《射频识别技术及应用》课件RFID概论

1RFID概论

RFID概论1.RFID的概念及特点2.RFID系统构成3.RFID系统工作流程及分类4.RFID系统案例相关自动识别技术对比2目录RFID概论1.RFID的概念及特点2.RFID系统构成3.RFID系统工作流程及分类4.RFID系统案例相关自动识别技术对比3为什么要学RFID物联网的定义是，通过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。4什么是RFID

射频识别是无线电频率识别（RadioFrequencyIdentification,RFID）的简称，即通过无线电波进行识别。RFID技术是一种自动识别技术，它利用射频信号实现无接触信息传递，达到物体识别的目的。5RFID的优点

RFID技术无须与被识别物体直接接触，即可完成信息的输入和处理，能快速、实时、准确地采集和处理信息，是二十一世纪十大重要技术之一。1．RFID标签抗污损能力强2．RFID标签安全性高3．RFID标签容量大4．RFID可远距离、同时识别多个标签5．RFID是物联网的基石6RFID的发展历程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。1948年，HarryStockman发表的论文“用能量反射的方法进行通信”，是RFID理论发展的里程碑。20世纪50年代是RFID技术的探索阶段。1961～1980年间，RFID技术变成了现实。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。7RFID的发展历程：现实阶段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。8RFID的发展历程：推广阶段

20世纪90年代是RFID技术的推广期，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。RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得到了广泛应用。社区和校园大门控制系统也开始使用射频识别系统。9RFID的发展历程：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在现代商店的应用RFID婚礼仪式现场RFID在门禁系统应用东莞RFID图书管理系统雷诺RFID卡RFID应用案例11目录RFID概论1.RFID的概念及特点2.RFID系统构成3.RFID系统工作流程及分类4.RFID系统案例相关自动识别技术对比12什么是RFID系统RFID系统应答器阅读器高层其它13什么是RFID系统RFID系统应答器阅读器高层其它14什么是RFID系统RFID系统应答器阅读器高层其它15应答器

RFID系统中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体称为应答器。应答器中存放的识别信息由阅读器读出。由芯片及天线组成，附着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。16应答器（射频卡或标签）射频卡物理尺寸符合ID-1型卡的规范，其宽度*高度*厚度为85.6mm*53.98mm*0.76mm容许误差。通常用于身份识别和收费。17应答器（射频卡或标签）（1）我国第二代身份证

我国第二代身份证相当于一个电子标签。（2）城市一卡通

城市一卡通的消费领域包括公交汽车、地铁、路桥收费和水电煤缴费等。（3）门禁卡

门禁卡的厚度是信用卡厚度的2～3倍，允许进入的特定人员会配发门禁卡。18应答器（射频卡或标签）标签可用于动物标识、商品货物识别、集装箱识别等。应答器芯片安放在一张薄纸膜或塑料膜内，这种薄膜往往与一层纸胶合在一起，较为容易粘贴到被识别物体上。19应答器的主要性能参数：工作频率读/写能力编码调制方式数据传输速率信息数据存储容量工作距离多应答器识读能力（亦称防碰撞或防冲突能力）安全性能（密钥、认证）等。20无源应答器：不附有电池，从阅读器发出射频能量中提取工作所需的电能。采用电感耦合方式的应答器多为无源应答器。应答器的分类21无源应答器：不附有电池，从阅读器发出射频能量中提取工作所需的电能。采用电感耦合方式的应答器多为无源应答器。半无源应答器：内装有电池，起辅助作用，对维持数据的电路供电或对应答器芯片工作所需的电压作辅助支持，用于传输通信的射频能量源自阅读器。

应答器的分类22无源应答器：不附有电池，从阅读器发出射频能量中提取工作所需的电能。采用电感耦合方式的应答器多为无源应答器。半无源应答器：内装有电池，起辅助作用，对维持数据的电路供电或对应答器芯片工作所需的电压作辅助支持，用于传输通信的射频能量源自阅读器。

