物联网技术与应用--第3章

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1、第三章第三章 射频识别技术射频识别技术 什么是物联网什么是物联网? 其定义是：通过射频识别（其定义是：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，把器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、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。跟踪、监控和管理的一种网络。 其目的是让所有的物品都能够远程感知其目的是让所有的物品都能够远程感知和控制，并与现有的网络连接在一起，和控制，并与现有的网络连接在一起

2、，形成一个更加智慧的生产生活体系。将形成一个更加智慧的生产生活体系。将沟通从任何时间任何地点任何人之间的沟通从任何时间任何地点任何人之间的沟通连接扩展到人与物（沟通连接扩展到人与物（Human to Thing）和物与物（）和物与物（Thing to Thing）之）之间的沟通连接。间的沟通连接。 物联网中非常重要的技术是物联网中非常重要的技术是RFID电子标电子标签技术。以简单签技术。以简单RFID系统为基础，结合已有的系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组一个由大量联网的阅读器和无数移动

3、的标签组成的，比成的，比Internet更为庞大的物联网成为更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。物联网用途广泛，遍及智能技术发展的趋势。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互健康等多个领域。预计物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮 简而言之，物联网是通过在物品上嵌入简而言之，物联网是通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，

4、电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。踪、监控等智能化管理的目的。 物联网是在计算机互联网的基础上，利用物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的界上万事万物的“Internet of Things”。在这个。在这个网络中，物品网络中，物品

5、(商品商品)能够彼此进行能够彼此进行“交流交流”，而无，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别需人的干预。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技术，通过计算机互联网实现物品(商品商品)的自动识别和信息的互联与共享。而的自动识别和信息的互联与共享。而 RFID，正，正是能够让物品是能够让物品“开口说话开口说话”的一种技术。在的一种技术。在“物联物联网网”的构想中，的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互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，实现物品动采集到中央信息系统，实现物

6、品(商品商品)的识别，的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的共享，实现对物品的“透明透明”管理。管理。 传感网和目前的互联网有着本质的区别。传感网和目前的互联网有着本质的区别。比如我们想在互联网上了解一个物品，必须要比如我们想在互联网上了解一个物品，必须要通过人去收集这个物品的相关信息，然后放置通过人去收集这个物品的相关信息，然后放置到互联网上供人们浏览，人在其中要做很多的到互联网上供人们浏览，人在其中要做很多的工作，且难以动态了解其变化。传感网则不需工作，且难以动态了解其变化。传感网则不需要，它是物体自己要，它是物体自己“说

7、话说话”，通过在物体上植入，通过在物体上植入各种微型感应芯片、借助无线通信网络，与现各种微型感应芯片、借助无线通信网络，与现在的互联网相互联接，让其在的互联网相互联接，让其“开口说话开口说话”。可以。可以说，互联网是连接的虚拟世界，传感网则是连说，互联网是连接的虚拟世界，传感网则是连接物理的、真实的世界。接物理的、真实的世界。3.1射频识别系统的工作原理及基本概念射频识别系统的工作原理及基本概念 3.1.1射频识别射频识别技术概述技术概述 1、什么是射频识别技术？、什么是射频识别技术？ RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号通过空间耦

8、合实现非接触信息传递并它利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。识别工作无通过所传递的信息达到识别目的的技术。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷操作快捷方便。方便。 别称：别称：电子标签，无线射频识别，感应式电子晶片，感应卡、非接触卡、电子条码。传统识别条形码条形码 将宽度不等的多个黑条和空将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形用以表达一组信息

9、的图形标识符标识符。条形码可以标出物品的条形码可以标出物品的生产国生产国、制造厂家制造厂家、商品名称商品名称、生产日期生产日期、图书分类号图书分类号、邮件起止邮件起止地点地点、类类别别、日期日期等许多信息。等许多信息。传统防盗磁条原理磁条充磁/消磁器检测门正如永磁铁在静磁场中受到磁力作用，磁条在交变电磁场中可发生振动；电磁场频率与磁条机械振动频率一致时，可产生共振。外磁场突然停止，磁条振荡继续，频率不变而强度逐渐减弱。磁条的振动在周围产生交变电磁场，可在检测门的线圈上产生交变电流。 2、射频识别技术的特点 射频识别技术具有体积小、信息量大、寿命长、可射频识别技术具有体积小、信息量大、寿命长、可

10、读写、保密性好、抗恶劣环境、不受方向和位置影响、识读读写、保密性好、抗恶劣环境、不受方向和位置影响、识读速度快、识读距离远、可识别高速运动物体、可重复使用等速度快、识读距离远、可识别高速运动物体、可重复使用等特点，支持快速读写、非可视识别、多目标识别、定位及长特点，支持快速读写、非可视识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。期跟踪管理。RFID技术与网络定位和通信技术相结合，可实技术与网络定位和通信技术相结合，可实现全球范围内物资的实时管理跟踪与信息共享。现全球范围内物资的实时管理跟踪与信息共享。 RFID是一种突破性的技术：是一种突破性的技术：“第一，可以识别单个的非第一，可以识别单个的非常具

11、体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。也非常大。 3、射频识别技术的应用现状、射频识别技术的应用现状 RFID技术应用于物流、制造、消费、军技术应用于物流、制造、消费、军事、贸易、公共信息服务等行业，可大幅提高事、贸

12、易、公共信息服务等行业，可大幅提高信息获取与系统效率、降低成本，从而提高应信息获取与系统效率、降低成本，从而提高应用行业的管理能力和运作效率，降低环节成本，用行业的管理能力和运作效率，降低环节成本，拓展市场覆盖和盈利水平。同时，拓展市场覆盖和盈利水平。同时，RFID本身也本身也将成为一个新兴的高技术产业群，成为将成为一个新兴的高技术产业群，成为IT产业产业新的增长点。虽然新的增长点。虽然RFIDRFID技术处于刚刚起步，但技术处于刚刚起步，但它的发展潜力是巨大的，前景非常诱人。因此，它的发展潜力是巨大的，前景非常诱人。因此，研究研究RFID技术、开发技术、开发RFID应用、发展应用、发展RFI

13、D产产业，对提升信息化整体水平、促进经济的发展、业，对提升信息化整体水平、促进经济的发展、提高人民生活质量、增强公共安全等方面有深提高人民生活质量、增强公共安全等方面有深远的意义。远的意义。 4、RFID应用系统的发展特点应用系统的发展特点 （1）单一识别向多功能方向发展。）单一识别向多功能方向发展。 （2）实现跨地区、跨行业应用。）实现跨地区、跨行业应用。 3.2 射频识别系统的构成及工作原理射频识别系统的构成及工作原理 1、定义、定义 采用射频标签作为识别标志的应用系统称为采用射频标签作为识别标志的应用系统称为射频识别系统。射频识别系统。 2、构成、构成 射频识别系统通常由射频标签、读写器

