无线射频技术.ppt

1 物流信息技术 2 第四章无线射频技术RadioFrequencyIdenfication 3 射频技术和条形码技术相似 目的都是快速准确地确认追踪目标物体 主要的区别是有无写入信息或更新内存的能力 条形码的内存能否更改 射频标签特有的辨识器不能被复制 标签的作用不仅仅局限于视野之内 因为信息是由无线电波传输 而条形码必须在视野之内 由于条形码成本较低 有完善的标准体系 已在全球广泛使用 而射频技术由于成本相对较高 只被局限在有限的市场上使用 但它具有广阔的前景 4 一 射频识别技术 一 射频识别技术射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据利用无线电波进行双向通信的一种自动识别技术 完成识别工作时无需人工干预 适于实现自动化且不易损坏 可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡 操作快捷方便 射频卡不怕油渍 灰尘污染等 短距离的射频卡可以在这样的环境中替代条码 长距离的产品多用于交通中 距离可达几十米 5 自动识别技术是信息数据自动识读 自动输入计算机的重要方法和手段 目前几种常见的识别技术 条码技术 成本最低 采用纸制材料 较易磨损 且数据量小 磁卡技术 磁卡数据可读写 可改造数据 成本低廉 易被伪造 IC卡识别技术 有独立的运算和储存能力 数据安全性好 价格稍高 RFID技术 具有非接触式识读能力 能同时识别多个物品 一 射频识别技术 6 四种识别技术的优缺点比较 一 射频识别技术 7 二 RFID系统的组成RFID系统主要由两部分组成 读写器和射频标签 如下图所示 二 RFID系统的组成 8 1 读写器RFID系统的读写器由三个主要部分组成 射频模块 用于发送和接收数据读写模块 接收射频模块传输的信号 译码后获得标签内信息 或将要写入标签的信息译码后传给射频模块 完成写标签操作 天线 是标签与读写器之间发射和接收射频载波信号的设备射频读写器应具有如下功能 读写器与标签通信的功能读写器与计算机通信的功能 二 RFID系统的组成 9 2 射频标签射频标签相当于条码技术中的条码符号 用来存储需要识别传输的信息 与条码不同的是标签必须能够自动或在外力的作用下 把存储的信息主动发射出去 二 RFID系统的组成 10 2 射频标签 1 射频标签的构成RFID系统的射频标签由射频模块 存储器 控制模块及天线四个主要部分构成 由于读写器和标签之间采用无线通信方式 因此它们都有无线收发模块及天线 标签中存储器的内存容量在几个比特到几十干字节之间 可储存永久性数据和非永久性数据 控制模块则完成接收 译码及执行读写器命令 控制读写数据 负责数据安全等功能 二 RFID系统的组成 11 射频标签具有如下功能 具有一定容量的存储器 用以存储被识别对象的信息 在一定的工作环境及技术条件下标签数据可读写 具有确定的使用期限 使用期限内无需维修 维持对识别对象的识别及相关信息的完整 数据信息编码后 工作时可传输给读写器 可编程 且一旦编程后 永久性数据不能再修改 对于有源标签 通过读写器能显示出电池的工作情况 二 RFID系统的组成 12 2 射频标签的分类按标签获取电能的方式不同 可分为 有源射频标签 主动式标签 和无源射频标签 被动式标签 有源射频标签内部自带电池进行供电 电能充足 工作可靠性高 信号传送的距离远 无源射频标签内部不带电池 要靠外界提供能量 无源射频标签具有永久的使用期 支持长时间的数据传输和永久性的数据存储 缺点 数据传输的距离要比有源射频标签小 二 RFID系统的组成 13 2 射频标签的分类按内部使用存储器类型的不同 可分为 只读标签和可读可写标签 只读标签内部只有只读存储器 ReadOnly Memory ROM 和随机存储器 RandomAccessMemory RAM 可读可写标签内部的存储器除了ROM RAM和缓冲存储器之外 还有非活动可编程记忆存储器 二 RFID系统的组成 14 2 射频标签的分类按标签中存储器数据存储能力的不同 可分为 标识标签与便携式数据文件 标识标签中存储的只是标识号码 用于对特定的标识项目 如人 物 地点进行标识 关于被标识项目的详细的特定信息 只能在与系统相连接的数据库中进行查找 便携式数据文件是指标签中存储的数据非常大 可以看作是一个数据文件 这种标签一般都是用户可编程的 如包装说明 工艺过程说明等 二 RFID系统的组成 15 RFID的工作原理无线射频识别技术 RFID 是一种非接触的自动识别技术 其基本原理是利用射频信号和空间耦合 电感或电磁耦合 