有源应答器：工作电源完全由内部电池供给，同时内部电池能量也部分地转换为应答器与阅读器通信所需的射频能量。应答器的分类23应答器电路的基本结构24应答器电路的基本结构天线电路用于获取射频能量25应答器电路的基本结构电源电路整流稳压后为应答器电路提供直流工作电压。对于可读写应答器，电源电路还需要产生写入数据时所需的直流高电压。26应答器电路的基本结构如果应答器带有微控制器或者数字信息处理器，成为智能应答器。27什么是RFID系统RFID系统应答器阅读器高层其它28阅读器

阅读器不仅可以读出存放的信息，而且可以对其进行写入，读写过程是通过双方之间的无线通信来实现的。29阅读器（也称读写器或基站）：是读取和写入电子标签内存信息的设备。阅读器又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。30阅读器（也称读写器或基站）：是读取和写入电子标签内存信息的设备。阅读器又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。

阅读器是一种数据采集设备，其基本作用就是作为数据交换的一环，将前端电子标签所包含的信息，传递给后端的计算机网络。31阅读器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。阅读器通过天线与应答器进行无线通信，阅读器可以看成一个特殊的收发信机；同时，阅读器也是应答器与计算机网络的连接通道。

32阅读器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。阅读器通过天线与应答器进行无线通信，阅读器可以看成一个特殊的收发信机；同时，阅读器也是应答器与计算机网络的连接通道。根据读写器外形和应用场合，读写器可以分为固定式读写器、OEM模块式读写器、手持式读写器、工业读写器和读卡器等。33固定式读写器

固定式读写器一般是指天线、阅读器与主控机分离，阅读器和天线可以分别安装在不同位置，阅读器可以有多个天线接口和多种I/O接口。34

手持便携式读写器是指天线、读写器与主控机集成在一起，适合用户手持使用的电子标签读写设备，其工作原理与固定式读写器基本相同。

RFID阅读器Android工业级平板电脑35

手持便携式读写器是指天线、读写器与主控机集成在一起，适合用户手持使用的电子标签读写设备，其工作原理与固定式读写器基本相同。

手持便携式读写器一般带有液晶显示屏，并配有输入数据的键盘，常用在付款扫描、巡查、动物识别和测试等场合。36工业读写器

工业读写器是指应用于矿井、自动化生产或畜牧等领域的读写器，工业读写器一般有现场总线接口，很容易集成到现有设备中。读卡器

读卡器也称为发卡器，主要用于电子标签对具体内容的操作，包括建立档案、消费纠错、挂失、补卡和信息修正等。37阅读器的功能：以射频方式向应答器传输能量；从应答器中读出数据或向应答器写入数据；完成对读取数据的信息处理并实现应用操作；④若有需要，应能和高层处理交互信息。38阅读器的技术参数

（1）工作频率

（2）输出功率

（3）输出接口

（4）读写器形式

（5）工作方式

（6）读写器优先与电子标签优先39阅读器的电路组成

40阅读器的电路组成

包括编码、调制和功率放大电路，用于向应答器传送命令和写数据。41阅读器的电路组成

产生符合RFID系统要求的射频振荡信号。42阅读器的电路组成

包括解码、解码电路，用于接收应答器返回的应答信息和数据。根据应答器的设置，还应考虑防碰撞电路。43阅读器的电路组成

微控制器是阅读器工作的核心，完成收/发控制、向应答器发送命令与写数据、应答器数据读取与处理、与应用系统的高层进行通信等任务。44什么是RFID系统RFID系统应答器阅读器高层其它45高层对于独立的应用，阅读器可以完成应用的需求，例如，公交车上的阅读器可以实现对公交票卡的验读和收费。但对于多阅读器构成网络架构的信息系统，高层是必不可少的。46高层如何将现有的系统与RFID阅读器连接？47高层如何将现有的系统与RFID阅读器连接？中间件48高层如何将现有的系统与RFID阅读器连接？中间件49中间件RFID中间件是介于RFID阅读器和后端应用程序之间的独立软件，能够与多个RFID阅读器和多个后端应用程序连接。应用程序使用中间件所提供的一组通用应用程序借口（API），就能连接到RFID阅读器，读取RFID应答器数据。50什么是RFID系统RFID系统应答器阅读器高层其它51天线的特点阅读器和应答器都需要安装天线。天线的目标是取得最大的能量传输效果。选择天线时，应考虑天线类型、天线的阻抗、应答器附着物的射频特性、阅读器与应答器周围的金属物体等因素。在应答器中，天线和应答器芯片封装在一起。