14、和计射频识别系统通常由射频标签、读写器和计算机通信网络三部分组成。算机通信网络三部分组成。 射频识别系统的工作原理模型射频识别系统的工作原理模型应用系统射频标签编码调制解码读写器应用接口空中接口空中接口 3、射频识别系统的工作模型 读写器射频标签计算机数据时序能量 4、射频识别系统的射频识别系统的工作原理工作原理 射频识别系统的工作原理是利用射频标射频识别系统的工作原理是利用射频标签与射频读写器之间的射频信号及其空间耦合、签与射频读写器之间的射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的、移动的待识别物品传输特性，实现对静止的、移动的待识别物品的自动识别。的自动识别。 在射频识别系统中，射频标签

15、与读写器之在射频识别系统中，射频标签与读写器之间，通过两者的天线架起空间电磁波传输的通间，通过两者的天线架起空间电磁波传输的通道，通过电感耦合或电磁耦合的方式，实现能道，通过电感耦合或电磁耦合的方式，实现能量和数据信息的传输。量和数据信息的传输。 射频识别系统中射频标签与读写器之射频识别系统中射频标签与读写器之间的作用距离是射频识别系统中的一个间的作用距离是射频识别系统中的一个重要问题。根据射频识别系统作用距离重要问题。根据射频识别系统作用距离的远近情况，射频识别系统可分为密耦的远近情况，射频识别系统可分为密耦合、遥耦合和远距离三类。合、遥耦合和远距离三类。 天线场区的概念天线场区的概念 （1

16、）无功近场区）无功近场区 无功近场区又称为电抗近场区。它是无功近场区又称为电抗近场区。它是天线辐射场中紧邻天线口径的一个场区域。天线辐射场中紧邻天线口径的一个场区域。在该区域中电抗性贮能场占主导地位，其在该区域中电抗性贮能场占主导地位，其中的电场与磁场的转换类似于变压器中的中的电场与磁场的转换类似于变压器中的电磁、磁电之间场的转换。在该区域中束电磁、磁电之间场的转换。在该区域中束缚于天线的电磁场未曾做功（只是进行相缚于天线的电磁场未曾做功（只是进行相互交换），因而称为无功近场区。互交换），因而称为无功近场区。 （2）辐射近场区）辐射近场区 越过电抗近场区就是辐射场区，辐射越过电抗近场区就是辐射

17、场区，辐射场区的电磁场已脱离了天线的束缚并作场区的电磁场已脱离了天线的束缚并作为电磁波进入空间。在辐射近场区中，为电磁波进入空间。在辐射近场区中，辐射场占优势，并且辐射场的角度分布辐射场占优势，并且辐射场的角度分布与距天线口径的距离有关。与距天线口径的距离有关。 （2）密耦合系统 密耦合的的作用距离是密耦合的的作用距离是1cm以下，是以下，是利用射频标签与读写器之间的电感耦合利用射频标签与读写器之间的电感耦合构成无接触的空间信息传输射频通道工构成无接触的空间信息传输射频通道工作的，工作频率一般在作的，工作频率一般在30MHZ以下。以下。 在密耦合系统（也称变压器方式）在密耦合系统（也称变压器方

18、式）中，阅读器一方的天线相当于变压器的中，阅读器一方的天线相当于变压器的初级线圈，射频标签一方的天线相当于初级线圈，射频标签一方的天线相当于变压器的次级，耦合磁场在阅读器线圈变压器的次级，耦合磁场在阅读器线圈初级与射频标签线圈次级之间构成闭合初级与射频标签线圈次级之间构成闭合回路。电感耦合方式是低频近距离无接回路。电感耦合方式是低频近距离无接触射频识别系统的一般耦合原理。触射频识别系统的一般耦合原理。 密密耦合系统中射频标签一般是无源标耦合系统中射频标签一般是无源标签，签， 天线场区天线场区：为无功近场区，：为无功近场区， 能量传输：能量传输：通过电感耦合方式来实现。通过电感耦合方式来实现。国

19、际标准可参考的有国际标准可参考的有ISO10536. 数据传输：数据传输：是通过电感（磁场）耦合或是通过电感（磁场）耦合或电容（电场）耦合的负载调制实现。电容（电场）耦合的负载调制实现。负载负载调制的概念调制的概念 对于电感耦合系统，射频标签天线上对于电感耦合系统，射频标签天线上的负载电阻的接通和断开，将反映在读的负载电阻的接通和断开，将反映在读写器天线上的电压发生变化，从而实现写器天线上的电压发生变化，从而实现远距离射频标签对读写器天线上的电压远距离射频标签对读写器天线上的电压进行振幅调制，人们通过数据控制负载进行振幅调制，人们通过数据控制负载电压的变化，这些数据就能够从射频标电压的变化，这

20、些数据就能够从射频标签传输到读写器，这种数据传输方式称签传输到读写器，这种数据传输方式称作负载调制。作负载调制。 （3）遥耦合系统 遥耦合与密耦合不同之处是不可能采用电遥耦合与密耦合不同之处是不可能采用电容耦合，一般又称为电感耦合。遥耦合又可分容耦合，一般又称为电感耦合。遥耦合又可分为近耦合（典型作用距离为为近耦合（典型作用距离为15厘米）和疏耦合厘米）和疏耦合（典型作用距离为（典型作用距离为1M）两类。）两类。 国际标准可参国际标准可参考的有考的有ISO14443（近耦合）和（近耦合）和ISO15693（疏（疏耦合）耦合） 遥耦合标签几乎是无源标签，通常是遥耦合标签几乎是无源标签，通常是由单

21、个芯片以及作为天线的大面积线圈由单个芯片以及作为天线的大面积线圈所组成。所组成。 天线场区天线场区：为无功近场区，：为无功近场区， 能量传输：能量传输：通过电感耦合方式来实现。通过电感耦合方式来实现。 数据传输：数据传输：也是通过电感（磁场）耦合也是通过电感（磁场）耦合的负载调制实现。遥耦合系统目前仍是的负载调制实现。遥耦合系统目前仍是低成本射频识别系统的主流，其典型工低成本射频识别系统的主流，其典型工作频率为作频率为13.56MHZ。 （4）远距离系统 远距离系统的工作距离从几米到几十远距离系统的工作距离从几米到几十米，个别系统具有更远的作用距离。典型米，个别系统具有更远的作用距离。典型的工

22、作频率有的工作频率有915MHZ、2.45GHZ等，可等，可参考的国际标准有参考的国际标准有ISO10374、ISO18000-4-5-6等。等。 天线场区：辐射远场区天线场区：辐射远场区 远距离系统均是利用射频标签与读写器远距离系统均是利用射频标签与读写器之间的电磁耦合（电磁波发射与反射）构之间的电磁耦合（电磁波发射与反射）构成无接触的空间信息传输射频通道工作的。成无接触的空间信息传输射频通道工作的。采用反射调制工作方式实现射频标签到读采用反射调制工作方式实现射频标签到读写器的数据传输。写器的数据传输。 电磁与电感耦合的差别电磁与电感耦合的差别 在电磁偶合方式中，阅读器的天线将阅读器产在电磁

