rfid技术与应用

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1、RFID技术与应用 1主要内容n1.国际RFID应用背景n2.射频识别技术简介n3.物联网n 3.1物联网概况n 3.2物联网的逻辑框架n 3.3物联网的物理架构n 3.4物联网的安全与认证n 3.5物联网的工作流程n4. RFID在美日中三国中的应用特点n5.RFID的现状与前景n6.一些建议 21.国际RFID应用n1.2004年开始，全球最大零售商沃尔玛开始 采用RFID技术，每年可节省83.5亿美元n2.2005年底美国国防部开始大规模应用RFID 技术n3.飞利浦公司为2006年世界杯提供320万张 RFID门票n4. SAP、英特尔共同开发RFID技术并大力推 广应用31.国际RF

2、ID应用（续）n在行业应用方面，国外主要是零售业、制造业、政府、医 药、物流等行业广泛应用RFID技术4未来广阔的应用领域行李包裹自动识别非接触电子钥匙集装箱自动分类管理废品分类管理仓库物品管理和分类生产线自动化及在线检测非接触度表轮胎实时检测现代化机场管理现代化医院管理与监测物流实时管理资产管理登记商场货物图书馆书籍管理停车场不停车收费和管理POS机52.射频识别（RFID）技术n2.1 RFID简介n2.2 RFID天线与标签n2.3 RFID读写器n2.4 RFID系统框图n2.5 四种识别技术比较6RFID简介nRFID是Radio Frequency Identification的缩

3、写，即射频识 别。nRFID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。n射频识别系统的组成: 电子标签（Tag）阅读器 （Reader）天线 (Antenna)7RFID天线与标签无源标签有源标签8RFID读写器9RFID系统框图10现有四种识别技术n1.条形码n2.磁卡n3.IC卡n4.RFID卡11四种识别技术的比较n条码和磁卡的成本较低，但是都容易磨损，且数据量很小；接触式IC卡的 价格稍高，数据存储量较大，安全性好，但是也容易磨损，寿命短。 n与条码、磁卡、接触式IC卡相比，RFID标签实现了免接触操作，具有应用 便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光

4、源，穿透性好，抗污染能力和耐久 性强等特点。并且，RFID标签可以在恶劣环境下工作，读取距离远，支持写 入数据，可重复使用，并使用了防冲撞技术，能够识别高速运动物体,并可同时识别多个射频卡。 信息载载体信息量读读/写性读读取方式保密性智能化抗干 扰扰能 力寿命成本条码码纸、塑料 薄膜、金 属表面小只读CCD或激 光束扫描差无差较短最低磁卡磁性物质一般读/写电磁转 换一般无较差短低IC卡EEPROM大读/写电擦除、 写入最好有好长较高RFID卡EEPROM大读/写无线通信最好有很好最长较高12n物联网=EPC+RFID+物流信息+互联网 +移动通讯+GPS n物联网将会带来一场新 的网络革命。它

5、能使电脑 在世界任何地方实时辨认 出任何物件n所有的物理对象都在物 联网中充当节点n该网络能可靠、准确、 实时地传输物理对象的资 讯3.1物联网概况EPC: Electronic Product Code,中文 称为产品电子代码 .13物联网的重要特点：n不需要人的干预与操作，通过自动技术实现网络运行n无缝链接n网络的成本相对较低n通用性好，可以在任何环境下运行n采纳了一些管理实体的标准如：UCC、 EAN、ANSI、ISO等 3.1物联网概况（续）14物名解析服务（ONS）标准信息服务器(Information Server) 中间件（Middleware） EPC 编码读写器（Reader

6、） 电子标签（Tag） 3.2物联网的逻辑框架15RFID全球使用频率频频率低频频高频频超短频频微波 125KHz13.56MHz433MHz860960MHz2.4GHz 识别识别距离60cm60cm50100m3.5m5m(P) 100m(A)1m以内（P） 50M（A）一般特性-比较高价 -几乎没有 环境变化 引起的性 能下降-比低频低廉 -适合短距离识别 和适合多重标签 识别的应用领域-长距离识别 -实时跟踪、对集 装箱内部湿度、 冲击等环境敏感-先进的IC技术使最 低廉的生产成为可 能 -多重标签识别 距 离和性能最突出-特性与900M 频带类 似 -受环境的影响 最多运行方式无源型

7、无源型无源型有源型/无源型有源型/无源型识别识别速度低速-高速 环环境影响迟钝-敏感 标签标签大小大型-小型16中间件(Middleware)n EPC中间件实现RFID 读写器和后端应用系统之间 的信息交互，捕获实时的信 息和事件，或上行给后端系 统，或下行给读写器。n EPC中间件采用标准 的协议和接口，是连接读写 器和信息系统的纽带。17应应用级别级别 事件（ALE）服务处务处 理组组件 ALE事件捕获 ALE时间 反应报 告 事件循环登记 / 调度 事件数据收集 / ALE过滤 ALE 服务务安全组组件 ALE ALE 服务通道控制 客户户界面 识别安全联盟管理 A L E 服 加密/

8、解密密钥管理 务 界 签名/验证审核/报警 面 读读卡器通信组组件 简单过滤 / 事件生成 读卡器管理 / 监控 读卡器通信适配 因特网/网络络基础础构造 HTTP/JMS/SOAP TLS/SSLTCP/IP 中间件(续）n读卡器通信组件直接操作 读卡器n应用级别事件（ALE）服 务安全组件要求数字签名， 加密操作和X.509证书nALE服务处理组件处理与 RFID标签相关的信息nALE客户界面能够支持：a.简单对象访问协议 （SOAP） ALE安全保障b.安全的通知界面18EPC信息服务器nEPC信息服务使EPCglobal网络相关数据以物理标识语言 （PML）形式请求服务n运行模式，1.

