RFID(射频识别)技术及其典型应用.ppt

1、RFID(射频识别)技术及其典型应用,报告人：XXX时间：2013-6-7,参考文献：基于RFID的储运一体化系统的设计与实现计算机应用2012-6-15,摘要：结合危险品特性及我国当前危险品的存储和运输现状，设计并实现了一种基于RFID/GPS/CDMA/GIS技术的危险品储运一体化系统。在概述系统架构的基础上详细阐述了系统的硬件设计和实现，并对储运系统的软件进行了模块和功能分析。该系统已经通过用户长时间的测试可有效提高危险品存储和运输的安全性和效率，具有广阔的市场应用前景。,危险品储运一体化系统主要由危险品存储仓库、危险品运输车和危险品储运信息中心3部分构成。危险品储运一体化系统架构如图所

2、示。,作为储运一体化系统核心的危险品储运信息中心，通过CDMA无线网络和车载终端通信,通过Internet网络和危险品存储仓库连接。实现了数据的无缝连接。危险品物流运输车的车载终端通过CDMA网络实时发送车辆的位置及货物信息,接收储运信息中心的指令并进行反馈.。危险品存储仓库的环境控制模块，实时地把仓库的环境信息通过Internet网络发送给信息中心，以实现信息中心对仓库环境的实时监测和控制。,危险品储运一体化系统硬件实现,储运信息中心硬件实现,危险品储运信息中心主要由数据服务器、防火墙、GIS实时显示屏、视频监视器和若干台操作终端构成。数据服务器是系统数据库的存储载体，包括危险品信息、人员信

3、息、车载终端数据信息都存储在数据服务器中。实时显示屏主要是将车载终端实时数据图形化，把运输车在运货物信息、运行线路、车载终端安全状况等信息直观地显示给操作人员。视频监视器主要用于危险品存储仓库的安全监管、对仓库周边环境、人员状况、关键点的人和物的情况进行记录。操作员站提供操作员对整个系统实时监视和控制，管理层可通过远程登录站点，对系统运行情况进行监视。管理层可通Internet过远程登录Web站点，对系统运行情况进行监视。,危险品存储仓库硬件实现,危险品存储仓库主要由温度、湿度、气体浓度传感器，以及空调、抽湿机及报警器等构成，实现仓库的环境监控、提升仓库的安全等级，防止由危险品引发的安全风险。

4、针对不同的危险品有不同的温湿度储藏要求，需将仓库环境温、湿度控制在给定的温度和湿度范围。温度传感器、湿度传感器和气体浓度检测传感器实时采集存储场所的温度、湿度和气体浓度数据，由环境控制模块实现存储仓库的温度、湿度和气体浓度监测与控制，并实现对仓库可能出现的起火等情况进行报警的功能。,车载终端的硬件实现,车载终端由ARM工控板、RFID读写器、GPS接收器、CDMA模块和液晶触摸显示屏模块组成，以多串口型的ARM工控板为核心来控制各个模块的工作，车载终端系统框架如图2所示。,危险品储运一体化系统软件实现,储运信息中心软件开发,采用SQLserver数据库和基于VC6.0的MapX集成二次开发的信

5、息管理系统包括服务器和客服端两部分。,危险品存储仓库环境控制功能的实现,车载终端的软件实现,参考文献：基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统电子技术应用2012年第38卷第6期,摘要：介绍了一种基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统。该系统利用GPRS无线通信技术和射频识别技术，集成了无线网络管理、短信管理、串口管理、密码开门、刷卡开门、手机电话远程开门等多种功能。,该系统综合了GPRS和RFID技术，利用GPRS网络实现门禁上位机对终端机的远程控制和交互数据传输，同时系统采用射频识别技术作为门禁身份识别方法，使门禁管理更安全方便。,该门禁系统由上位机和终端机两部分组成，系统的总体结构框架

6、如图1所示。,上位机由一台装有管理软件的PC机和一台管理机组成。上位机负责IC卡的发放、销毁、数据库的建立、管理、维护和系统数据库下载，负责收集、记录各终端机上传的信息，并向各个终端机发送命令。终端机是门禁系统的直接动作执行部分，包括开关门以及用户的各种自助性服务。上位机和终端机之间通过GPRS网络实现数据交互。,该门禁系统有三种开门方式：密码开门、刷卡开门、手机电话远程开门。,密码开门指住户通过终端机的键盘输入自设定的密码开门；刷卡开门指住户通过系统上位机发放的IC卡开门；手机远程开门指访客通过系统终端机处的键盘拨打绑定的住户手机/电话，住户验证访客身份后，通过手机/电话的*键控制门锁打开。