23、偶合方式中，阅读器的天线将阅读器产生的读写射频能量以电磁波的方式发送到定向的空生的读写射频能量以电磁波的方式发送到定向的空间范围内，形成阅读器的有效阅读区域，位于阅读间范围内，形成阅读器的有效阅读区域，位于阅读器有效阅读区域中的射频标签从阅读器天线发出的器有效阅读区域中的射频标签从阅读器天线发出的电磁场中提取工作能源，并通过射频标签的内部电电磁场中提取工作能源，并通过射频标签的内部电路及标签天线将标签内存的数据信息传送到阅读器，路及标签天线将标签内存的数据信息传送到阅读器，阅读器对信号解码后送计算机系统进行处理。电磁阅读器对信号解码后送计算机系统进行处理。电磁与电感耦合的差别在于电磁耦合方式中

24、阅读器将射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周围，中，阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈周围，通过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频通过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频标签之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。标签之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。 满足以下特点的远距离系统是理想的射频识满足以下特点的远距离系统是理想的射频识别系统。别系统。 （1）射频标签无源。）射频标签无源。 （2）射频标签可无线读写。）射频标签可无线读写。 （3）

25、射频标签与读写器支持多标签读写。）射频标签与读写器支持多标签读写。 （4）适合应用于高速移动物体的识别。）适合应用于高速移动物体的识别。 （5）远距离（读写极力大于）远距离（读写极力大于5-10米）。米）。 （6）低成本（可满足一次性使用要求）。）低成本（可满足一次性使用要求）。5、远距离远距离射频识别系统的基本工作流程射频识别系统的基本工作流程 （1）读写器将无线载波信号经发射天线向外发射。）读写器将无线载波信号经发射天线向外发射。 （2）射频标签进入读写器发射天线工作区时被）射频标签进入读写器发射天线工作区时被激活，并将自身信息代码经天线发射出去。激活，并将自身信息代码经天线发射出去。 （

26、3）系统的接收天线收到射频标签发出的载波）系统的接收天线收到射频标签发出的载波信号，经天线的调节器传给读写器，读写器对信号信号，经天线的调节器传给读写器，读写器对信号进行解码，送后台电脑控制器。进行解码，送后台电脑控制器。 （4）电脑控制器针对不同的设定作出相应的处）电脑控制器针对不同的设定作出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。 （5）执行机构按电脑的指令动作。）执行机构按电脑的指令动作。 （6）通过计算机网络根据不同的项目用不同的）通过计算机网络根据不同的项目用不同的软件来完成要达到的功能。软件来完成要达到的功能。 6、射频识别系统空

27、间传输通道中发生的过程可归结为三种事件模型： （1）能量是时序得以实现的基础。 （2）时序是数据交换的实现方式。 （3）数据交换是目的。 7、能量。阅读器向射频标签供给射频能量。 无源标签：工作能量来自阅读器射频能量。 半有源标签：阅读器的射频能量起到唤醒标签转入工作状态的作用。 有源标签：不需利用阅读器的射频能量。 8、时序 （1）双向系统（阅读器向标签发送命令和数据，标签向阅读器返回所存储的数据） 阅读器先讲方式 射频标签先讲方式 （2）多标签识别系统 一般情况下，采用阅读器先讲方式，阅读器通过发出一系列的隔离指令，使得读出范围内的多个射频标签逐一或逐批地被隔离（令其睡眠）出去，最后保留一

28、个处于活动状态的标签与阅读器建立无冲撞的通信。 9、数据传输 （1）从阅读器向射频标签方向的数据交换 从射频标签存储信息的注入方式来分，可分为有线写入方式和无线写入方式两种情况。 从阅读器向射频标签是否发送命令来分，可分为射频标签只能接受能量激励和既接受能量激励也接受阅读器代码命令。 （2）从射频标签向阅读器方向的数据交换。其工作方式包括： 射频标签收到阅读器发送的射频能量时被激活，并向阅读器反射标签存储的信息（此方式属单向通信）。 射频标签收到阅读器发送的射频能量被激励后，根据阅读器发送的指令转入发送数据状态或“休眠”状态（此方式为半双工双向通信）。 思考题 1、射频识别系统的工作原理及基本

29、工作流程如何？ 2、近场区与远场区的能量耦合有何不同？ 3.2 射频识别标签射频识别标签 射频标签（射频标签（RFID TAG）是安装在被识别对象上，）是安装在被识别对象上，存储被识别对象相关信息的电子装置，常称为电子标存储被识别对象相关信息的电子装置，常称为电子标签。它是射频识别系统的数据载体，是射频识别系统签。它是射频识别系统的数据载体，是射频识别系统的核心。的核心。 3.2.1射频识别标签的分类及其构成射频识别标签的分类及其构成 1、分类、分类 （1）按标签的工作方式分类）按标签的工作方式分类 主动式标签主动式标签。用自身的射频能量主动地发射数据给。用自身的射频能量主动地发射数据给读写器

30、的标签。主动标签含有电源。读写器的标签。主动标签含有电源。 被动式标签被动式标签。由读写器发出查询信号触发后进入通。由读写器发出查询信号触发后进入通信状态的标签。被动标签可有源也可信状态的标签。被动标签可有源也可无源。无源。（2）按标签的读写方式分类）按标签的读写方式分类 只读型标签只读型标签。只能读出不能写入的标签。可分。只能读出不能写入的标签。可分为以下三类：为以下三类： 只读标签只读标签：内容出厂时已写入，识别时只可读：内容出厂时已写入，识别时只可读出，不可改写。出，不可改写。 一次性编程只读标签一次性编程只读标签：标签内容只可在应用前：标签内容只可在应用前一次性编程写入，识别过程中内容

31、不可改写。一次性编程写入，识别过程中内容不可改写。 可重复编程只读标签可重复编程只读标签：标签内容经擦除后可重：标签内容经擦除后可重新编程写入，识别过程中内容不可改写。新编程写入，识别过程中内容不可改写。 读写型标签读写型标签。标签内容既可被读写器读出，又。标签内容既可被读写器读出，又可由读写器写入的标签。可由读写器写入的标签。 （3）按标签有无能源分类）按标签有无能源分类 无源标签无源标签。标签中不含电池的标签。标签中不含电池的标签。工作能量来自阅读器射频能量。工作能量来自阅读器射频能量。 有源标签有源标签。标签中含有电池的标签。标签中含有电池的标签。不需利用阅读器的射频能量。不需利用阅读器

