RFID技术中的几个关键问题
- 格式:pdf
- 大小:486.78 KB
- 文档页数:5
RFID技术在图书馆实际应用中存在问题与对策研究——以宁波工程学院图书馆为例胡伦; 邱平; 肖光燕【期刊名称】《《新闻传播》》【年(卷),期】2019(000)017【总页数】3页(P108-110)【关键词】RFID技术; 高校图书馆; 存在问题; 对策建议【作者】胡伦; 邱平; 肖光燕【作者单位】宁波工程学院浙江 315211【正文语种】中文射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触[1]。
本案例应用的是UHF-RFID技术,即超高频无线射频识别技术,利用UHF-RFID技术对接图书馆原有图书馆集成管理系统,组成RFID图书馆智能管理应用系统。
将图书电子标签、借书卡、标签转换装置、安全门禁、自助借还书机、自助还书机、移动盘点平台以及馆员工作站系统软件融合为一体,实现图书自动盘点、自助借还、区域定位、自动分拣等多种管理功能,为图书馆信息化管理提供最先进的技术手段和功能[2]。
本文通过UHF-RFID技术在图书馆应用实践中发现问题与经验进行归纳总结,并结合实际运用情况提出对策建议,促进UHF-RFID技术在图书馆领域的健康发展。
一、项目应用研究概述(一)项目介绍宁波工程学院图书馆主馆于2016年9月建成投入使用,建筑面积2.5万平方米,为南五层北四层结构,主体建筑呈工字形。
每层又分为A、B、C、D四个区域,由南北连廊相连,中间由旋转楼梯贯通一至五层。
建馆之前通过项目立项,全馆采用UHF-RFID技术标准打造,项目总预算为390万元人民币,采购了远望谷信息技术有限公司关于图书馆UHF-RFID技术全部产品线,形成了完整的RFID技术关于图书馆应用的生态圈,根据远望谷公司反馈,宁波工程学院图书馆不但采购产品上全覆盖,且实践中也应用较好,在整个华东地区具有一定代表性。
宁波工程学院图书馆RFID项目主要采购了以下软硬件设施(如表1)。
射频识别(RFID)技术及其应用李锦涛郭俊波罗海勇曹岗冯波陈益强1 引言射频识别(Radio Frequency Identification,RFID),又称电子标签(E-Tag),是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。
RFID最早的应用可追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的“敌我辨识”系统[1]。
随着技术的进步,RFID应用领域日益扩大,现已涉及到人们日常生活的各个方面,并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。
RFID典型应用包括:在物流领域用于仓库管理、生产线自动化、日用品销售;在交通运输领域用于集装箱与包裹管理、高速公路收费与停车收费;在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪;在医疗行业用于药品生产、病人看护、医疗垃圾跟踪;在制造业用于零部件与库存的可视化管理[2,3];RFID还可以应用于图书与文档管理、门禁管理[3]、定位与物体跟踪、环境感知[4,5] 和支票防伪[6]等多种应用领域。
2003年3月,Gartner在“Symposium ITXPo 2003”上预测,RFID(E-Tags)技术属于最近2~5年(2005~2008年)将逐渐开始大规模应用的技术,如图1所示。
根据ARC顾问集团的预测,到2008年RFID仅在全球供应链领域的市场需求将达到40亿美元,如图2所示。
图1 RFID技术趋势预测(数据来源:Gartner,2003年3月)图2 RFID系统全球市场分析与预测(数据来源:ARC顾问集团,2004年7月)目前,RFID已成为IT业界的研究热点,被视为IT业的下一个“金矿”。
各大软硬件厂商,包括IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、SAP等在内的各家企业都对RFID技术及其应用表现出了浓厚的兴趣,相继投入大量研发经费,推出了各自的软件或硬件产品及系统应用解决方案。
浅析射频识别技术作者:陆锌渤来源:《中国新通信》 2018年第1期【摘要】射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification) 是一种非接触式的自动识别技术,它是兼具了实时、准确与快速等特点的新兴技术,在如今这愈加智能化的社会中有着重要的链接作用。
