第三章射频识别技术

第三章射频识别技术第一页，共47页。第一节射频识别技术概述

想想身边哪些地方用到了RFID技术？第二页，共47页。中盾第二代身份证(阅读器)产品编号：ICR-100R

产品商标：

中盾第三页，共47页。第四页，共47页。第五页，共47页。2008北京奥运门票第六页，共47页。第七页，共47页。游乐场儿童监视系统

第八页，共47页。RFID是什么？

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别的简称。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别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。

第九页，共47页。埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术：第一，可以识别单个的非常具体的物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠光线扫描来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。第十页，共47页。

（1）RFID技术的产生

RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间（约1940年代），其当时的功能是用于分辨出敌方飞机与我方飞机。我方的飞机上装载有高耗电量的主动式标签（ActiveTag），当雷达发出询问的讯号，这些标签就会发出适当的响应，藉以识别出自己是友军或是敌军。此系统称为IFF（Identify：FriendorFoe）。一、射频技术产生和发展第十一页，共47页。

1948年哈里•斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。到了1970年代末期，美国政府透过LosAlamos科学实验室将RFID技术转移到民间。RFID技术最先在商业上的应用是用于畜牧业。到了1980年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产RFID标签。目前，RFID技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以见到其踪迹。第十二页，共47页。（2）RFID技术的发展历程时间RFID技术发展1941～1950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。1951—1960年早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。1961—1970年RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1971—1980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。1981～1990年RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出现。1991～2000年RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用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。第十三页，共47页。

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID其主要核心部件是一个电子标签，直径仅为2毫米不到，通过相距几厘米到几十米距离内传感器发射的无线电波，可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份。二、RFID定义第十四页，共47页。三、RFID系统的组成第十五页，共47页。

最基本的RFID系统由三部分组成：1、信号发射机，典型的形式是标签

标签（Tag）：与条码不同的是，能够自动或在外力的作用下把存储的信息主动发射出去。由耦合元件及芯片组成，一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。三、RFID系统的组成第十六页，共47页。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。标签载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。标签可以是只读的、读/写兼具的形式；可以是“主动式”也可以是“被动式”的（主动式标签自带电池，被动式标签没有电池）。第十七页，共47页。被动式标签射频标签的分类1）按标签获取电能的方式不同主动式标签2）按内部使用存储器类型的不同只读标签可读可写标签3）按标签中存储器数据存储能力的不同标识标签便携式数据文件第十八页，共47页。在实际应用中，电子标签附着在带识别物体的表面，厚度不超过0.35mm，以直接制作在标签上。柔软可弯曲，因此可被印刷在纸张、塑料、木材、玻璃和纺织品等包装材料上，也可以直接制作在标签上。门禁RFID标签第十九页，共47页。可循环使用的塑料容器标签INTERMEC系列915MHzRPC标签

该标签是为了追踪RPC(可循环使用的塑料容器)而特别设计的，915系列的Intellitag可在整个供应链中追踪货物,从而节省了宝贵的行政管理时间。第二十页，共47页。

该标签使用于金属表面或者RF反射表面，适应恶劣的制造环境。该标签可镶嵌机械部件的凹槽，使部件安装后标签表面平整。金属标签2450MHz金属镶嵌标签第二十一页，共47页。塑料标签是高性能的耐用产品，它最初设计应用在塑料托盘上，还可用在许多其它材料上。典型应用于托盘，纸箱和容器追踪。

塑料标签第二十二页，共47页。

该标签安装在车辆挡风玻璃上，主要应用在高速公路收费和停车场出入和门禁领域。它也应用在民用和军用国防项目上挡风玻璃标签第二十三页，共47页。铁路专用标签第二十四页，共47页。