32、的射频能量。 半有源标签半有源标签：阅读器的射频能量起到：阅读器的射频能量起到唤醒标签转入工作状态的作用。唤醒标签转入工作状态的作用。（4）按标签的工作频率分类）按标签的工作频率分类 低频标签低频标签：500KHz以下以下 中高频标签中高频标签： 3M-30MHz 特高频标签特高频标签：300M-3000MHz 超高频标签超高频标签：3GHz以上以上 （5）按标签的工作距离分类）按标签的工作距离分类 远程标签远程标签：工作距离：工作距离1m以上以上 近程标签近程标签：10cm100cm 超近程标签超近程标签：0.2cm10cmEPC目前定义了5种电子标签 EPC标签类型标签类型 标签功能标签功

33、能 Class 0只读标签，EPC码在生产过程中写入，使用过程不能写入，是无源标签。 Class 1可写一次之后只读，EPC码由读写器现场写入，是无源标签。 Class 2可读写，是无源标签。， Class 3Class 2功能再加上电源以提供更长距离和更强大功能，是一种半无源标签。 Class 4Class 3功能再加上有源通信以及与其他标签通信的能力。 2、射频识别标签的构成、射频识别标签的构成 射频识别标签一般由天线、调制器、编码发射频识别标签一般由天线、调制器、编码发生器、时钟及存储器构成。生器、时钟及存储器构成。天线调制器控制器（CPU）电源编码发生器时钟存储器 3、射频识别标签的功

34、能 （1）具有一定容量的存储器，用于存储被识）具有一定容量的存储器，用于存储被识别对象的信息。别对象的信息。 （2）在一定工作环境下及技术条件下标签数）在一定工作环境下及技术条件下标签数据能被读出或写入。据能被读出或写入。 （3）维持对识别对象的识别及相关信息的完）维持对识别对象的识别及相关信息的完整。整。 （4）数据信息编码后，工作时可传输给读写）数据信息编码后，工作时可传输给读写器。器。 （5）可编程，且一旦编程后，永久性数据不）可编程，且一旦编程后，永久性数据不能再修改。能再修改。 （6）具有确定的期限，使用期限内无须维修。）具有确定的期限，使用期限内无须维修。 3.2.2 射频识别工作

35、频率射频识别工作频率 1、电磁波波段的划分、电磁波波段的划分波段名波段名波长波长频率频率频段名频段名长波长波LW1-10km30-300KHz低频低频LF中波中波MW100-1000m 300-3000KHz中频中频MF短波短波SW10-100m3-30MHz高频高频HF超短波超短波1-10m30-300MHz甚高频甚高频VHF微波微波10-100cm300-3000MHz特高频特高频UHF1-10cm3-30GHz超高频超高频SHFRFID使用频段 2 、射频标签工作频率分类 （1）低频（）低频（LF）标签）标签 低频标签工作频率范围低频标签工作频率范围30300KHZ，典型，典型的工作频率

36、有：的工作频率有：125KHZ，133KHZ，低频标，低频标签一般为无源标签，工作能量通过电感耦合签一般为无源标签，工作能量通过电感耦合(近近场）获得，阅读距离小于场）获得，阅读距离小于1米。米。 典型应用有：动物识别、容器识别、工具识典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、自动化生产线、精密仪器、电子闭锁防盗别、自动化生产线、精密仪器、电子闭锁防盗等。国际标准有：等。国际标准有：ISO11784/11785（用于动（用于动物识别）、物识别）、ISO18000-2（125-135KHZ） 低频标签的优势：具有省电、廉价的特点；低频标签的优势：具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约

37、束；可以穿透工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木材等；非常适合近距离、低水、有机组织、木材等；非常适合近距离、低速度的、数据量要求较少的识别应用。速度的、数据量要求较少的识别应用。 低频标签的劣势有：存储数据量少，只能适低频标签的劣势有：存储数据量少，只能适合低速、近距离识别应用；与高频标签相比，合低速、近距离识别应用；与高频标签相比，天线匝数更多，成本更高一些。天线匝数更多，成本更高一些。 （2）高频（）高频（HF）标签）标签 高频标签工作频率范围高频标签工作频率范围330MHZ，典型，典型工作频率为工作频率为13.56MHZ，中高频标签一般也采，中高频标签一般也采用无源

38、设置，其工作能量和低频标签一样，也用无源设置，其工作能量和低频标签一样，也是通过电感耦合（近场）获得，其基本特点与是通过电感耦合（近场）获得，其基本特点与低频标签相似，由于其工作频率的提高，可以低频标签相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的传输速度，天线设计相对简单，标选用较高的传输速度，天线设计相对简单，标签一般制成卡片形状。签一般制成卡片形状。 典型的应用包括：无线典型的应用包括：无线IC卡、电子车票、卡、电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗、自动化生产线等。电子身份证、电子闭锁防盗、自动化生产线等。相关的国际标准有相关的国际标准有ISO14443、ISO15693、ISO18000-3

39、（13.56MHZ)等等. （3）特高频（）特高频（UHF）与超高频（）与超高频（SHF）标签）标签 超高频与微波频段的射频标签，简称为微波超高频与微波频段的射频标签，简称为微波射频标签。阅读距离一般大于射频标签。阅读距离一般大于1米，典型情况米，典型情况为为46米，最大可达米，最大可达10米以上。各工作频率的米以上。各工作频率的用途及特点：用途及特点： 433MHZ 左右：耦合方式为反向散射耦左右：耦合方式为反向散射耦合（远场），主要用于货物管理及特定场合。合（远场），主要用于货物管理及特定场合。该频段电磁波绕射能力强，工作距离较远，但该频段电磁波绕射能力强，工作距离较远，但天线尺寸较大，该

40、频段的无线电业务繁杂，容天线尺寸较大，该频段的无线电业务繁杂，容易引起干扰问题。相关的国际标准有易引起干扰问题。相关的国际标准有ISO18000 -7(433.92MHZ) 800/900MHZ频段：我国于近期规划出频段：我国于近期规划出840-845MHZ及及920-925MHZ频段用于频段用于RFID技技术，空间耦合方式为反向散射耦合。主要用于术，空间耦合方式为反向散射耦合。主要用于商品货物流通。该频段电磁波绕射能力强，最商品货物流通。该频段电磁波绕射能力强，最大工作距离可达大工作距离可达8米左右，背景电磁噪声小，米左右，背景电磁噪声小，天线尺寸适中，射频标签易于实现，是全球范天线尺寸适中

41、，射频标签易于实现，是全球范围内货物流通领域大规模使用围内货物流通领域大规模使用RFID技术的最合技术的最合适频段。相关的国际标准有适频段。相关的国际标准有ISO18000 -6(860-930MHZ) 2.45G/5.8GHZ频段：空间偶合方式为反向频段：空间偶合方式为反向散射耦合（远场）。主要用途为车辆识别和货散射耦合（远场）。主要用途为车辆识别和货物流通。该频段电磁波为视距传播，绕射能力物流通。该频段电磁波为视距传播，绕射能力差，且相对来讲空间损耗大，因此工作范围小。差，且相对来讲空间损耗大，因此工作范围小。由于频率高，相对而言制造成本大，同时该频由于频率高，相对而言制造成本大，同时该频