本文简要阐述了射频识别技术的原理及其应用,具体研究内容包含如下方面:1)对射频识别技术原理及其发展历程的简介。
2)分析无源、有源、半有源三类射频识别技术。
3)介绍、分析射频识别技术的几个重要应用,包括电子不停车收费系统、电子溯源系统、物联网系统。
4)讨论了射频识别技术在抗干扰、安全、标签安置、频率选择方面存在的发展难题。
【关键词】射频识别技术原理 ETC 物联网发展难题一、射频识别技术简介及其发展历程1.1 射频识别技术及其工作原理射频识别技术,即RFID(Radio Frequency Identification),是一种高效的无线通信技术。
它的工作过程即:利用无线电波,结合电磁感应技术,识别特定目标,并与其进行非接触信息交流。
射频识别的无线系统通常有两个部分,即应答器与阅读器。
应答器近年来又被称作标签或电子标签,每一个标签有一个独一无二的电子编码用于识别。
电子标签的组成包括IC 芯片与通信天线。
作为RFID 系统中的数据载体,标签在收到阅读器发出的查询信号时,能够将一部分能量信号转换为直流电流,以维持标签内部电路工作;同时对另一部分信号进行调制、处理,再对阅读器进行答复。
阅读器又称读写器,包括天线、逻辑控制单元与射频接口三部分。
作为RFID 系统的信息处理与控制中心,阅读器通过无线信号,完成对电子标签的供能与通信。
阅读器与标签上的天线能够实现电磁波与电流信号的相互转化,因此,阅读器天线所构造的电磁场范围,即为阅读器的可读区域。
通常来说,射频识别技术具有如下特性:1)适用性:RFID 技术依靠电磁波,并不需要连接双方的物理接触。
RFID的四个关键技术物联网中的RFID有四个关键技术:标签的能量供应、标签到阅读器的数据传输、数据传输的完整性与安全性和多目标识别技术。
(1)标签的能量供应有源标签自带电池,用于给数据载体供电。
而无源标签工作所需能量则从射频电磁波束中获取,和有源射频识别系统相比,无源系统需要较大的发射功率,射频电磁波在标签上经射频检波、倍压、稳压、存储电路处理,转化为标签工作所需的工作电压。
(2)标签到阅读器的数据传输标签回送到阅读器的数据传输方式可归结为三类:①利用负载调制的反射或反向散射方式(反射波的频率与阅读器的发送频率一致);②利用阅读器发送频率的次谐波传送标签信息(标签反射波与阅读器的发送频率不同,为其高次谐波(n倍)或分谐波(1/n倍));③其他形式。
(3)数据传输的完整性与安全性由于数字信号在传输的过程中会受到干扰,故其传输至接收端可能发生误判,为保证数据的完整性,可以使用校验和法来识别传输错误并进行校正,最常用的是奇偶校验法以及冗余校验法。
在与安全相关的领域,例如出入系统、售票系统等越来越多地应用射频识别系统,在数据传输的过程中难免不受到攻击,因此必须采取一定的防范措施保证数据安全,例如可以通过在阅读器与标签之间建立密钥来对要传输的数据进行加密,达到安全的目的。
(4)多目标识别技术(反碰撞算法)当阅读器信号作用范围内存在多个标签,同一时刻有两个或两个以上的标签向阅读器返回信息时,将产生冲突。
解决冲突的算法称为反碰撞算法。
传统无线电技术(如通信卫星、移动电话网)已有空分多路法、频分多路法、时分多路法以及码分多路法来解决类似问题。
但在射频识别系统中,由阅读器和标签构成的无线网络有以下特征:①规模:每个阅读器工作区域内可能存在大量标签;②体积:标签附着在各种商品上,体积不能太大;③成本:粘贴标签的商品本身价值可能很低,所以标签的成本不能太高;④通信量:标签内包含的信息量很少,阅读器与标签间的通信时间很短。
RFID在产品防伪应用中的关键技术研究导语:本文简要论述了其他防伪技术的不足,而RF1D技术在克服这些缺点的同时,又帮助企业建立了产品追踪追溯体系,使得产品的安全问题有望得到很大的改观。
1 引言随着我国市场经济的发展,在国民经济迅速发展的同时,假冒伪劣产品的生产和流通也日益猖獗,严重损害了国家集体、消费者和名优产品厂家的利益-.有的还直接危害公民的身体健康和人身、财产安全。
传统防伪技术应用多年,假冒伪劣产品依然气焰嚣张厂家深受其害,国家深受其害。
有效打击假冒伪劣。
确保产品安全,建立产品的追踪追溯体系,受到普遍关注。
2 RFID使产品更安全传统防伪技术存在许多问‘题,无法有效的打击假冒伪劣:另外在产品出现问题的时候做出及时反应往往要花费很大的力气,在大家一筹莫展的时候,RFID 技术的出现使得问题的解决出现了转机。
