第9章系统构建

1、第9 章RFID应用系统的构建9.1选择标准一个完整的电子标签系统要能够正常工作，必须要有电子标签和读写器设备信号之间的通信协议、无线频率的选用、电子标签编码系统和数据格式、产品数据交换协议、软件系统编程架构、网络与安全规范等标准。具体归纳为4大类，分别是l 电子产品编码类标准l 通信类标准l 频率类标准l 应用类标准。9.2 频率选择频率选择是RFID技术中的一个关键问题，频率标准直接影响RFID技术的应用。频率的选择既要适应各种不同应用需求，还需要考虑各国对无线电频段使用和发射功率的规定。9.2.1使用的频率范围 工作在不同频段或频点上的电子标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点

2、在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的工作频率有125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。 1. 低频段电子标签 低频段电子标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30300kHz。典型工作频率有125kHz、133kHz。2. 中高频段电子标签 中高频段电子标签的工作频率一般为330MHz。典型工作频率为13.56MHz。3. 超高频与微波标签 超高频与微波频段的电子标签，简称为微波电子标签，其典型工作频率为433.92MHz，862（902）928MHz，2.45GHz，5.8GHz，微波电子

3、标签可分为有源标签与无源标签两类。9.2.2 工作频率与应用范围微波电子标签的典型应用包括移动车辆识别、电子微波电子标签的典型应用包括移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控电子遥控门锁控制器门锁控制器）等。等。9.2.3 频率特性与频率选择 当前RFID工作频率跨越多个频段，目前RFID使用的频率有6种，分别为135kHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860930MHz、2.45GHz以及5.8GHz。 RFID的低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物管理和防盗追踪等，此频段在绝大多数的国家属于开放

4、，不涉及法规开放和执照申请的问题，因此使用最广； 高频系统的代表性应用为证卡，非接触式IC卡发展快速； 超高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，可大幅提升现阶段的应用层次，通信品质佳，适合供应链管理，但有各国频率法规不一的问题，现有的使用者频率选择问题不可避免，否则跨区应用必然会出现管理的盲点。 目前，频率选择的主要问题是在供应链中的应用，EPCglobal规定用于EPC的载波频率为13.56MHz和860960MHz两个频段。860960MHz频段的应用则较复杂，ISO 18000-6定义了超高频（UHF）RFID系统的频率范围和EPCglobal

5、的协议EPC Class 1 Gen 2给出的RFID系统频率范围均为860960MHz。9.2.4 我国频率分配现状 目前我国RFID方面使用的主要频段有HF（13.56MHz），UHF，MW（2.45GHz）等。HF频段、MW频段（2.4462.454GHz）都可以使用；但UHF频段的问题则比较复杂，我国在UHF频率范围内，已经存在多种无线通信的应用，其中包括GSM和CDMA的通信频段。 目前，我国UHF频段相关的测试工作已经在积极的进行中，UHF RFID的频谱分配方案尚未正式公布，我国频率标准的确定仍有待时日。9.3 运行环境与接口方式9.3.1运行环境 一个完整的射频识别应用系统应当

6、包括读写器、电子标签、计算机网络等设备。考虑到数据读取、处理、传输等问题，还应当考虑读写器天线的安装、传输距离的远近等问题。 无线射频识别技术的运行环境相对比较宽松，从应用软件系统的运行环境来看，可以在现有的任何系统上运行基于任何编程语言的任何软件。 计算机平台系统包括Windows、Linux、UNIX以及DOS平台系统。9.3.2接口方式 接口方式主要指的是读写器和数据处理系统计算机的接口方式。RFID系统的接口方式非常灵活，包括RS-232、RS-485、以太网（RJ45）、WLAN 802.11（无线网络）、Wiegand接口等接口，不同的接口具有不同的应用范围和性能特征。9.3.3接

7、口软件 无线射频识别设备制造厂商在向用户提供或者销售自己的产品时，都会提供相应的接口软件甚至是软件的源代码。通过这种接口软件，可以对设备进行测试，直接生产一定格式的数据文件，供用户分析使用，也可以向其他应用软件提供数据接口。9.4 RFID器件选择9.4.1选择RFID读写器的正确策略 1. 选用智能读写器还是傻瓜读写器 2. 频率 3. 不同结构形式的读写器 4. 天线 5. 输入输出装置 6. 网络的选择 7. 升级为Gen2 8. 成本预算9.4.2选择与配置RFID中的射频天线 在RFID装置中，工作频率到微波波段的时候，天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加严峻。采用天线的目标是传输最

8、大的能量进入标签芯片，需要仔细设计天线与自由空间以及和其相连的标签芯片的匹配。 在选择天线时的主要考虑是，天线的类型、天线的阻抗、应用到物品上的RF性能、在有其他的物品围绕被贴标签物品时的RF性能。1. 可选的天线 2. 阻抗问题 3. 辐射模式 4. 局部结构的影响5. 距离9.5 系统要求与系统架构9.5.1 系统要求 1可伸缩性 2可用性 3安全性 4. 互操作性 5集成 6管理 7消息传递9.5.2系统架构 根据选定的电子标签、读写器，加上中间件、数据集成环境和上层的应用系统，一个典型的RFID系统就构建好了，其系统架构如图9-1所示。9.6 RFID项目实施的四个阶段 RFID项目的

9、实施，可以分为起步、测试和验证、试点实施、实施4个可行阶段，逐步实现平稳缓慢的过渡。9.6.1 第一阶段：起步 1. 建立开发环境 2. 选择精英合作伙伴 （1）经验和核心能力。（2）解决方案营造商的专注程度。（3）售后服务。（4）制造、测试智能标签。（5）标签放置。（6）标签：好标签、无效标签和不被读取标签。 9.6.2第二阶段：测试和验证 1. 引入系统集成合作伙伴 2. 集成多方面的应用软件 3. 与存储仓库的基本设施集成 4. 对RFID合作伙伴的要求清单 5. 验证供应商人选 6. 寻找供应商 9.6.3第三阶段：试点实施1. 大胆启动 试点项目的目标是开发出一个可预期、范围可调节的

10、系统。这要求在标签放置、输出和性能方面达到一定的精度。在这个过程中小心测量、精心记录能从根本上减少错误，有助于同合作伙伴和客户一起建立最终的作业流程。要标记重要事件，以便详细规划系统实施情况。不要一味往前赶，要不时地停下来评估目前的解决方案。2. 期望的解决方案 即便在第一年中只有一小部分的出货需要满足RFID的要求，解决RFID的实施问题也会为今后的业务打下坚实的基础。在第三阶段结束之前，将会建立确定的业务流程和步骤，而且在大宗货流和高处理速度的条件下测试软硬件设备，并验证系统的精确性。9.6.4第四阶段：实施 1. 真正的乐趣从现在开始 虽然目前的技术水平还不能达到完全的RFID技术实施，

11、数以百计的公司都正在为此努力。技术仍需要发展，标准化的问题还没有解决，各种相关协议还会改变，智能标签会升级到第二代中的第一类。这些行业上的改变意味着设备的更换。所以要选择那些提供资产保护计划的供货商保护用户的投资，供货商还要提供可升级的固件（如符合已提出的96位标准）和可调整的解决方案，这样当技术更新时，就不必从头开始。2. 通往高投资收益率（ROI）的途径 在实施阶段，要寻求各种机会提高效率，并为流程建立起度量标准用以量化改进幅度，为实现高的ROI打下基础。在试点运行时选取的解决方案应该是可调节、有力、侧重于工业方面的低成本实施。 （1）整体质量控制（2）数据采集 （3）网络和设备管理（4）智能介质管理 （5）工业设计