52天线的分类

RFID系统所用的天线类型主要有偶极子天线、微带贴片天线、线圈天线等。53天线的分类

RFID系统所用的天线类型主要有偶极子天线、微带贴片天线、线圈天线等。偶极子天线辐射能力强，制造工艺简单，成本低，具有全向方向性，常用于远距离RFID系统。微带贴片天线的方向图是定向的，但工艺较复杂，成本较高。线圈天线用于电感耦合方式的RFID系统中，适用于近距离（1m以下）的RFID。54目录RFID概论1.RFID的概念及特点2.RFID系统构成3.RFID系统工作流程及分类4.RFID系统案例相关自动识别技术对比55RFID系统的工作流程56RFID系统的工作流程阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号57RFID系统的工作流程应答器获得能量被激活58RFID系统的工作流程59RFID系统的工作流程应答器将自身信息通过内置天线发送出去60RFID系统的工作流程阅读器天线接收到从应答器发送来的载波信号61RFID系统的工作流程阅读器天线将载波信号传送到阅读器62RFID系统的工作流程阅读器对接收信号进行解调和解码，然后送到系统高层63RFID系统的工作流程系统高层根据逻辑运算判断该电子标签的合法性64RFID系统的工作流程系统高层做出相应处理，发出指令信号，控制执行机构动作65RFID系统射频识别的应用系统构架最简单的应用系统只有单个阅读器，它一次对一个应答器进行操作，如公交汽车上的票务操作。

66RFID系统射频识别的应用系统构架较复杂的应用需要一个阅读器可同时对多个应答器进行操作，即要具有防碰撞（亦称防冲突）的能力。67RFID系统射频识别的应用系统构架

更复杂的应用系统要解决阅读器的高层处理问题，包括多阅读器的网络连接。

68目录RFID概论1.RFID的概念及特点2.RFID系统构成3.RFID系统工作流程及分类4.RFID系统案例相关自动识别技术对比69RFID的应用RFID应用领域广泛，且每种应用的实现，都会形成一个庞大的市场，因此可以说射频识别是一个重要的新的经济增长点。目前，RFID在票务系统（城市公交车、高速公路收费、门票等）、收费卡、城市交通管理、安检门禁、物流、家政、食品安全追溯、药品、矿井生产安全、防盗、防伪、证件、集装箱识别、动物追踪、运动计时、生产自动化、商业供应链等众多领域获得广泛应用。70汽车防盗1RFID的较新应用。已经开发出足够小的应答器，能够封装到汽车钥匙里。该钥匙中含有特定的应答器，在汽车上装有阅读器。当钥匙插入到点火器中时，阅读器能够辨识钥匙的身份。如果阅读器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易地防止短路点火。71汽车防盗2在另一种汽车防盗系统中，司机自己带有一应答器，其作用范围是在司机座椅44-45cm以内，阅读器安装在座椅的背部。当阅读器读取到有效的ID号时，系统发出信号，然后汽车才能启动。如果司机离开汽车，车门敞开等，阅读器不能读到有效ID号，引擎会自动关闭同时触发报警装置。这种应答器也可用于办公室和家庭。72汽车防盗3RFID可应用于寻找丢失的汽车。在城市的各主要街道装置RFID系统，只要车辆带有应答器，当其路过时，该汽车的ID号和当时时间都将会被自动记录，被送至城市交通管理中心的计算机。若警察驾驶若干带有阅读器的流动巡逻车，更方便地检测车辆的行踪。73RFID应用案例74RFID应用案例