RFID标签可以被制成各种各样的尺寸：用于跟踪野生动物的跟踪器，粗细跟铅笔芯差不多，长度只有1.5厘米；还可以将标签制成螺丝钉的形状，便于植入树木或者木制物品；也可以将标签制成信用卡的形状，用于访问敏感应用程序。第二十五页，共47页。2、信号接收机，及阅读器阅读器(Reader)：是一种负责读取或改写电子标签信息的设备。它可以设计成单独的整体，也可以是以部件形式嵌入到其他系统中去。它与计算机数据管理系统相连，共同完成对电子标签的识别、操作和控制。三、RFID系统的组成第二十六页，共47页。它一方面产生并发射无线电射频为电子标签（指无源电子标签）提供能量，另一方面接收由电子标签发射的无线电射频信号，经处理后获取电子标签数据信息并传输到与此相连的计算机数据管理系统。第二十七页，共47页。全球第一款同时支持EPCglobal第一代和第二代RFID标准的IV7Intellitag车载RFID读取器第二十八页，共47页。3、天线

可以释放无线电信号激发RFID标签，并且对它进行读写操作，在标签和读取器间传递射频信号。它一般与阅读器整合在一起，成为手持设备和大型固定设备。三、RFID系统的组成第二十九页，共47页。定向天线全向天线第三十页，共47页。第三十一页，共47页。RFID工作原理RFID技术的基本工作原理图

第三十二页，共47页。第二节RFID的特点及分类一、RFID的特点1、数据通信数据传输速度和距离衡量数据在空气中的传播，为了实现数据高速、远距离地传输，必须把数据信号叠加在一个规则变化的信号比较强的电波上，这个过程叫调制，规则变化的电波叫载波。一般来说，使用的载波频率越高，数据能够传输的速度越快。第三十三页，共47页。2、射频识别（RFID）系统的优点非接触阅读数据存储容量大读写速度快体积小，易封装无磨损，使用寿命长动态实时通信安全性能高第三十四页，共47页。二、RFID的分类根据RFID系统完成的功能不同，可以分为：EAS系统便携式数据采集系统物流控制系统定位系统第三十五页，共47页。（一）EAS系统ElectronicArticleSurveillance（EAS）电子防盗系统，是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆、数据中心，实验室等地方，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。

第三十六页，共47页。EAS系统组成a）附着在商品上的电子标签，电子传感器；b）电子标签灭活装置（消磁），以便授权商品能正常出入；c）监视器，在出口造成一定区域的监视空间第三十七页，共47页。EAS系统工作原理在监视区，发射器以一定的频率向接收器发射信号。发射器与接受器一般安装在零售店、图书馆的出入口，形成一定的监视空间。当具有特殊特征的标签进入该区域时，会对发射器发出的信号产生干扰，这种干扰信号也会被接收器接收，再经过微处理器的分析判断，就会控制警报器的鸣响。第三十八页，共47页。（二）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。第三十九页，共47页。（三）物流控制系统在物流控制系统中，固定布置的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存储、分析、处理，达到控制物流的目的。（入库、出库）第四十页，共47页。（四）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、轮船上或者自动化流水线中移动的物料、半成品、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或者有线的方式连接到主信息管理系统。（运动定位）第四十一页，共47页。第三节RFID技术在物流中的应用一、RFID技术在交通物流领域的应用RFID卡收费

目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而RFID卡也开始占据市场。原因是磁卡、IC卡容易损坏，而RFID卡则不容易磨损，同时RFID系统还能够进行远距离识别、对行驶中的车辆进行识别、同时识别几张卡等优点。高速公路自动收费，停车场收费等。第四十二页，共47页。集装箱的自动识别将记录有集装箱号、箱型、装载的货物种类、数量等数据的标签按照在集装箱上，在经过安装有识别设备的公路、铁路的出入口，码头的检查口时，读写器发出无线电波，RFID标签自动感应后将相应的数据返回到读写器，从而将RFID标签上保存的信息传输到计算机，实现集装箱的动态跟踪与管理，提高集装箱运输的效率和信息的共享。第四十三页，共47页。运动计时马拉松比赛精确记录运动员比赛时间，可通过将标签系于运动员鞋带上。汽车大奖赛上的精确计时，可通过将标签贴于汽车下方。第四十四页，共47页。二、RFID技术在生产物流领域的应用保证