或雷达反射的传输特性 实现对被识别物体的自动识别 RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分 RFID阅读器 读写器 通过天线与RFID电子标签进行无线通信 可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作 三 RFID的工作原理及过程 16 RFID的工作过程标签与阅读器之间的数据传输是通过空气介质以无线电波的形式进行的 读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射 当射频标签进入发射天线的工作区时 射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去 系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号 经天线的调制器传给读写器 读写器对接到的信号进行解调解码 送后台电脑控制器 三 RFID的工作原理及过程 17 计算机控制器根据逻辑运算判断该射频标签的合法性 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机构的动作 执行机构按计算机的指令动作 通过计算机通信网络将各个监控点连接起来 构成总控信息平台 根据不同的项目设计不同的软件来完成要达到的功能 18 四 RFID的种类 根据RFID系统完成的功能不同 可以把RFID系统分成四种类型 EAS系统 便携式数据采集系统 物流控制系统和定位系统 1 EAS系统EAS ElectronicArticleSurveillance 是一种设置在需要控制物品出入门口的RFID技术 这种技术的典型应用场合是商店 图书馆和数据中心等地方 当未被授权的人从这些地方非法取走物品时 EAS系统会发出警告 典型的EAS系统一般由三部分组成 附着在商品上的电子标签 电子传感器 电子标签灭活装置 以便授权商品能正常出入 监视器 在出口形成一定区域的监视空间 19 2 便携式数据采集系统便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持式数据采集器采集RFID标签上的数据 这种系统具有比较大的灵活性 适用于不宜安装固定式RFID系统的应用环境 手持式阅读器 数据输入终端 可以在读取数据的同时 通过无线电波数据传输方式实时地向主计算机系统传输数据 也可以暂时将数据存储在阅读器中 成批地向主计算机系统传输数据 四 RFID的种类 20 3 物流控制系统在物流控制系统中 RFID阅读器分散布置在给定的区域 并且阅读器直接与数据管理信息系统相连 信号发射机是移动的 一般安装在移动的物体 人上面 当物体 人流经阅读器时 阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统进行存储 分析和处理 以达到控制物流的目的 四 RFID的种类 21 4 定位系统定位系统用于自动化加工系统中的定位 以及对车辆 轮船等进行运行定位支持 阅读器放置在移动的车辆 轮船或者自动化流水线中移动的物料 半成品和成品上 信号发射机嵌入到操作环境的地表下面 信号发射机上存储有位置识别信息 阅读器一般通过无线的方式 有的采用有线的方式 连接到主信息管理系统 四 RFID的种类 22 1 RFID技术在国际上的应用Motorola Philips等世界著名厂家都生产RFID产品 并且各有特点 自成系列 发展得很快 种类也很多 像德州仪表RFID技术被广泛应用于工业自动化 商业自动化 交通运输控制管理等众多领域 汽车 火车等交通监控 高速公路自动收费系统 停车场管理系统 物品管理 流水线生产自动化 安全出入检查 仓储管理 动物管理 车辆防盗等 RFID技术的应用仍层出不穷 如澳大利亚将它的RFID产品用于机场旅客行李管理中 瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车E安装RFID自动识别系统 调度员可以实时掌握火车运行情况 不仅利于管理 还大大减少了发生事故的可能性 五 RFID技术的应用 23 2 RFID技术在我国的应用一些城市的公交 医疗等收费系统都开始采用 高校的学生校园卡系统 第二代身份证系统在物流 交通方面 我国RFID技术的应用也已经开始 锦山的一条高速公路已应用了非接触射频卡自动收费 我国的铁路系统使用RFID技术记录货车车厢编号的试点已运行了一段时间 北京的机场高速公路 深圳的皇岗口岸也使用了RFID系统收费 