智能网络组网技术 课件 任务6.1自动识别技术认知

项目六自动识别技术及应用

任务一自动识别技术的认知目录1.1物联网与射频识别技术

物联网的定义是，通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

1.1物联网与射频识别技术什么是射频识别

射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）是一种自动识别技术，它利用无线射频信号实现无接触信息传递，达到自动识别目标对象的目的。RFID技术无需人工干预，即可完成物品信息的采集和传输，被称为21世纪十大重要技术之一。1.1物联网与射频识别技术2、RFID与物联网的关系

RFID是实现物联网的关键技术。RFID技术与互联网、移动通讯等技术相结合，可以实现全球范围内物体的跟踪与信息的共享，从而给物体赋予智能，实现人与物体以及物体与物体的沟通和对话，最终构成联通万事万物的物联网。

RFID技术将物联网的触角伸到了物体之上。互联网时代，人与人之间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，RFID技术将人与物、物与物之间的距离变小了1.2自动识别技术1.什么是自动识别

传统的信息采集是通过人工手段录入的，不仅劳动强度大，而且数据误码率高。以计算机和通信技术为基础的自动识别技术，可以对信息自动识别，使得人类得以对大量数据信息进行及时、准确的处理。

自动识别技术是物联网体系的重要组成部分，是构造全球物品信息实时共享的重要组成部分，是物联网的基石。

自动识别技术是一种高度自动化的信息或数据采集技术，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理。1.2自动识别技术2.自动识别技术的分类按照应用领域和具体特征，自动识别技术可以分为：

条码识别技术、磁卡识别技术IC卡识别技术、射频识别技术其中，条码是光识别技术、磁卡是磁识别技术、IC卡是电识别技术、射频识别是无线识别技术。

此外，还有生物识别技术、图像识别技术、光学字符识别技术和等。1.2自动识别技术（1）条码识别技术

条码是由一组条、空和数字符号组成，按一定编码规则排列，用以表示一定的字符、数字及符号等信息。

条码识别是对红外光或可见光进行识别，由扫描器发出的红外光或可见光照射条码标记，深色的“条”吸收光，浅色的“空”将光反射回扫描器，扫描器将光反射信号转换成电子脉冲，再由译码器将电子脉冲转换成数据，最后传至后台。1.2自动识别技术1.2自动识别技术（2）磁卡识别技术

磁卡最早出现在20世纪60年代，当时伦敦交通局将地铁票背面全涂上磁介质，用来储值。

磁条从本质意义上讲和计算机用的磁带或磁盘是一样的，它可以用来记载字母、字符及数字信息。磁条记录信息的方法是变化磁的极性（如S-N和N-S），一部解码器可以识读到磁性变换，并将它们转换回字母或数字的形式，以便由一部计算机来处理。1.2自动识别技术

磁卡的特点是数据可读写，即具有现场改变数据的能力。这个优点使得磁卡的应用领域十分广泛，如信用卡、银行ATM卡、电话磁卡和机票等。

磁卡数据存储的时间长短受磁性粒子极性耐久性的限制，另外磁卡存储数据的安全性一般较低。1.2自动识别技术（3）IC卡识别技术

IC卡，英文名称为IntegratedCircuit。IC卡是一种电子式数据自动识别卡。

按照是否带有微处理器，IC卡可分为存储卡和智能卡两种。存储卡仅包含存储芯片而无微处理器，一般的电话IC卡即属于此类。将带有内存和微处理器芯片的大规模集成电路嵌入到塑料基片中，就制成了智能卡，银行的IC卡通常是指智能卡，现在我国开始推广银行IC卡。1.2自动识别技术1.2自动识别技术（4）射频识别技术

射频识别技术是通过无线电波进行数据传递的自动识别技术。射频识别技术逐渐成为自动识别领域中最优秀和应用最广泛的技术之一，是目前最重要的自动识别技术。1.2自动识别技术RFID技术

RFID与传统的条码识别相比有很大优势，其优势如下。①RFID电子标签抗污损能力强。②RFID电子标签安全性高。③RFID电子标签容量大。④RFID可远距离同时识别多个电子标签。⑤RFID是物联网的基石。1.3RFID的历史与未来1.RFID技术的产生RFID的诞生源于战争的需要，二战期间，英国空军首先在飞机上使用RFID技术，是用来分辨敌方飞机和我方飞机。1.3RFID的历史与未来2RFID技术推广阶段20世纪60年代是RFID技术应用的初始期，一些公司引入RFID技术，开发电子监控设备来保护财产、防止偷盗。例如，1位的电子标签系统用于商场防盗。20世纪70年代是RFID技术应用的发展期，RFID技术成为人们研究的热门课题，出现了一系列RFID技术的研究成果。20世纪80年代是RFID技术应用的成熟期，挪威使用了RFID电子收费系统，美国铁路用RFID系统识别车辆，欧洲用RFID电子标签跟踪野生动物来对野生动物进行研究。20世纪90年代RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得到了广泛应用。发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将RFID用于安全和控制系统。1.3RFID的历史与未来2RFID技术推广阶段20世纪60年代是RFID技术应用的初始期，一些公司引入RFID技术，开发电子监控设备来保护财产、防止偷盗。例如，1位的电子标签系统用于商场防盗。20世纪70年代是RFID技术应用的发展期，RFID技术成为人们研究的热门课题，出现了一系列RFID技术的研究成果。20世纪80年代是RFID技术应用的成熟期，挪威使用了RFID电子收费系统，美国铁路用RFID系统识别车辆，欧洲用RFID电子标签跟踪野生动物来对野生动物进行研究。20世纪90年代RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得到了广泛应用。发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将RFID用于安全和控制系统。1.3RFID的历史与未来3.RFID技术的普及阶段