42、段为段为ISM频段，电磁环境复杂，干扰问题在特频段，电磁环境复杂，干扰问题在特定场合可能较为突出。相关的国际标准有定场合可能较为突出。相关的国际标准有ISO18000-4（2.45GHZ)、ISO18000-5(5.8GHZ)、 3.2.3 射频标签的制作与封装射频标签的制作与封装 射频标签产品按形态和材质的不同可分为射频标签产品按形态和材质的不同可分为三大类：标签类、注塑类和卡片类。三大类：标签类、注塑类和卡片类。 1、封装工艺、封装工艺 封装环节主要包括三个主要工艺：天线基封装环节主要包括三个主要工艺：天线基板制作、一次封装（板制作、一次封装（Inlay的制作）和二次封装的制作）和二次封装

43、（基板上涂覆绝缘膜、冲裁）（基板上涂覆绝缘膜、冲裁）射频标签结构由一个安装在PET柔性底层的芯片和一套内嵌的天线组成。实际的芯片可能还没有一粒砂子大（约 0.3mm2）。天线尺寸必须与无线信号波长可比拟。天線ChipRFID芯片卡构造示例 （1）天线基板的制作）天线基板的制作 天线基板的制作目前主要包括两种方式：一天线基板的制作目前主要包括两种方式：一种是传统的蚀刻工艺，另一种是丝网印刷工艺。种是传统的蚀刻工艺，另一种是丝网印刷工艺。 （2）一次封装（内嵌片的制作）一次封装（内嵌片的制作） 一次封装是指带有天线的基板和芯片通过点一次封装是指带有天线的基板和芯片通过点胶的方式制成内嵌片的过程。胶

44、的方式制成内嵌片的过程。 （3）二次封装（基板上涂覆绝缘膜、冲裁）Inlay冷凝胶涂敷有冷凝胶的Inlay塑料（底纸）不干胶电路带保护的标签刷好不干胶的标签离型纸成卷的不干胶标签3.3射频读写器（射频读写器（Reader and Writer) 射频读写器根据具体实现功能的特点有其射频读写器根据具体实现功能的特点有其他较为流行的别称：他较为流行的别称： 单纯实现读取标签信息的设备成为阅读器单纯实现读取标签信息的设备成为阅读器(Reader)、读出装置、读出装置(Reading Device)、扫描、扫描器器(Scanner)等。等。 单纯实现向标签内存写入信息的设备成为编单纯实现向标签内存写入

45、信息的设备成为编程器程器(Programmer)、写入器、写入器(Writer)等。等。 综合具有读取与写入标签内存信息的设备成综合具有读取与写入标签内存信息的设备成为读写器、通信器为读写器、通信器(Communicator)等。等。读写器固定式手持式RFID读卡器示例一、射频读写器的工作原理模型一、射频读写器的工作原理模型基带模块：基带模块：基带信号处理基带信号处理应用程序接口应用程序接口控制与协议处理控制与协议处理数据命令接口数据命令接口缓冲存储区缓冲存储区射频模块：射频模块：调制解调处理调制解调处理数据命令接口数据命令接口发送通道发送通道接收通道接收通道收发分离收发分离天线天线接口天线接

46、口数据命令缓冲数据命令缓冲应用接口应用接口一、射频识别系统的工作原理模型一、射频识别系统的工作原理模型应用系统射频标签编码调制解码读写器应用接口空中接口空中接口二、射频读写器的构成 读写器一般由天线、射频模块和控制处理读写器一般由天线、射频模块和控制处理模块和模块和I/O接口模块组成。接口模块组成。 1、天线、天线 天线是发射和接收射频载波的设备。天线是发射和接收射频载波的设备。不管何种射频读写设备均少不了天线或不管何种射频读写设备均少不了天线或耦合线圈。在确定的工作频率和带宽条耦合线圈。在确定的工作频率和带宽条件下，天线发射由射频模块产生的射频件下，天线发射由射频模块产生的射频载波，并接收从

47、标签发射回来的射频载载波，并接收从标签发射回来的射频载波。对射频识别系统而言，天线是射频波。对射频识别系统而言，天线是射频标签和读写器的空间接口。标签和读写器的空间接口。 2、射频模块、射频模块 射频通道模块是射频读写设备的前端，也是影射频通道模块是射频读写设备的前端，也是影响系统价格的关键。射频模块由射频振荡器、射频响系统价格的关键。射频模块由射频振荡器、射频处理器、射频接收器及前置放大器组成。射频模块处理器、射频接收器及前置放大器组成。射频模块可分为发射通道和接收通道两部分，分别用于发射可分为发射通道和接收通道两部分，分别用于发射和接收射频载波。射频模块通常完成控制与处理模和接收射频载波。

48、射频模块通常完成控制与处理模块传送来的发送控制命令的执行，其主要功能有两块传送来的发送控制命令的执行，其主要功能有两项，一是将读写器欲发往射频标签的命令调制（装项，一是将读写器欲发往射频标签的命令调制（装载）到射频信号上，经发射天线发送出去。二是对载）到射频信号上，经发射天线发送出去。二是对射频标签反回到读写器的回波信号的解调处理，并射频标签反回到读写器的回波信号的解调处理，并将处理后的回波基带信号送控制处理模块。射频模将处理后的回波基带信号送控制处理模块。射频模块的组成包括以下主要内容：块的组成包括以下主要内容： （1）频率源电路。用于产生读写设备载波调制）频率源电路。用于产生读写设备载波调

49、制的频率的频率信号。信号。 （2）调制）调制/解调电路。用于实现基带信号载解调电路。用于实现基带信号载波发送与接收的调制（装载）与解调（卸载）。波发送与接收的调制（装载）与解调（卸载）。 （3）功率放大电路。用于实现将输出到天）功率放大电路。用于实现将输出到天线的射频信号放大到足够的功率电平。线的射频信号放大到足够的功率电平。 （4）单天线收发分离电路。用于实现读写）单天线收发分离电路。用于实现读写器发送与接收射频信道的分离。器发送与接收射频信道的分离。 （5）信号放大、滤波、整形处理电路。用）信号放大、滤波、整形处理电路。用于处理解调后的回波信号。于处理解调后的回波信号。 （6）收发控制电路

