物流信息技术与应用3.13

一、教案头授课内容RFID系统授课教师授课班级授课时间授课地点教学目标能力目标知识目标对于RFID系统要有一定的认知了解RFID系统的原理和组成；掌握电子标签和阅读器的分类及各自的特点。能力训练实战项目实战项目1：实战项目2：教材、学材《物流信息技术应用》二、课堂教学设计（2学时）设计要求：以学生为主体，以能力训练为中心，通过实战项目让学生掌握知识目标，实现能力目标。步骤教学方法教学手段学生活动时间分配教学重点讲授法多媒体（幻灯片）讨论60教学难点讲授法多媒体（幻灯片）探究、交流20回顾点评项目内容归纳总结作业布置课后小结讲授法提问思考10教学内容重点：电子标签和阅读器的分类及各自的特点；难点：RFID系统的原理和组成第一部分：复习复习提问:1、射频识别技术的定义是什么？2、RFID的特点是什么？第二部分：新课程的学习新课的引入：RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下；可进行高度的数据集成。另外，由于该技术很难被仿冒、侵入，使RFID具备了极高的安全防护能力。从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID是怎样的呢？这就需要我们具体进行学习了。介绍授课的主要内容这堂课我们主要是对RFID系统进行学习。讲授新课：（一）RFID工作原理标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即PassiveTag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(即ActiveTag，有源标签或主动标签)，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID系统的组成RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从系统的工作原理来看，系统一般由电子标签、阅读器、天线和相应的计算机系统组成。其信息的传送距离由传送频率、电子标签、天线设计等因素决定。电子标签电子标签又称为射频标签、射频卡等，它是一种可以放在货物上的电子微芯片。射频卡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。另外，与条码不同的是，电子标签必须能够自动或在外力的作用下，把存储的信息自主发射出去。电子标签的构成电子标签由射频/模块、存储器、控制模块及天线4个主要部分组成。它可将被识别与跟踪人员或货物的有关信息存储于存储模块中，通过装有天线和电池的发射模块将信息发送给阅读器，从而完成信息交换功能。射频卡的封装可以有不同形式，常见的有信用卡及小圆片形式。电子标签的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，数据永久性不能再修改。对于有源标签，通过读写器能显示出电池的工作情况。电子标签的分类电子标签按照不同的标准可进行下面的分类：按电子标签获取电能的方式不同，可分为有源电子标签（主动式标签）和无源电子标签（被动式标签）。有源电子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。无源电子标签内部不带电池，要靠外界提供能量。无源电子标签具有永久的使用期，常常用在标签信息需要每天读写或频繁读写的地方，而且无源电子标签支持长时间的数据传输和永久性的数据存储。其缺点主要是数据传输的距离要比有源电子标签小。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ROM和随机存储器RAM。ROM用于存储发射器操作系统说明和安全性要求较高的数据，它与内部的处理器或逻辑处理单元完成内部的操作控制功能。只读标签的ROM中还存储有标签的标识信息。但这种信息只能是一次写入，多次读出。只读标签中的RAM用于存储标签外，一般还有缓冲存储器，用于暂时存储调制后等待天线发送的信息。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。这种存储器除了存储数据功能外，还具有在适当的条件下允许多次写入数据的功能。按标签中存储器数据存储能力的不同，可分为标识标签和便携式数据文件。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；对于被识别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，标签中除了存储标识码外，还存储有大量的被标识项目的其他的相关信息，如包装说明、工艺说明等。在实际应用中，关于被识别项目的所有信息都存储在标签中，读标签就可以得到关于被标识项目的所有信息，而不用再连接到数据库进行读取。阅读器阅读器是利用无线射频电磁波读取无线电子标签信息的阅读装置，又称为解读器、识读器、读写器。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别的目的。通常阅读器与计算机相连，所读取的标签信息被传送到计算机系统中进行下一步的处理。射频阅读器种类包括门闸系统，隧道，手持式，堆高机阅读器和智能货架等。阅读器的组成RFID系统的阅读器由射频模块、读写模块和天线三个部分组成。射频模块主要用于发送和接收数据。读写模块可以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；还可以通过标准接口将标签内容和其他信息传给计算机。它具有很强的数字信号处理能力，除完成控制标签工作的任务外，还要实现相互认证、数据加密、数据纠错、出错报警及与计算机通信等功能。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。（2）阅读器的功能：阅读器与标签通信的功能。即在规定的技术条件下可与标签进行通信。阅读器与计算机通信的功能。即可通过标准接口与计算机网络连接，并提供本阅读器的识别码、本读写器读出标签的日期和时间、本读写器读出的标签信息等多种信息，以便实现与多个阅读器在系统网络中运行的功能。能在读写区内查询多个标签，并能正确区分各标签。适用于固定和移动对象。能提示读写过程中的错误信息。对于有源标签，能读出标签电池的有关信息等。天线天线的作用是在电子标签和阅读器间传递射频信号。RFID系统的读写器必须要通过天线来发射能量，形成电磁场，通过电磁场来对电子标签进行识别，可以说天线所形成的电磁场范围就是射频系统的可读区域。任一RFID系统至少应包含一根天线（不管是内置于电子标签或阅读器内，还是外置于其他位置）以发射和接收信号。有些RFID系统是由一根天线来同时完成发射和接收的；而另一些RFID系统则由一根天线来完成发射而另一根天线来承担接收，所采用天线的形式及数量应视具体应用而定。