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1、RFID介绍与集成案例解析目录目录o概要性介绍o各领域典型案例简析o实际案例详解o如何成功实现RFID解决方案n需求分析n硬件选择n软件设计第一部分 概要性介绍RFID概念、原理、各种应用简介何谓何谓RFID?RFID?o无线射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）是一种非接触 的自动识别技术，其基本原理是利用射频信 号和空间耦合（电感或者电磁耦合）传输特 性，实现对被识别物体的自动识别。o我们称无线射频识别技术也为电子标签系统RFID系统组成oo天线天线(Antenna (Antenna , or coil) ) oo读取器读取器(Reader
2、(Reader , transceiver) ) oo感应标签感应标签(Transponder(Transponder, or RF Tag, 或硅芯片) )RFID优点o体积小：Hitachi研发的被动式RFID芯片仅0.4mm X 0.4mm大小，与一颗沙粒相仿，可贴附在任何大小的商品上。o成本低廉：估计RFID芯片被大量应用时单颗成本降至5分美金 以下。o不易被仿制：RFID可隐藏于物品内，除大型IC制造厂外无法 被仿制。o可储存大量数据：芯片内藏96 bits容量，可辨识1600万种 产品，680亿个不同序号。相对条形码方式常遭遇序号重复等 问题。o快速非接触式读取方式：间隔7米（某些
3、超高频设备）即可感 应，每秒可读取250个标签，比条形码辨识快数十倍，无须人 工手持条形码机逐个扫描。o其它特色：减少人工手动错误确保品质降低成本，提供实时性 数据等。 感应标签(Transponder)的分类 (Page 1 of 3)o感应标签(Transponder)的主要功用在于接收到Reader的 命令后，将本身所储存的编码(Code)回传给Reader。根据不 同的功能可区分为 ：n只读(RO)： 成本最低，其程序及数据编码于制造时便写入，使用 者无法更改数据内容。n单次写入多次读取( OTP)：o允许使用者单次写入数据，在写入数据后便成为只读， 数据无法更改。o因良率问题，故目前
4、市面上此规格芯片较少。n多次读写(RW)： 价格最为昂贵，但它却可以让使用者多次写入。感应标签(Transponder)的分类 (Page 2 of 3)o根据有无电源而区分为Passive和Active两种：nPassive Tag (被动式)oPassive感应器本身并无电源，其电源是来自Reader，由 Reader发射一频率使感应器产生能量而将数据回传给Reader。 o体积比较轻薄短小并且拥有相当长的使用年限。 o感应的距离较短 。nBattery Assisted(半主动) o本身有电池,电池只对自身的数字电路供电,数据发送通过阅读器 的能量场激活后,通过反射方式发送。 o感应的距
5、离较远 。nActive Tag (主动式)o价格较高；因内建电池，所以体积比Passive tag大。 o有使用之年限 。o较长的感应距离 。感应标签(Transponder)的分类 (Page 3 of 3)o根据频率的高低，大致上可分为以下三类:n低频率(Low Frequency)： 100500KHz 低频率的感应距离较短以及读取速度较慢， 以125KHz 为主。 穿透能力好。n高频率(High Frequency)： 1015MHz 高频率的感应距离略长，读取速度也较低频率来的快，以 13.56MHz为主 。n超高频率(Ultra High Frequency/Microwave)