50、。用于控制射频功率的）收发控制电路。用于控制射频功率的输出以及多天线系统的功率分配。输出以及多天线系统的功率分配。 3、控制与处理模块、控制与处理模块 控制与处理模块是射频读写设备的智能单元。控制与处理模块是射频读写设备的智能单元。其主要功能包括实现发送到射频标签命令的编码，其主要功能包括实现发送到射频标签命令的编码，回波信号的解码。差错控制，读写命令流程策略回波信号的解码。差错控制，读写命令流程策略控制。发送命令缓存，接收数据缓存，与后端应控制。发送命令缓存，接收数据缓存，与后端应用程序之间的接口协议实现，用程序之间的接口协议实现，I/O控制等。其组成控制等。其组成包括以下主要内容：包括以下

51、主要内容： （1）CPU或或MPU（单片机）。智能处理单元，（单片机）。智能处理单元，内装嵌入程序。内装嵌入程序。 （2）CPU或或MPU外围接口电路。为外围接口电路。为CPU或或MPU提供必要的存储区、中断控制器、提供必要的存储区、中断控制器、I/O信号与信号与I/O接口控制信号等。接口控制信号等。 （3）信号加工、缓存等处理电路。对发送）信号加工、缓存等处理电路。对发送命令、接收回波信号进行编码、解码、缓冲存命令、接收回波信号进行编码、解码、缓冲存储等。储等。 （4）时钟电路、看门狗电路。为）时钟电路、看门狗电路。为CPU/MPU提供工作时钟以及系统自恢复功能。提供工作时钟以及系统自恢复功

52、能。 （5）其他控制与接口电路。根据系统的功）其他控制与接口电路。根据系统的功能，实现相应的控制与接口预处理。能，实现相应的控制与接口预处理。 4、I/O接口模块接口模块 I/O接口模块用于实现读写设备与外部接口模块用于实现读写设备与外部传感器、控制器以及应用系统主机之间传感器、控制器以及应用系统主机之间的输入与输出通信。常用的的输入与输出通信。常用的I/O接口类别接口类别有：有： （1）RS232串行接口。计算机流行串行接口。计算机流行的标准串行通信接口，可实现双向数据的标准串行通信接口，可实现双向数据传输，优点是标准接口、通用、流行。传输，优点是标准接口、通用、流行。缺点是传输速度与传输距

53、离受限。缺点是传输速度与传输距离受限。 （2）RS422/485串行接口。标准串行接口，支串行接口。标准串行接口，支持远距离通信，标准传输距离持远距离通信，标准传输距离1200米。采用差分米。采用差分数据传输模式，抗干扰能力较强。通信速度范围数据传输模式，抗干扰能力较强。通信速度范围与与RS232相同。相同。 （3）标准并行打印接口。通常用于为读写设）标准并行打印接口。通常用于为读写设备提供外接打印机，输出读写信息的功能。备提供外接打印机，输出读写信息的功能。 （4）以太网接口。提供读写设备直接入网接）以太网接口。提供读写设备直接入网接入能力与接口，一般均支持入能力与接口，一般均支持TCP/I

54、P协议。协议。 （5）红外线）红外线IR接口。提供红外线接口，近距接口。提供红外线接口，近距离串行红外无线传输，传输速度与标准串口高速离串行红外无线传输，传输速度与标准串口高速相当。相当。 （6）USB接口。标准串行接口，短距离、高接口。标准串行接口，短距离、高速传输接口。速传输接口。RFID 读取流程读卡器读卡器读卡器读卡器外部天线外部天线外部天线外部天线RFIDRFID芯片芯片芯片芯片资料中心资料中心资料中心资料中心标签标签标签标签RadioRadioFrequencyFrequency资料显示资料显示资料显示资料显示 三、读写器的分类三、读写器的分类 1、按通信方式分类，可分为读写器优先

55、和、按通信方式分类，可分为读写器优先和标签优先两类。标签优先两类。 2、按传送方向分类，可分为全双工、按传送方向分类，可分为全双工（FDX）和半双工（）和半双工（HDX）两类。）两类。 3、按应用模式分类，可分为固定式、便携、按应用模式分类，可分为固定式、便携式、一体式和模块式式、一体式和模块式 四、读写器的选择四、读写器的选择 （1）根据功能多寡的选择）根据功能多寡的选择 （2）根据频率频段的选择）根据频率频段的选择 （3）根据应用环境的选择）根据应用环境的选择 （4）根据电子标签协议选择）根据电子标签协议选择 4、读写器产品介绍、读写器产品介绍 五、 射频读写设备的发展趋势 主要体现在如下

56、几方面： 1、读写器射频模块与基带模块的标准化设计。 2、更高的集成度（射频与基带模块）。 3、低成本的六端口射频模块技术更趋完善。 4、多标签读写更有效、更快捷。 5、不同厂家的标签兼容读写，不同工作频段标签的兼容读写。 6、不断降低成本。 7、读写设备设计方案与设计思想的创新。 3.4 通信协议通信协议 通信协议相关的问题包括：时序系统通信协议相关的问题包括：时序系统问题、通信握手问题、数据帧问题、数问题、通信握手问题、数据帧问题、数据编码问题、数据的完整性问题、多标据编码问题、数据的完整性问题、多标签读写防冲突问题、干扰与抗干扰问题、签读写防冲突问题、干扰与抗干扰问题、识读率与误码率的问

57、题、数据的加密与识读率与误码率的问题、数据的加密与安全性问题、读写器与应用系统之间的安全性问题、读写器与应用系统之间的接口问题等。接口问题等。 1、时序系统、时序系统 如果从读写器到射频标签的数据传如果从读写器到射频标签的数据传输和能量传输与从射频标签到读写器的输和能量传输与从射频标签到读写器的数据传输在时间上是交叉进行的，这就数据传输在时间上是交叉进行的，这就是时序系统，也称为纯粹的时序系统。是时序系统，也称为纯粹的时序系统。 与时序系统概念关联密切的通信系统概念：与时序系统概念关联密切的通信系统概念： （1）全双工（）全双工（Full Duplex）系统：是指通信系统：是指通信的双方可以同

58、时双向工作，互相传输信息。的双方可以同时双向工作，互相传输信息。 （2）半双工（）半双工（Half Duplex）系统：是指通信系统：是指通信的双方可以双向工作传输信息，但在同一时间只的双方可以双向工作传输信息，但在同一时间只能向一个方向传输信息。能向一个方向传输信息。 （3）单工系统：是指通信的双方只能从一方）单工系统：是指通信的双方只能从一方将信息传到另一方，即一方始终为发送方，另一将信息传到另一方，即一方始终为发送方，另一方始终为接收方。方始终为接收方。 2、通信握手、通信握手 通信握手所要解决的基本问题包括：通信握手所要解决的基本问题包括： （1）沟通通信双方的工作状态（是否准备）沟通