7、,管理机的硬件结构组成,管理机主要由：电源、GPRS模块、外部存储器、串行通信接口、IC读卡模块组成。管理机的主要功能：读取IC卡信息，协助上位机软件建立数据库；在PC机和终端机之间建立GPRS网络桥梁，以便于PC机与终端机之间实现无线数据交互。,终端机的硬件结构,本终端机主要包括以下几个部分：电源为终端机电路提供不同等级的电压。微控制器负责终端机系统的信息采集、数据处理以及对各功能模块的控制；IC读卡模块负责对IC卡实时读取并将卡片信息上传给CPU；GPRS模块负责终端机与上位机、用户手机/电话之间的信息交互；音调译码器根据接收到用户手机/电话的按键音频脉冲信号实现用户的远程控制；键盘显示模

8、块为人机接口，主要用于访客输入房间号和密码等信息；外部存储器主要存储用户的相关信息；电磁锁驱动门的开关。,GPRS模块选用SIMCOM公司的SIM900B模块，该模块具有体积小、性能稳定、自带天线扣、性价比高等特点，可以实现语音、SMS、数据的低功耗传输。SIM900B的电路连接如图3所示。,IC读卡模块,射频识别RFID是一种非接触式的自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合和传输特性实现对静止或移动物体的自动识别及数据交换。,RFID的实现包括RFID卡及读卡器两部分。（1）射频识别卡对于本系统而言，考虑到安全性及功能的可扩展性，选用了工作频率为13.56MHz的IC卡。（2）读卡器的设计针

9、对本系统所选的IC卡，以MFRC530作为读卡芯片。MFRC530利用了先进的调制和解调技术，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动天线（可达100mm）。,为节省I/O口资源，RC530与单片机采用SPI方式连接，RC530应用电路如图4所示。TX引脚上的电感和电容组成低通滤波器，能够很好地抑制13.56MHz石英晶体振荡器中的高次谐波。接收电路部分的VMID与RX引脚之间连接一个分压器。,系统软件设计,系统软件主要包括管理机、终端机及上位机软件三部分。由于管理机的大部分功能的实现方法与终端机是相同，且子程序是通用

10、的，从而采用模块化的设计方法，以减少软件设计的工作量，缩短系统开发周期。,PC机的上位机软件是系统重要的组成部分，是物业管理人员对门禁系统管理的最直接方式，人性化、操作简单是上位机软件设计最基本的要求。基于各种软件开发工具的优缺点比较，及本系统在软件功能上的具体要求分析，设计中采用Delphi7.0作为上位机软件开发工具。界面主要由管理员命令、操作员命令、服务员命令、串口设置、密码管理以及退出菜单组成。,终端软件流程,RFID的定义,RFID(无线射频识别)技术也被称为电子标签技术，它通过无线射频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作。RFID技术具有无接触、

11、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点，可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域，被公认为二十一世纪十大重要技术之一。,RFID的系统结构,中间件及应用软件,数据协议处理器,标签驱动(射频单元),应用系统,读写器,电子标签,响应单元,编码,存储器,解码,物理接口(调制解调),读数据,写数据,命令,查询,写入,读取,应用程序接口(API),空中接口(AirInterface),芯片,天线,封装,数据,能量,RFID工作流程,读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被启动。射频卡将自身

12、编码等信息透过卡内天线发送出去。读写器接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和译码然后送到后台软件系统处理。后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行相应的动作。,RFID的工作频率(1),RFID的工作频率(2),RFID工作模式,N,S,标签,读写器,读写器,标签,远距离电磁耦合,近距离电感耦合,电磁耦合与电感耦合的差别在于电磁耦合方式中阅读器将射频能量以电磁波的形式发送出去；在电感耦合方式中，阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈的周围，通过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频

13、标签线圈之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。,RFID与其它系统的比较,RFID的技术特点,RFID不仅仅是改进的条码非接触式，中远距离工作大批量、由读写器快速自动读取信息量大、可以细分单品芯片存储，可多次读取可以与其他各种传感器共同使用,RFID标签的分类,按供电方式分：有源(Active)标签和无源(Passive)标签。按工作频率分：低频（LF）标签、高频（HF）标签、超高频（UHF）标签以及微波（uW）标签。按通信方式分：主动式标签（TTF）和被动式标签（RTF）。按标签芯片分：只读（R/O）标签、读写（R/W）标签和CPU标签。,IC卡的分类,RFID的行业应用(1),门禁管制：人员出入门禁监控管理动物监控：畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪交通运输：高速公路的收费系统物流管理：航空运输的行李识别，存货、物流运输管理自动控制：汽车、家电、电子业之分类、组装生产线管理医疗应用：医院的病历系统、仪器仪表设备管理物料管控：工