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1、讲师 王伟 RFID技术的介绍和应用 1 目录 4 RFID技术的应用案例 3 RFID技术的发展现状和前景 2 RFID技术的工作原理及分类 1 RFID技术的简单介绍 2 1 RFID技术的简单介绍 到底什么是RFID技术呢 3 RFID的英文全称是RadioFrequencyIdentification 射频识别 又称电子标签 无线射频识别 感应式电子晶片 近接卡 感应卡 非接触卡 电子条码 RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据 识别工作无须人工干预 可工作于各种恶劣环境 RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签 操作快捷方
2、便 短距离射频产品不怕油渍 灰尘污染等恶劣的环境 可在这样的环境中替代条码 例如用在工厂的流水线上跟踪物体 长距射频产品多用于交通上 识别距离可达几十米 如自动收费或识别车辆身份等 4 常用名词 RFID 射频识别 一种利用无线射频进行非接触双向通信的识别方式Tag 电子标签 Reader 读写器 Antenna 天线发展历史 二战时期出现70年代开始应用90年代大规模应用90年代末EPC的提出 5 RFID与其他系统的比较 6 RFID与物联网 物联网是新一代信息技术的重要组成部分 其英文名称是 TheInternetofthings 由此 顾名思义 物联网就是物物相连的互联网 这有两层意思
3、 第一 物联网的核心和基础仍然是互联网 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络 第二 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间 进行信息交换和通信 因此 物联网的定义是通过射频识别 RFID 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器等信息传感设备 按约定的协议 把任何物品与互联网相连接 进行信息交换和通信 以实现对物品的智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 在这个网络中 物品 商品 能够彼此进行 交流 而无需人的干预 其实质是利用射频自动识别 RFID 技术 通过计算机互联网实现物品 商品 的自动识别和信息的互联与共享 而RFID正是能够让物品 开口说话 的一种技术 在 物联网 的构想中 RF
4、ID标签中存储着规范而具有互用性的信息 通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统 实现物品 商品 的识别 进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享 实现对物品的 透明 管理 7 2 RFID技术的工作原理及分类 2 1射频识别的工作原理 标签进入磁场后 接收读写器发出的射频信号 凭借从感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 PassiveTag 无源标签或被动标签 或者由标签主动发送某一频率的信号 ActiveTag 有源标签或主动标签 读写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 8 2 RFID技术的工作原理及分类 2 1射频识别的工作原理 电子标签与阅读
5、器之间通过耦合元件实现射频信号的空间 无接触 耦合 在耦合通道内 根据时序关系 实现能量的传递 数据的交换 发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种 1 电感耦合 变压器模型 通过空间高频交变磁场实现耦合 依据的是电磁感应定律 电感耦合方式一般适合于中 低频工作的近距离射频识别系统 2 电磁反向散射耦合 雷达原理模型 发射出去的电磁波 碰到目标后反射 同时携带回目标信息 依据的是电磁波的空间传播规律 9 2 RFID技术的工作原理及分类 2 1射频识别的工作原理 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 电磁耦合方式 阅读器将射频能量以电磁波的形式发送出去
6、 电感耦合方式 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标签线圈之间的射频通道 没有向空间辐射电磁能量 10 2 RFID技术的工作原理及分类 2 2RFID标签的分类 目前市场上已有多种电子标签可供选择 按照标签内是否有内置电池可主要分为以下三大类 11 2 RFID技术的工作原理及分类 2 3射频识别的工作频率 不同频段的RFID产品会有不同的原理和特性 无源电子标签与读写器之间的沟通方式主要有两种 感应耦合和电磁波 RFID电子标签的工作频率有低频 LF125KHz到135KHz 高频 HF13 56MHz 超高频 UHF860MHz到96
7、0MHz之间 12 2 RFID技术的工作原理及分类 2 3射频识别的工作频率 13 2 RFID技术的工作原理及分类 2 3射频识别的工作频率 14 2 RFID技术的工作原理及分类 2 3射频识别的工作频率 频段 低频135KHZ 高频13 5MHZ 超高频860 960MHZ 读写距离 1m以下 3m以下 10m以下 技术标准 ISO1800 2ISO11784 11785 ISO1800 3ISO15693ISO14443 ISO18000 6ISO18000 7 通讯方式 电感耦合 电感耦合 电磁传播 应用场合 1动物识别与监控2货物 防盗管理 1门禁系统2废弃物管理3智能卡系统 1