59、通信双方的工作状态（是否准备好？谁收谁发？）。好？谁收谁发？）。 （2）协调通信双方的位速率（数据传输的）协调通信双方的位速率（数据传输的同步问题）。同步问题）。 （3）数据收发是否正确的确认）数据收发是否正确的确认。 3、数据桢、数据桢 数据桢的定义：适合于传送与接收双方的数据桢的定义：适合于传送与接收双方的具有完整意义的连续数据位的数据串的规格。具有完整意义的连续数据位的数据串的规格。 数据桢是一个完整数据传输的最小单位。数据桢是一个完整数据传输的最小单位。这是一个抽象的概念，将其具体化后可表示这是一个抽象的概念，将其具体化后可表示为多种数据传输过程中的桢概念，如命令桢、为多种数据传输过程

60、中的桢概念，如命令桢、地址桢、数据桢、信息桢、控制桢等地址桢、数据桢、信息桢、控制桢等 4、多标签读写防冲突、多标签读写防冲突 由读写器到射频标签的通信，发送的数据流由读写器到射频标签的通信，发送的数据流同时被所有的射频标签接收，这种通信形式被同时被所有的射频标签接收，这种通信形式被称作称作“无线电广播无线电广播”。 由射频标签到读写器的通信，多个射频标签由射频标签到读写器的通信，多个射频标签的数据同时传输给读写器，这种通信形式称作的数据同时传输给读写器，这种通信形式称作多路存取。多路存取。 反碰撞法：在射频识别系统中，使多路存取反碰撞法：在射频识别系统中，使多路存取无故障地进行存取记录的技术

61、方法被称作反碰无故障地进行存取记录的技术方法被称作反碰撞法。撞法。 （1）空分多路法（）空分多路法（SDMA）：）：在分离的空间在分离的空间范围内重新使用确定的资源（通路容量）的技范围内重新使用确定的资源（通路容量）的技术。术。 （2）频分多路法（频分多路法（FDMA）：）：把若干个使用把若干个使用不同载波频率的传输通路同时提供给通信用户不同载波频率的传输通路同时提供给通信用户使用的技术。使用的技术。 （3）时分多路法（时分多路法（TDMA）：）：把整个可供使把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术。用的通路容量按时间分配给多个用户的技术。 5、干扰与抗干扰、干扰与抗干扰 空间传输信

62、道的干扰带来的直接影响是读写空间传输信道的干扰带来的直接影响是读写器与射频标签通信过程中数据接收出错。器与射频标签通信过程中数据接收出错。 射频标签接收数据时出错可能导致的结果：射频标签接收数据时出错可能导致的结果： （1）射频标签错误地响应读写器的命令。）射频标签错误地响应读写器的命令。 （2）造成射频标签工作状态混乱。）造成射频标签工作状态混乱。 （3）造成写入射频标签的数据出错。）造成写入射频标签的数据出错。 （4）射频标签错误地进入休眠状态。）射频标签错误地进入休眠状态。 读写器接收数据时出错可能导致的结果：读写器接收数据时出错可能导致的结果： （1）不能识别正常工作的射频标签，判断射

63、）不能识别正常工作的射频标签，判断射频标签故障。频标签故障。 （2）将一个射频标签判断为另一个射频标签，）将一个射频标签判断为另一个射频标签，造成识别错误。造成识别错误。 可能的抗干扰措施包括：可能的抗干扰措施包括： （1）通过射频标签与读写器通信约定的数）通过射频标签与读写器通信约定的数据完整性方法，检验出受到干扰出错的数据。据完整性方法，检验出受到干扰出错的数据。 （2）通过数据编码提高数据传输过程）通过数据编码提高数据传输过程中的抗干扰能力，使得数据传输过程中中的抗干扰能力，使得数据传输过程中不易受干扰。不易受干扰。 （3）通过数据编码与数据完整性检验，）通过数据编码与数据完整性检验，纠

64、正数据传输过程中的某些差错。纠正数据传输过程中的某些差错。 （4）通过多次重发、比较，剔除出错）通过多次重发、比较，剔除出错的数据并保留判断为正确的数据。的数据并保留判断为正确的数据。 6、识读率与误码率、识读率与误码率 基本定义：基本定义： 7、数据的加密与安全性、数据的加密与安全性 射频识别系统应防范的攻击：射频识别系统应防范的攻击： 为了复制或改变数据，未经授权地读出数据为了复制或改变数据，未经授权地读出数据载体。载体。 将外来的数据载体置入某个读写器的询问范将外来的数据载体置入某个读写器的询问范围内，企图得到非授权出入建筑物或不付费的围内，企图得到非授权出入建筑物或不付费的服务。服务。

65、 为了假冒真正的数据载体，窃听无线电通讯为了假冒真正的数据载体，窃听无线电通讯并重放数据（重放和欺诈）。并重放数据（重放和欺诈）。 3.5 射频识别技术的应用 1、RFID在物流领域的应用。 2、RFID在交通领域的应用 （1）铁路车号车次识别系统 （2）车辆自动收费系统 （3）智能停车场管理系统 （4）公交“一卡通”的应用 3、在工业制造业中的应用。 4、在商业零售业中的应用 5、在仓储管理中的应用。 6、在票、证、卡管理中的应用。 7、在门禁、考勤管理中的应用。 8、在邮政、航空包裹、行李中的应用。 9、在动物跟踪中的应用。 10、在医疗领域的应用。 11、在军事领域的应用。 12、在食品

66、安全及追溯方面的应用。 3、5 射频识别技术的应用射频识别技术的应用 3.5.1 我国我国RFID技术应用的现状技术应用的现状 1、总体上处于初级阶段，信息化建设是主、总体上处于初级阶段，信息化建设是主要目的要目的 2、规模应用效果好，小型应用日渐增多。、规模应用效果好，小型应用日渐增多。 3、低、高频应用成熟，超高频有待发展。、低、高频应用成熟，超高频有待发展。 4、物流应用略逊色，其潜力不可估量。、物流应用略逊色，其潜力不可估量。 相对于条码，相对于条码，RFID有以下优势：有以下优势： （1）不需光源，可以透过外部材料读取数）不需光源，可以透过外部材料读取数据。据。 （2）使用寿命长，能

67、在恶劣环境下工作。）使用寿命长，能在恶劣环境下工作。 （3）能够轻易嵌入或附着在不同形状、类）能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上。型的产品上。 （4）读取距离更远。）读取距离更远。 （5）可以写入及存储数据，写入时间比打）可以写入及存储数据，写入时间比打印条码更少。印条码更少。 （6）标签的内容可以动态改变）标签的内容可以动态改变 （7）能够同时处理多个标签。）能够同时处理多个标签。 （8）标签的数据存取有密码保护，安全）标签的数据存取有密码保护，安全性更高。性更高。 （9）可以对）可以对RFID标签附着的物体进行标签附着的物体进行追踪定位。追踪定位。 （10）不需直接可视也不需要特定