RFID技术在沃尔玛公司的应用。沃尔玛的100个主要供应商2005年应用RFID电子标签，在2006年将扩展到其他的供应商，同时将很快在欧洲实施，然后是剩下的其他海外区域。RFID技术在美国国防部的应用。美国国防部认为，RFID在集装箱联运跟踪和库存物资跟踪方面具有巨大的发展潜力。RFID的技术标准。目前国际上有多种RFID标准，其中ISO/IEC、EPCglobal和UID是三种主要RFID标准。1.3RFID的历史与未来4物联网RFID现状与未来

物联网RFID应用领域

（1）制造领域

（2）物流领域

（3）零售领域

（4）医疗领域

（5）身份识别领域

（6）军事领域

（7）防伪安全领域

（8）资产管理领域1.3RFID的历史与未来

（9）交通领域

（10）食品领域

（11）图书领域

（12）动物领域

（13）农业领域

（14）电力管理领域

（15）电子支付领域

（16）环境监测领域

（17）智能家居领域1.3RFID的历史与未来

（9）交通领域

（10）食品领域

（11）图书领域

（12）动物领域

（13）农业领域

（14）电力管理领域

（15）电子支付领域

（16）环境监测领域

（17）智能家居领域1.4RFID系统构成1.4.1RFID基本组成

1.RFID系统的构成

RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都是由电子标签、读写器和系统高层这三大部分组成。1.4RFID系统构成（1）电子标签

电子标签由芯片及天线组成，附在物体上标识目标对象，每个电子标签具有唯一的电子编码，存储着被识别物体的相关信息。

（2）读写器

读写器是利用射频技术读写电子标签信息的设备。

（3）系统高层

复杂的RFID系统会有多个读写器，这需要系统高层处理问题。系统高层是计算机网络系统，数据交换与管理由计算机网络完成。1.4RFID系统构成2.RFID系统的分类

（1）按照频率分类

低频系统、高频系统、微波系统。（2）

按照供电方式分类

无源供电系统、有源供电系统、半有源供电系统。（3）

按照耦合方式分类

电感耦合方式、电磁反向散射方式。1.4RFID系统构成（4）

按照技术方式分类

主动广播式、被动倍频式、被动反射调制式。（5）

按照保存信息方式分类

只读电子标签、一次写入只读电子标签、现场有线可改写式、现场无线可改写式。（6）

按照系统档次分类

低档系统、中档系统、高档系统。（7）

按照工作方式分类

全双工和半双工工作方式、时序工作方式。1.4RFID系统构成

1.4.2

电子标签

电子标签（Tag）又称为射频标签、应答器或射频卡。电子标签附着在待识别的物品上，每个电子标签具有唯一的电子编码，是射频识别系统真正的数据载体。

在RFID系统中，电子标签的价格远比读写器低，但电子标签的数量很大，应用场合多样，电子标签的组成、外形和特点也各不相同。

1.4RFID系统构成

1.电子标签的基本组成

一般情况下，电子标签由标签专用芯片和标签天线组成。芯片用来存储物品的数据，天线用来收发无线电波。

1.4RFID系统构成

2.电子标签的结构形式

电子标签的结构形式多种多样，有卡片型、环型、钮扣型、条型、盘型、钥匙扣型和手表型等。电子标签可能会是独立的标签形式，也可能会和诸如汽车点火钥匙集成在一起进行制造。1.4RFID系统构成

（1）

卡片型电子标签

我国第二代身份证

门禁卡（2）标签类电子标签

具有粘贴功能

钥匙扣型

1.4RFID系统构成

3.电子标签的工作特点

（1）低频电子标签的特点

低频频率使用自由；电波穿透力强；采用普通CMOS工艺，省电、廉价；有不同封装形式；磁场能产生相对均匀的读写区域。

存储数据量小；识别距离近；数据传输速率比较慢，天线价格相对较贵。1.4RFID系统构成

（2）高频电子标签的特点

存贮的数据量增大；用更高的传输速率传送信息；天线的制作更为简单；频段全球都免许可使用。

该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是会降低读取距离；识别距离近。1.4RFID系统构成

（3）微波电子标签的特点

电子标签与读写器的距离较远；有很高的数据传输速率；可以读取高速运动物体的数据；多个电子标签同时读取。

微波穿透力弱。1.4RFID系统构成

4.电子标签的技术参数

标签激活的能量要求；

标签信息的读写速度；

标签信息的传输速率；标签信息的容量；

标签的封装尺寸；标签的读写距离；

标签的可靠性；标签的工作频率；5.电子标签的封装

纸标签、塑料标签、玻璃标签。

1.4RFID系统构成

6.电子标签的发展趋势

体积更小；成本更低；作用距离更远；

无源可读写性能更加完善；适合高速移动物体的识别；

多标签同时读写功能；电磁场下自我保护功能更完善；

智能性更强；加密特性更完善；

带有其他附属功能的标签；具有杀死功能的标签；

新的生产工艺；带有传感器功能。1.4RFID系统构成1.4.3

读写器

读写器（ReaderandWriter）又称为阅读器（Reader），是读取和写入电子标签内存信息的设备。

读写器可以与计算机网络进行连接，计算机网络可以完成数据信息的存储、管理和控制。

读写器是一种数据采集设备，将前端电子标签所包含的信息，传递给后端的计算机网络。

1.4RFID系统构成

1.读写器的基本组成

读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。读写器通过天线与电子标签进行无线通信，读写器可以看成一个特殊的收发信机；同时，读写器也是电子标签与计算机网络的连接通道。1.4RFID系统构成