RFID在现代商店的应用RFID在门禁系统应用东莞RFID图书管理系统雷诺RFID卡RFID婚礼仪式现场RFID应用案例76目录RFID概论1.RFID的概念及特点2.RFID系统构成3.RFID系统工作流程及分类4.RFID系统案例相关自动识别技术对比77相关的自动识别技术自动识别技术：包括条形码、接触式IC卡、生物特征识别、光学字符识别（OCR）以及射频识别（RFID）等。78相关的自动识别技术自动识别技术：包括条形码、接触式IC卡、生物特征识别、光学字符识别（OCR）以及射频识别（RFID）等。条形码（BarCode）技术：最早产生在20世纪20年代，由一组规则排列的条和空、相应的数字组成。一维码二维码79一维条形码全球贸易项目代码（GTIN），为全球贸易提供唯一标识的一种代码，有四种编码结构：EAN

UCC-13（EAN13）、EAN

UCC-8（EAN8）、UCC-12以及EAN

UCC-14。（P294表10.1）80零售商品的标识代码主要采用EAN.UCC-13，EAN.UCC-8和UCC-12。在我国，通常情况下选用13位数字代码结构的EAN.UCC-13条形码，出口到北美时才申请UCC-12代码。（类似于电话号码分区）81结构种类厂商识别代码商品项目代码检验码结构1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13结构2X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X1382结构种类厂商识别代码商品项目代码检验码结构1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13结构2X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13EAN编码组织在EAN分配的前缀码的基础上分配给厂商唯一标识。左起三位前缀码690-693是EAN分配给中国物品编码中心的前缀码。83结构种类厂商识别代码商品项目代码检验码结构1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13结构2X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13690和691采用结构一，692和693采用结构二84结构种类厂商识别代码商品项目代码检验码结构1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13结构2X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13商品项目代码可由厂商自行编码，但必须符合唯一性、永久性和无含义等原则。85结构种类厂商识别代码商品项目代码检验码结构1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13结构2X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13用于检验厂商识别代码、商品项目代码的正确性86前缀码商品项目代码检验码X1X2X3X4X5X6X7X887二维条形码一类由矩阵代码和点代码组成，其数据以二维空间的形态编码。矩阵代码有MaxiCode，DataMatrix，CodeOne等，这种条形码可以做得很小，甚至可以硅芯片实现，很适用于小物件。88二维条形码一类由矩阵代码和点代码组成，其数据以二维空间的形态编码。一类二维条形码是包含重叠的或多行的条形码符号，代表性的条形码编码有PDF417和CODE49等。89RFID与条形码RFID可以识别单个非常具体的物体，而条形码仅能够识别物体的类别。90RFID与条形码RFID可以识别单个非常具体的物体，而条形码仅能够识别物体的类别。RFID采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码是靠激光来读取外部数据。91RFID与条形码RFID可以识别单个非常具体的物体，而条形码仅能够识别物体的类别。RFID采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码是靠激光来读取外部数据。RFID可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地顺序读取。92RFID与条形码RFID可以识别单个非常具体的物体，而条形码仅能够识别物体的类别。RFID采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码是靠激光来读取外部数据。RFID可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地顺序读取。RFID的应答器可存储的信息量大，并可进行多次改写。93RFID与条形码RFID可以识别单个非常具体的物体，而条形码仅能够识别物体的类别。RFID采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码是靠激光来读取外部数据。RFID可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地顺序读取。RFID的应答器可存储的信息量大，并可进行多次改写。RFID易于构成网络应用环境，对于商品货物而言，可都建所谓“物流网”。94RFID的不足RFID标签的价格问题RFID标签涉及的隐私问题RFID标签的安全性问题标准统一的问题95RFID的不足RFID标签的价格问题RFID标签涉及的隐私问题RFID标签的安全性问题标准统一的问题96RFID的不足RFID标签的价格问题目前，RFID标签的整体价格约为9美分，而条形码的价格要便宜很多。RFID标签的整体价格在5美分以下时，才会获得大面积的