68、的方）不需直接可视也不需要特定的方向就可以识别多个标签。向就可以识别多个标签。 3.5.2 我国我国RFID技术应用领域技术应用领域 1、在交通信息化方面的应用、在交通信息化方面的应用 （1）电子不停车收费系统）电子不停车收费系统 （2）铁路车号车次识别系统）铁路车号车次识别系统 （3）智能停车场管理系统）智能停车场管理系统 （4）公交）公交“一卡通一卡通”的应用的应用 2、在工业自动化方面的应用、在工业自动化方面的应用 3、在物资与供应链管理中的应用、在物资与供应链管理中的应用 （1）航空、邮政包裹的识别）航空、邮政包裹的识别 （2）集装箱自动识别系统）集装箱自动识别系统 （3）智能托盘系统

69、）智能托盘系统 （4）在仓储管理中的应用。）在仓储管理中的应用。 4、在门票管理系统的应用、在门票管理系统的应用 5、在食品、药品安全及追溯方面的应用、在食品、药品安全及追溯方面的应用 6、在图书资料管理中的应用、在图书资料管理中的应用 7、在门禁、考勤管理中的应用、在门禁、考勤管理中的应用 8、在动物以及人员的追踪管理的应用、在动物以及人员的追踪管理的应用 9、在票证、卡管理中的应用、在票证、卡管理中的应用 10、在资产管理方面的应用、在资产管理方面的应用 3.5 .3 射频识别技术的应用案例 一、电子不停车收费系统（远距离）一、电子不停车收费系统（远距离） 1、基本原理：、基本原理： 是利

70、用射频标签与读写器天线之间是利用射频标签与读写器天线之间（辐射远场区）构成的空间信息传输射（辐射远场区）构成的空间信息传输射频通道，通过电磁耦合（电磁波发射与频通道，通过电磁耦合（电磁波发射与反射，也叫反向散射耦合）的方式实现反射，也叫反向散射耦合）的方式实现能量传输和数据传输。能量传输和数据传输。 2、工作过程、工作过程 （1）读写器通过天线对外发射无线载波信）读写器通过天线对外发射无线载波信好。好。 （2）当装有电子标签的汽车经过收费站）当装有电子标签的汽车经过收费站（进入读写器发射天线的工作区域）时，电子（进入读写器发射天线的工作区域）时，电子标签被激活，并将自身的信息代码经天线发射标签

71、被激活，并将自身的信息代码经天线发射出去。出去。 （3）系统的接收天线收到电子标签发出的）系统的接收天线收到电子标签发出的载波信号，经天线调节器传给读写器，读写器载波信号，经天线调节器传给读写器，读写器对接收到的信号进行解调解码，自动识别车辆，对接收到的信号进行解调解码，自动识别车辆，并刷新电子标签内的备付金金额。并刷新电子标签内的备付金金额。 （4）收费站通过计算机网络迅速将车）收费站通过计算机网络迅速将车牌号、车型、备付金帐号等信息传给相牌号、车型、备付金帐号等信息传给相关银行和收费结算中心。关银行和收费结算中心。 （5）银行根据收费标准扣减该车对应）银行根据收费标准扣减该车对应的备付金，

72、并相应地将该部分款项划拨的备付金，并相应地将该部分款项划拨到收费结算中心的帐户上。到收费结算中心的帐户上。 （6）结算中心在根据车辆行驶路段将）结算中心在根据车辆行驶路段将所收款项分给不同的路桥收费公司。所收款项分给不同的路桥收费公司。 二、铁路车号车次识别系统（简称二、铁路车号车次识别系统（简称ATIS） 1、ATIS的构成的构成 （1）车辆）车辆/机车电子标签机车电子标签 （2）地面识别系统（）地面识别系统（AEI）设备）设备 （3）车站集中与控制系统（）车站集中与控制系统（CPS） （4）列检复示系统）列检复示系统 （5）信息跟踪查询终端）信息跟踪查询终端 2、基本原理（同不停车收费系统

73、）、基本原理（同不停车收费系统） 3、工作过程、工作过程 （1）列车到来，车轮传感器工作。）列车到来，车轮传感器工作。 （2）启动）启动AEI系统的读写设备，发射射系统的读写设备，发射射频信号。频信号。 （3）列车进入地面识别系统工作区域时，）列车进入地面识别系统工作区域时，电子标签被激活，并将自身的信息代码电子标签被激活，并将自身的信息代码发射出去。发射出去。 （4）天线将电子标签的反射信号传给读）天线将电子标签的反射信号传给读写器。写器。 （5）读写器对电子标签的反射信号进行）读写器对电子标签的反射信号进行解调译码处理。解调译码处理。 （6）地面识别系统对过车的信息（车号、）地面识别系统对

74、过车的信息（车号、车次、过车时间、速度等）准确识别后，车次、过车时间、速度等）准确识别后，保存过车信息，并通过专线传给车站保存过车信息，并通过专线传给车站（编组站）的集中控制系统（编组站）的集中控制系统（CPS）。）。 （7）CPS将将AEI传来的过车信息进行接传来的过车信息进行接收、处理、存储，并转发给相关管理系收、处理、存储，并转发给相关管理系统统 三、三、RFID电子门票解决方案电子门票解决方案 1、门票管理子系统、门票管理子系统 门票分类：工作证、参展商、运动门票分类：工作证、参展商、运动员、裁判员等。员、裁判员等。 门票授权：时间授权、场馆授权、门票授权：时间授权、场馆授权、入场次数

75、授权等。入场次数授权等。 2、验票和身份识别子系统、验票和身份识别子系统 进场红外对射检测参观者进入读写器读取区域是否有门票是否合法是否有授权读取电子标签数据读取标签照片与现场对比报警禁入拍摄参观者照片进入场馆 3、售票子系统、售票子系统 售票子系统主要是处理门票销售、退售票子系统主要是处理门票销售、退票、修改门票信息等操作。包括售票计票、修改门票信息等操作。包括售票计算机、算机、RFID读写器、照片打印机、扫描读写器、照片打印机、扫描仪、摄象机等设备。仪、摄象机等设备。 售票子系统的流程售票子系统的流程 （1）查验购票人的相关证件）查验购票人的相关证件 （2）输入购票人的个人信息）输入购票人

76、的个人信息 （3）采集购票人的照片）采集购票人的照片 （4）读取一张门票，将门票上的唯一序）读取一张门票，将门票上的唯一序列号与购票人的个人信息对应并存储，列号与购票人的个人信息对应并存储，然后用照片打印机在门票上打印购票人然后用照片打印机在门票上打印购票人的门票。的门票。 （5）生成门票，交给购票人。）生成门票，交给购票人。 4、门票稽查子系统、门票稽查子系统 人工稽查人工稽查 手持验票机稽查手持验票机稽查 RFID应用：物流管理RFID应用：仓储管理 传统：手工逐个照扫描码RFID：批量识别。RFIDRFID应用：人员管理应用：人员管理与会人员代表证与会人员代表证会场人员管理系统会场人员管理系统