6、 介于860960MHz(UHF)以及2.45GHz之间，超高 频率的感应距离最长，速度也最快 。穿透性差.o复合频率n双频125KHz+6.8MHzn混频/复合卡LF+HFRFID频率特征低频(LF:125- 134KHz)o用于:门禁管理、家畜识别、运动计时、托盘跟踪、汽车点火、 无线商务等o电感耦合o天线很多圈，不能印刷o阅读距离短（最远1米）,可以通过增加功率提高距离o存储容量64-2k bitso带宽窄，数据传输速率较低o不能多标签同时识别o识别速度慢o对干扰不敏感,在金属或液体(潮湿)环境中拥有较高的识读能力RFID频率特征高频（HF：6- 13.56MHz）o应用于：供应链、无线
7、商务、票务、产品防伪o电感耦合o比低频线圈圈数少，天线可以印刷o阅读距离可达1.5米o传输速率高于低频o可以多标签同时识别o对金属比较敏感会减少识读距离和识读率o在高湿环境和液体中识读能力较差RFID频率特征超高频（UHF:433 960MHz）o用于：供应链、收费、实时监控等o电磁传播o天线比低频和高频小,印刷容易o阅读距离可达20米o传输速率高o阅读速度快o多标签同时识别(80张/秒)o对高湿和金属敏感,基本无法识读RFID频率特征微波（2.45GHz- 5.8GHz）o用于交通工具控制和管理等o电磁传播o简单的双极天线o阅读距离大于10米o传输速率高o阅读速度快o对高湿和金属敏感,基本无
8、法识读频谱划分及用途RFID运作原理 (Page 1 of 3)RFID运作原理 (Page 2 of 3)RFID运作原理 (Page 3 of 3)以汽车收费站监控的例子说明。 RFID 系统由 Tag 芯片、天线、 读卡器所组成，接收信息并传至计算机系统处理标签生产过程RFID芯片卡构造示例RFID芯片卡构造示例标签天线电子标签的未来发展o无源系统是未来主流趋势o性能更加优越：作用距离更远、无线读写性能更加 完善、高度移动识别、快速多标签读写、一致性更 好、环境适应性更好、体积更小。o标签功能多元化，如带有蜂鸣器的标签等。o新技术的应用，使标签成本更加低廉。和市场的发 展相关。o专用标签
9、的研发与应用。oRFID的工业应用：传感器功能RFID读卡器示例阅读器的结构阅读器简介o读头也称为阅读器，它在射频识别（RFID）系统 中在起到举足轻重的作用。首先读头的频率决定了 射频识别系统的工作频段，其次，读头的功率直接 影响到射频识别的距离。o对于有的厂家提供的标签芯片来讲，是全频段的。 即，对于所有频率（超高频、微波等）而言，芯片 是一样的。在实际应用中，不同频率的阅读器均可 以读出相同的芯片。但在标签封装时，根据不同的 应用和标识的产品频率范围需要采取不同的天线和 封装形式。RFID 读取流程读卡器读卡器外部天线外部天线RFIDRFID芯片芯片资料中心资料中心标签标签RadioRa
10、dio FrequencyFrequency资料显示资料显示阅读器的发展趋势o读头模块化，甚至可以将不同协议集成在一个读头模块上。o智能多天线接口，采用相位控制技术。o多种通信数据接口，适应不同的应用系统需求。接口之间是可 以转化的。o多制式兼容，可以兼容读取多种协议的标签，如EPC、 ISO18000-6等。o小型化、便携化、嵌入化、模块化。o多频段兼容。o多种自动识别技术集成，如条码与RFID集成。o更多新技术的应用。如智能信道分配技术、扩频技术、码分多 址技术等。电子标签系统基本参数o识别距离o抗冲撞性能o识别速度o系统频率o发射功率o识别率o电子标签系统应用环境o无线电政府监管o隐私权
11、o认证体系数据安全性o只读卡仅存ID信息，相关内容在后台o可写卡o一次写入/锁存/多次读出o密码访问机制o数字签名方式o防止伪造/防止抵赖o金融领域一般采用CPU卡（3DES/椭圆曲 线加密算法 RFID应用方式o在RFID的实际应用中，电子标签附着在被识别的 物体上（表面或者内部），当带有电子标签的被识 别物品通过读头的可识读区域时，读头自动以无接 触的方式将电子标签中的约定识别信息取出，从而 实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能 。读头系统又包括读头和天线，有的读头是将天线 和读头模块集成在一个设备单元中的，成为集成式 读头。RFID的应用模式与应用级别RFID的应用模式o出入门通