一些物流企业已经将RFID技术用于物流管理中 五 RFID技术的应用 24 3 RFID技术的发展前景 1 安全防护领域门禁保安 未来的门禁保安系统均可应用射频卡 且可一卡多用 汽车防盗 电子物品监视系统 目的是防止商品被盗 五 RFID技术的应用 25 2 商品生产销售领域1 生产线自动化2 仓储管理3 产品防伪4 RFID卡收费 3 管理与数据统计领域1 畜牧管理2 运动计时 五 RFID技术的应用 26 4 交通运输领域1 高速公路自动收费及交通管理2 火车和货运集装箱的识别 5 供应链管理领域供应链包括从原材料到最终用户的所有实物的移动过程 包括供货商选择 采购 产品计划 材料加工 订单处理 存货管理 包装 运输 仓储与客户服务 也包括供应链中的产品 货主 位置和时间 以便供货商和客户之间更好地沟通 1 供应商先给产品加上RFID标签2 货物运到配送中心进行入库作业3 送货车抵达零售商 6 国防和军事应用领域 27 RFID技术的应用案例 一 景区智能门票系统RFID电子标签可以封装于PVC PET PP 不干胶纸等多种介质内 凭借其优异的物理特性及强大的信息管理和防伪功能 为各大风景区提供功能完善全面的多种解决方案 如门票 年票 套票等 同时可以现场发卡 为客户提供更灵活的个性化服务 本系统已应用于全国重点风景名胜区之一的广东肇庆风景区等 28 29 主要性能特点 采用了先进的RFID识别技术 防伪性能良好 每个电子门票拥有一个全球唯一序列号 且该序列号无法更改 采用计算机控制和数据处理技术 自动化程度高 控制准确 发行电子门票时无机械接触动作 感应通讯 反应迅速 方便用户使用 识别过程由入口验票处的识别主机完成 景区各入口的控制主机负责查找 鉴别 整个过程不需人工干预 失误率趋于零 系统管理软件WINDOWS环境下编写 中文菜单操作显示 界面友好 每个操作步骤都有详细的提示说明 操作简单 使用方便 安装 调试 维护简单方便 易于检修 系统性能稳定 使用可靠 30 实现功能 防止伪造假票 提高管理效率 快速识别有效门票 简化管理手段 轻松设定使用权限及实现一卡多用 扩展功能强 通过对门票的电子化管理 可实现统计 结算等扩展功能 利用远程通讯技术实现异地发卡 远程统计查询 景区查验功能 31 二 工业气瓶电子化管理系统RFID电子标签可以封装于多种具有耐酸 耐碱 抗冲击等物理性能的非金属介质中 因此具有抗恶劣环境的特性 同时标签本身具有信息存储功能 面对使用环境复杂 流动性大的工业气瓶 用RFID电子标签对其进行信息化管理是一种极佳的选择 目前该系统已应用于广州地区乙炔气瓶管理 32 33 主要性能特点 采用先进的RFID识别技术 每个工业气瓶拥有一个全球唯一序列号 读写操作时采用验证机制和多重加密技术 无法伪造仿制 同时保证只有该系统发行的电子标签才能被有效识别 经附合后的电子标签不可逆性粘贴于气瓶的瓶肩部 识别和数据写入过程由手持读写仪完成 气瓶每次检测 充气及相关操作人员的信息由手持读写仪检测并写入电子标签 系统管理软件运行于WINDOWS环境下 界面友好 操作简便 提供数据库支持 方便气瓶资料的动态管理 安装 调试 维护简单方便 易于检修 标签及读写设备具有防爆性能 可满足特殊防爆需求 34 实现功能 记录气瓶基本信息及充装情况 对气瓶进行定期检审并记录检审信息 实现气瓶充装操作人员的管理 实现气瓶充装及运输的物流管理 具用极强的防伪功能 35 三 智能出租车管理系统通过封装在驾驶员资格证以及以不同方式固定于车身的RFID电子标签 对驾驶员 出租车辆的基本资料以及驾驶运营情况进行管理 同时遏制了克隆车的出现 本系统已在广州 上海等国内大中城市应用 取得了良好的实用效果和社会效益 36 37 主要性能特点 采用了先进的RFID技术 防伪性能良好 每辆车拥有一个全球唯一序列号 且该序列号无法更改 采用计算机控制和数据处理技术 自动化程度高 控制准确 发行电子标签时无机械接触动作 感应通讯 反应迅速 方便用户使用 识别过程由手持读写仪完成 控制主机负责查找 鉴别 整个过程不需人工干预 失误率趋于零 出租车动态行驶状态下不停车查验 系统管理软件WINDOWS环境下编写 中文菜单操作显示 界面友好 每个操作步骤都有详细的提示说明 操作简单 使用方便 安装 调试 维护简单方便 易于检修 系统性能稳定 使用可靠 38 实现功能 出租车车辆及驾驶员资格证的防伪 出租车驾驶员个人信息及车辆信息管理 驾驶员违章的实时处理 简化处罚手续 缩短处理时间 出租车辆行驶运营及违章情况的管理 各类证件发放的无纸化办公 提高工作效率 提高年审工作效率 避免因手