲最大的港口之一追踪货物。该项目采用Savi公司的一些有源的RFID，在集装箱沿着供应链移动的时候，标签将收集从方位和安全状况到集装箱内照明，温度和湿度的各种信息。这些信息将被实时收集，并上传到一个可以通过互联网访问的监视网络进行货物的监控管理。2) 韩国RFID应用停车管理系统韩国主要百货店已与2009年年底将RFID技术应用于停车管理系统中，为百货店的VIP顾客提供“智能型停车服务”。启用这个系统后，在 VIP顾客的车辆进入停车场时，商场就能获得相关信息，不仅能迅速为顾客提供空的停车位，而且在品牌柜台指南方面提供与众不同的高品质服务。3) 韩国RFID系统应用于服装供应链韩国服装公司 The Basic House 已于今年2月份开始在制造厂、配送中心和商店测试和采用一套 RFID 系统，希望提高效率、减少缺货。RFID 系统根据更精确的库存盘点，帮助公司更好地预测和规划服装的制造和运送，减少公司商店的缺货现象。总结部分：未来的发展就RFID本身而言，它与传统的控制和自动化似乎关系不大，不过，配合数据库和其它现有的信息源，RFID对控制和自动化的工作大有裨益，尽管其发挥作用的方式往往是间接的。事实上，即将到来的技术进步（如节能的有源RFID标签）将使标签成为模拟、数字、以太网和/或因特网数据的无线发射器，从而成为无可置疑的优势技术。参考文献：1李泉林,郭龙岩.综述RFID技术及其应用领域J. RFID 技术与应用,2006,1(1):51-62.2游战清，