8、全球供应链管理2集装箱追踪 微波2 45或5 8GHZ 大于10m 电磁传播 1车辆识别2区域定位 ISO1800 4 15 3 RFID技术的发展现状与前景 3 1射频识别的发展历史 RFID技术诞生于二战期间 最早被英国皇家空军用于识别自家和盟军的战机 英国为了识别返航的飞机 就在盟军的飞机上装备了一个无线电收发器 进而当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后 飞机上的收发器接收到这个信号后 回传一个信号给探询器 探询器根据接收到的回传信号来识别敌我 这是有记录的第一个RFID敌我识别系统 也是第一个RFID的第一次实际应用 之后 RFID技术也被陆续应用于野生动物跟踪 公路收费系
9、统等领域 20世纪90年代以后 随着集成电路制造和信息技术的飞速发展 RFID技术日趋成熟 其成本也越来越低 开始逐渐引起人们的关注 16 3 RFID技术的发展现状和前景 3 2射频识别的优势 17 3 RFID技术的发展现状和前景 3 3射频识别的发展前景 目前 RFID已逐渐应用于智能交通 产品防伪 身份识别等领域 并逐渐走进了我们的日常生活 如在北京2008年奥运会的门票管理以及上海等城市的交通一卡通系统等 RFID射频识别技术已经逐步发展成为独立跨学科的专业领域 RFID射频识别技术将大量的来自完全不同的专业领域的技术 例如 高频技术 电磁兼容技术 半导体技术 数据保护和密码学技术
10、电信技术 制造技术等 综合起来 近十多年来 RFID射频识别技术得到了快速发展 逐步被广泛应用于工业自动化 商业自动化 交通运输控制管理等众多的溯源和防伪应用领域 而随着技术进步 基于RFID射频识别技术产品的种类将越来越丰富 应用也将越来越广泛 可预计 在今后的几年中 RFID射频识别技术将持续保持高速发展的势头 总体而言 RFID射频识别技术当前发展趋于标准化 低成本 低差错率 高安全性 低功耗 18 3 RFID技术的发展现状和前景 3 3射频识别的发展的前景 19 3 RFID技术的发展现状和前景 3 4射频识别在我国的发展 我国RFID技术起步较晚 标准也尚未统一 应用领域较国外也相
11、对局限 并且对于RFID在企业信息化等领域中的应用 尚处在探索阶段 我国RFID的频段划分工作难度较大 主要是在UHF800 900MHz这个频段 因为我国在800 900MHz的频段都有了频率规划 包括公共通讯 立体声广播传输等业务 已经基本上没有空闲的频率留给RFID业务 在2007年出台的 800 900MHz频段射频识别 RFID 技术应用规定 试行 中对我国RFID使用频率划分了双频段 除了和点对点立体声广播共用920 925MHz频段外 还从800MHz频段中划出了840 845MHz供使用 在标准的制定过程中 我国要么自主制定自己的技术标准 要么承认欧美或日本的标准 但这些都不是
12、最好的国际化发展策略 因为自己制定标准固然可以使企业节省不少标准使用费 但中国正在成国世界的 制造中心 很多产品要出口到国际市场 我们不能期望国际市场都来支持中国的标准 所以中国政府应根据中国国情制定一套既能与国际兼容 又具有中国特色的标准 有利于缩小在RFID领域与国际技术差距 为中国的企业在RFID领域争取更多的主动权 20 3 RFID技术的发展现状和前景 在不久的将来 随着RFID设备成本的不断降低 标准的逐步统一 数字信息技术在各行业的深入广泛应用 规模应用行业的扩大 RFID技术将会有更广阔的发展前景 其潜在的价值将会发挥出来 RFID技术产业将逐步壮大与成熟 21 4 RFID技
13、术的应用案例 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 工厂物料的自动化盘点及控制系统质量追踪 成品质量追踪 回馈资源回收 栈板 可回收容器等管理防盗应用 超市 图书馆或书店的防盗管理防仿假冒 名牌烟酒及贵重物品的打假防伪废物处理 垃圾回收处理 废弃物管控系统联合票证 多种用途的智能型储值卡 一卡通等危险物品 军械枪支 雷管炸药管制 22 23 24 加州技术创新博物馆使用RFI
14、D技术来拓展和增强参观者的参观体验 他们给前来参观的访问者每人一个RFID标签 使其能够在今后其个人网页上浏览此项展会的相关信息 这种标签还可用来确定博物馆的参观者所访问的目录列表中的语言类别 案例1 美国技术创新博物馆利用RFID技术拓展参观者体验 25 由于其他参观者的影响以及时间限制等问题 参观者并不能够像其所期望的能够很好的了解和学习较多的与展示相关的知识 事实上 美国明尼苏达州的科技博物馆曾对此进行调查并指出平均每个参观者参观科技博物馆中的每个陈列展品所用的时间约为30秒钟 通过使用RFID标签来自动的创造出个人化的信息网页 参观者便可以选择在其方便的时候在网页上查询某个展示议题的相
15、关资料 或者找寻博物馆中的相关资料文献 在参观结束之后 参观者还可以在学校或家中通过网络访问网站my thetech org并键入其标签上一个16位长的ID号码并登陆 这样他们就可以访问其独有的个人网页了 26 这种RFID腕圈很像一个带有饰物的手链 它是由一个三英寸长一英寸宽的黑色橡皮圈将该博物馆的标签固定住的 每一个RFID标签都有一个特有的16位长的数字密码粘贴在饰物上面 对于用户来说 他们根本不需要提供任何的邮箱地址或其它类似的信息 他们只需要提供一个16位长的数字密码就可以直接登陆到他们的个人网页 27 五粮液在酒瓶盖上集成小型超高频电子标签 实现酒类防伪功能 案例2 商品防伪 标签
16、天线 单瓶级验证 28 在现代化 标准化 规模化的种子基地生产中 为了方便种子成熟后的收获及后期入库和运输 制种基地需要一定的种子生产配套设施 育种小车 减少收种过程中的人为混杂及机械混杂 同时记录下种子的重量 含水量 植株高度等相关信息 根据这些信息对种子进行初步的分装处理提高生产效率 通过内置的信息管理系统记录种子信息 功能描述 案例3 RFID在育种中的应用 电子衡器 测距仪器 水分测定仪 RFID 打包机 GPS 通过育种小车的输入设备将数据保存到信息管理系统中 29 RFID技术是数据自动收集 识别 定位系统的一部分 RFID技术的应用可以大幅提高育种运作效率 通过天线与RFID电子标签进行无线通信 可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作 可以加快种子出入库时间 减少现场操作人员 实现快速而精确的库存盘点 实现准确定位跟踪 30 Thanks 31
