物联网导论第3章 RFID

1、第第3章章 RFID技术技术3.1 RFID技术概述技术概述3.3.1 RFID技术简介技术简介 R F I D （ R a d i o F r e q u e n c y Idemification,射频识别技术）是自动识别射频识别技术）是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。相关数据。3.1 RFID技术概述技术概述3.1.2 RFID技术的应用领域1.高速公路收费及智能交通系统2.生产的自动化及过程控制3. 车辆的自动识别及防盗4.电子票证5.货物跟踪管理及监控6.

2、仓储、配送等物流环节7.邮件、邮包的自动分拣系统3.1 RFID技术概述技术概述 8.动物跟踪和管理 9.门禁保安 10.防伪 11.运动计时3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理 RFID射频识别技术，是非接触式的自动识别技术，可以通过射频信号自动识别目标对象，获取相关数据，不需人工接触、不需光学可视即可完成信息输入和处理，并且操作简单快捷。3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理 3.2.1 RFID系统的构成 射频识别系统通常由电子标签、读写器、计算机通信网络三部分组成。 精伦独立型居民身份证阅读器iDR400-2是具有第二代居民身份证核验功能可进行移动核查显示的专用设备。它采

3、用高性能ARM11处理器作为CPU，WinCE 6.0操作系统，高精度大幅面的彩色手写液晶显示屏，配以公安部门授权的专用身份证安全控制模块（SAM），实现第二代居民身份证有效性验证和信息的实时阅读，并以文字和图片的方式显示。终端核查名单功能强大，满足公安、交通、金融、车管等行业定制重点人员名单的需求， 特别适合于网上追逃、重点人员布控等。通过终端的从USB口，可以与电脑进行数据交互。还可根据用户实际网络接入的需要，通过选配内置EVDO/TD-SCDMA/WCDMA等3G模块接入移动通信网络，实现数据的实时交互。在实现基于国家第二代居民身份证规范的Type B卡信息读取的同时，可兼容读取其他行业

4、定制的基于Type A、Type B规范的行业非接触卡（包括但不限于公交卡、员工卡等）。提供了大容量的机内存储空间，以及完整的二次开发包SDK和OCX控件，方便用户实现基于C/S或者B/S模式下的业务应用拓展。该设备体积小、重量轻、内置大容量锂聚合物电池，在适合桌面使用的同时同样适合移动应用。 3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理3.2.2 RFID系统工作原理 RFID系统的工作原理是：由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置天线发射出去；读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，

5、经天线的调制器传送到读写器信号处理模块，经解调和解码后将有效 3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理 信息送到后台主机系统进行相关处理；主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份，针对不同的设定作出相应的处理和控制，最终发出信号控制读写器完成不同的读写操作。 1.数据传输原理 射频识别系统中，读写器和电子标签之间的通信通过电磁波来实现。按照通信距离，可以划分为近场和远场。相应地，读写器和电子标签之间的数据交换方式也被划分为负载调制和反向散射调制。 1）负载调制 2）反向散射调制3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理 2. 反向散射调制的能量传输

6、反向散射调制的能量传输 电磁波从天线向周围空间发射，会遇电磁波从天线向周围空间发射，会遇到不同的目标。达到目标的电磁波能量一到不同的目标。达到目标的电磁波能量一部分被目标吸收，另一部分以不同的强度部分被目标吸收，另一部分以不同的强度散射散射 到各个方向去。到各个方向去。 3.2 RFID系统和工作原理系统和工作原理3.2.3 RFID系统的特点（1）读取方便快捷（2）识别速度快（3）数据容量大（4）使用寿命长（5）标签数据可动态更改（6）更好的安全性（7）动态实时通信3.3 RFID 的频率标准与技术规范的频率标准与技术规范3.3.1 RFID 标准体系结构标准体系结构 射频识别技术的应用前景

7、广阔，开展射频识别技术的应用前景广阔，开展射频识别技术应用标准体系的研究，可以射频识别技术应用标准体系的研究，可以加快射频识别技术在各行各业的应用，提加快射频识别技术在各行各业的应用，提高射频识别技术的应用水平，促进物流、高射频识别技术的应用水平，促进物流、电子商务等技术的发展。如图电子商务等技术的发展。如图P53. 3.3 RFID 的频率标准与技术规范的频率标准与技术规范 3.3.2 RFID频率标准频率标准 1. 频率应用范围频率应用范围 2. 频率标准频率标准3.3 RFID 的频率标准与技术规范的频率标准与技术规范3.3.3 RFID技术规范 RFID系统主要由数据采集和后台数据库网

8、络应用系统两大部分组成。 目前已经发布或正在制定中的标准主要是与数据采集相关的。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断演变中。3.4 RFID电子标签电子标签 射频识别技术在很多领域都具有良好的应用前景，但要广泛采用还需要解决几方面的问题。 首先，电子标签使用起来必须更加方便；其次，电子标签和读写器的成本必须降低；在次，工业界还要考虑改善用户界面和利用新的频带；最后，还要大力推动技术的发展使之能方便地处理由标签生成的海量信息。3.4 RFID电子标签电子标签3.4.1 电子标签的基本组成 电子标签从功能上说，一般由天线、调制器、编码发

9、生器、时钟及存储器组成。 虽然电子标签的封装形式不一样，但是其构造却基本一样。3.4 RFID电子标签电子标签3.4.2 电子标签的种类和特点1. 按照供电方式进行分类 （1）有源标签 （2）无源标签2.按照工作方式进行分类 （1）主动式标签 （2）被动式标签3.4 RFID电子标签电子标签3. 按照读写方式进行分类 （1）只读型标签 只读标签；一次性编程只读标签；可重复编程只读标签； （2）读写型标签 在识别过程中，标签的内容既可以被读写器读出，也可以被读写器写入的读写型标签。3.4 RFID电子标签电子标签4. 按照工作频率进行划分 1）低频标签 2）中高频标签 3）超高频与微波标签3.4

10、 RFID电子标签电子标签5. 按照作用距离进行分类 （1）密耦合标签 （2）近耦合标签 （3）疏耦合标签 （4）远距离标签 3.5 RFID的安全的安全 射频识别系统中，与安全相关的应用越来越多地被应用到生活中，从而对安全功能提出了很高的要求。 在与安全相关的应用中，必须采取安全措施以防范某些人试图通过射频识别系统来进行非授权访问或骗取服务。3.5 RFID的安全的安全3.5.1 RFID的安全分析 1.无线通信网络中的不安全因素 1）假冒攻击 2）信息篡改 3）服务后抵赖 4）重传攻击 3.5 RFID的安全的安全2. RFID信息系统的安全性分析 RFID信息系统可能受到的威胁有两类：一类是物理环境如电磁干扰、断电、设备故障等威胁；另一类是人员威胁，主要有管理者攻击、用户攻击、前管理者的攻击、前用户攻击、外部人员攻击。3.5 RFID的安全的安全 3.以太网传输时的安全性分析 在小型封闭式以太网中进行数据通信，安全问题不大，主要是数据传输的可靠性问题。3.5 RFID的安全的安全3.5.2 RFID系统的安全机制 RFID系统的安全问题，由3个不同层次的安全保障环节组成，一是电子标签制造的安全技术；二是芯片的物理安全技术，如防非读写、防软件跟踪等；三是卡的通信安全技术，如加密算法等。 3.5 RFID的安全的