9、EPCIS信息被激活的EPCIS应用程序直接应用2.EPCIS信息直接存储在资料档案库中，以备今后查询时进行检索19EPC信息服务器(系统应用层)n应用层是EPC后端软件及企业应用系统，可形成企业个性化的 应用系统，包括：p企业信息管理软件：分析统计及报表生成p专用领域应用软件：满足行业应用的个性业务需求p网站商务平台：方便供应链节点信息的注册、查询及交互等信息服务p协同工作平台：实现应用中EPC基础设备的硬件与其他系统的协同工作20物名解析服务（ONS）n1.读写器从EPC标签读出的是一个EPC代码信息n2.中间件把从读写器得到的EPC代码信息传给ONSn3.ONS完成在网络数据库中将代码信

10、息转换为存储物品的相关信息21EPC（产品电子编码）n提供识别对象的唯一标识n通过计算机网络来标识和访问单个对象，如在互联网中使用IP地址来标识、 组织和通信一样n最终目标：建立一个全球的、开放的标识标准nEPC编码：长度为64位、96位和256位的 ID编码，出于成本的考虑现在主要采用96位编 码。nEPC编码分为四个字段，分别为：头部，标识编码的版本号，这样就可使 电子产品编码采用不同的长度和类型；产品管理者，如产品的生产商；产品所属的商品类别；单品的唯一编号。 22EPC（产品电子编码）n采用96位码（二进制）的编码体系n可以为2.68亿个公司赋码，为680亿个独立产品编码23RFID标

11、准分类n1.技术标准(如符号、射频识别技术、IC卡标准等)；n2.数据内容标准(如编码格式、语法标准等)；n3.一致性标准(如印刷质量、测试规范等标准)；n4.应用标准(如船运标签、产品包装标准等)。n其中编码标准和通信协议(通讯接口)是争夺得比较激烈的 部分，它们也构成了RFID标准的核心。24RFID标准势力n1. EPCglobaln2. ISO标准体系 n3. UID (Unique Identification )n4. NFC(Near Field Configuration)25ActivityStandardStatusReferenceObject ExchangeUHF C

12、lass 0 Gen 1 RF ProtocolRatifiedUHFC0 UHF Class 1 Gen 1 RF ProtocolRatifiedUHFC1G1 HF Class 1 Gen 1 Tag ProtocolRatifiedHFC1 UHF Class 1 Gen 2 RF ProtocolRatifiedUHFC1G2 EPC Tag Data SpecificationRatifiedTDS1.1InfrastructureReader ProtocolIn DevelopmentRP1.0 Reader ManagementIn DevelopmentRM1.0 Tag

13、Data TranslationIn DevelopmentTDT1.0 Application Level Event (ALE)In DevelopmentALE1.0 EPCIS Capture Interface In DevelopmentEPCIS1.0 EPCIS Data Specification In DevelopmentEPCIS1.0Data ExchangeEPCIS Query Interface In DevelopmentEPCIS1.0 ONSIn DevelopmentONS1.0 EPCIS DiscoveryTo Be Determined (None

14、)Subscriber AuthenticationTo Be Determined(None)EPCglobal标准 26EPC Class1 Gen2规范特色n使用的频段范围为 868MHz950MHz n具有全球统一的标准 n可变资料传送速度n搜寻标签之机制反碰撞搜寻法nGen2协议与第一代EPCglobal UHF协议相比:1.标签的信息存储量增大，准确性提高2.符合全球许多条例的要求3.标签读取正确率高，读取速度快4.安全性和保护隐私功能都有所加强 27ISO/IEC相关RFID标准 28ISO/IEC相关RFID标准(续)nISO18000系列包含了有源和无源RFID技术标准，主要

15、是 基于物品管理的RFID空中接口参数nISO 17363 至17364 是一系列物流容器识别的规范，它们 还未被认定为标准n目前在我国常用RFID标准为用于非接触智能卡的两个ISO 标准：ISO 14443、ISO 1569329n泛在识别标准是日本的泛在识别(Ubiquitous ID)中心等组织,针对射频 识别技术和物品自动识别制定的一系列标准。n泛在ID要构建这样一种系统：先为所有需要管理的物品分配不同的128 位代码“ucode”，并将其保存在射频标签或条形码中。读取ucode代码后， 与“ucode解析服务器”进行核对，读取储存的信息。ucode以全球统一的方 式进行分配，在全球任何地方都能够进行核对。 n Ucode进行了以下分区: 类别 0：光学性ID标签类别 1：低级RFID标签类别 2：高级RFID标签类别 3：低级 智能标签类别 4：高级智能标签类别 5：低级主动性标签类别 6：高级主动性标签类别 7：安全盒类别 8：安全服务器类别0类别1类别2泛在识别（UID）标准30n近距离通讯技术(NFC)全称Near Field Communication， 其技术优势为：n在单一芯片上结合了感应式读卡器，感应式卡片和点对点 的功能n通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。任意两 个设备（如移动电话、蓝牙设