12、道式o货架位置式o叉车（堆垛机）移动式o人工移动式o便携式 RFID应用层级o单品级：1盒烟o基本包装级：1条烟o集约包装级：1箱烟o托盘级：8箱烟o集装箱/卡车级：1集装箱或者1卡车香烟（若干箱）射频芯片通信标准o目前国际上与RFID相关的通信标准主要有:ISO/IEC 18000标准（包括7个部分，涉及125KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860960MHz, 2.45GHz等频段）， ISO11785（低频）oISO/IEC 14443标准（13.56MHz），ISO/IEC 15693标准（13.56MHz）oEPC标准（包括Class0, Class1和GEN2等三种协
13、议, 涉及HF和UHF两种频段）(Auto-ID Center推出 ，推行的EPC电子产品编码标准。oUID-日本泛在公司负责推广(分为CLASS06)EPC按照EPC，电子标签系统可以分为：oCLASS 0：只读oCLASS 1：一次写入，多次读出oCLASS 2：可读写oCLASS 3：半主动系统(有电池,激活工作)oCLASS 4：主动系统oCLASS 5：主动系统(GPS或INTERNET)ISO-18000oISO-18000-1全球通用频率借口通信一般参数oISO-18000-2 135KHZ以下的非接触接口通信参 数oISO-18000-3 13.56MHZ非接触接口通信参数oI
14、SO-18000-4 2.45GHZ非接触接口通信参数oISO-18000-5 5.8GHZ非接触接口通信参数oISO-18000-6 860915MHZ 非接触接口通信参 数中国标准情况o低频125KHZ 颁布为标准GB18937- 2003,TB/T3070-2002应用与动物识别和 人员出入管理o高频13.56MHZ 将颁布15693-1,2,3oUHF标准未定,正在917922MHZ之间测 试频率一般会采用ISO-18000-6o超高频一般在2.45GHZ 标准未定RFID主要应用o门禁管理/身份辨识n最成熟之市场。n低成本、大量之RFID卷标或卡片。n125KHz以及ISO15693
15、规格(13.56MHz)主导这个市场。o运输系统n城市公交及一卡通系统(14443规格)n运输与配送：车辆n制造与加工：生产自动化n安全与认证：人员识别n动物识别n废弃物管理n邮包跟踪n航空行李跟踪n道路收费管理第二部分 各领域典型案例简析oRFID经典应用领域 n运输与配送：车辆n制造与加工：生产自动化n安全与认证：人员识别o积极试点，高成长性领域 n动物识别n废弃物管理n会议与计时n邮包跟踪n航空行李跟踪n道路收费管理RFID特殊应用领域o电子物品监视（EAS）o贵重仪器设备的防盗管理、非授权使用管理或者资产管理o车辆、停车场及加油站/仓库设施管理o过路过桥费的自动收取o、危险场合的门禁控
16、制管理o动物管理/个性化喂养o数控机床工具的自动识别o柔性加工系统中产品数量与过程控制o运动计时o犯罪嫌疑人的监视o车辆防盗系统和汽车点火系统RFID 防伪领域应用示例 -主机板产品防伪现存问题 伪造厂商将伪造品伪造厂商将伪造品 流入市场中流入市场中不知情的消费者不知情的消费者 购买到伪造品购买到伪造品不知情的零售商或通路商不知情的零售商或通路商 采购到伪造品采购到伪造品维修服务人员无法辨识产品维修服务人员无法辨识产品 之真伪，无奈只得接受换修。之真伪，无奈只得接受换修。公司蒙受利润及商誉损失。公司蒙受利润及商誉损失。Data CenterData CenterRFID 防伪领域应用示例 -主机板产品防伪解决方案将将RFIDRFID芯片置于主机板上。芯片置于主机板上。于制造过程中设置检查点，采用于制造过程中设置检查点，采用 RFIDRFID芯片读取器读取芯片并与芯片读取器读取芯片并与 计算机系统联机。计算机系统联机。渠道商渠道商/ /零售商读取零