假冒伪劣产品的源头在生产领域,但其泛滥则是在流通领域。
因此建立一个安全的产品供应链,建立产品的追踪追溯体系,将是一个非常重要且具有挑战性的任务。
2.1如何使产品更安全任何一个防伪系统的最终日标都是确保最终的产品——产品本身——不是假冒伪劣产品。
最好的解决办法是参与供应链的每一个组织和个体都可以准确且快速的直接验证产品的真伪,像政府组织的质量监督局一样,如葡萄酒,可以打开每个瓶子里的酒进行验证。
然而在近期内这样是很不现实的。
那么,做到怎样才能算是一个安全的产品供应体系,使得大家相信眼前的产品是一个真实、安全的产品呢。
如果能够做到如下三点,我们将会对产品的安全和真实非常有信心了:(1)可信的包装,验证包装是否真实。
(2)包装的完整性,包装没有被拆开,里面的产品没有被更换过。
(3)产品流通历史,确保产品在其生命周期中是被可信任的参与者处理。
2.1.1其他防伪技术传统的防伪技术,像激光防伪、荧光防伪、温变防伪、特种制版一般都重视产品包装的不可伪造性,由于这些防伪技术含量低,一段时间后就被人仿冒,另外对于大批量物品来说,需要一个一个比对,工作量太火;短信防伪、电话防伪、以及条形码防伪一般要求输入序列号,然后与数据库中资料核对,判断是否真假,也存在同样的问题,在流通中验证产品量比较大的时候,工作效率很低;而且这些序列号都是可见的,因此序列号的安全性无法保证,甚至有可能成为保护假冒产品的护身符,在产品出现问题的时候这些防伪手段都无法做出很及时地响应。
本文译自美国意联科技公司(Alien Technology Corporation)的网站认识超高频(UHF)无线射频智能标签(RFID T ag)应用的十大关键因素RFID Tag的使用和中国人的风水观有异曲同工之妙, 风水讲究居室和家具的摆设, 家具必须摆好方位才能形成对人体健康和运势最好的效果. RFID也要讲究标签贴在产品或包装箱的方位, 并且要和读写器(Reader)的设置密切配合才能形成最好的读取效果。
因此, 对于RFID这项科技的深度认知, 才能使得整个RFID的应用系统发挥最好的功能。
1. 找到方向:在开始一项RFID的应用计划之前, 先自己在公司内做规划, 然后要实地勘查。
首先要定义这项RFID应用要达成的目标是什么? 需要什么资源?使用RFID标签要做什么用途? 是要追踪资产或是高价设备? 是用做制程管理? 是改善仓储作业? 还是提高运输时程的准确性? 是要降低库存缺货的机率? 或者你的目的是要做防伪的用途? 如果能够让客户理解RFID能够提升绩效超过客户的预期,那么客户就会觉得这项RFID的投资就很划算了。
在确立如何应用和使用RFID的过程中, 首先要知道RFID要贴到什么东西上? 是贴到单一物件上呢? 或是贴到包装箱或是托盘(栈板)? 此外, 还要考虑未来可能的变化, 以符合未来的需要, 例如目前的需要是读取在输送带上的箱子, 但是未来箱子可能变成在拖盘上而不是在输送带上。
如果只考虑眼前的需要而没有兼顾未来的需求的话, 将使得目前投入的建置成本无法在未来有效的利用。
实地勘查是很重要的, 经由实地勘查你可以了解是否有电磁干扰以及其它影响无线电波传导的因素。
实地勘查也可以知道如何适当的布置天线以涵盖所有的范围, 以及计算读写器(Reader)和其它设施的需求数量。
实地勘查过程中也能理解到你需要写入那些信息, 以及RFID要贴到什么地方和怎么贴。
2.贴用RFID对象的材质可能是纸张, 纸箱, 塑料, 或金属对于RFID各有不同的需求。
无线射频识别技术(RFID)应用的关键问题王天吉【摘要】首先系统论述RFID基本原理,接着论述RFID技术的国内外发展现状,并在此基础上全面分析了国内外RFID技术的发展现状.最后提出当前国内外RFID技术发展面临的几个关键问题:RFID系统实施,RIFD产品成本问题,RFID技术安全隐私问题,测试问题,给出各个问题的研究方法,以及解决这些问题的建议.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)008【总页数】3页(P170-172)【关键词】无线射频识别技术;系统实施;成本问题;安全隐私问题;测试问题【作者】王天吉【作者单位】安阳钢铁集团有限责任公司,河南,安阳,455141【正文语种】中文【中图分类】TN921 引言RFID最早可追溯到1948年,先是用于军事领域,民用始于20世纪70年代,主要研究在中频(13.56 MHz下)和低频(125~150 kHz)段,该频段RFID接收距离在3 m内;数据传输量每秒在100个以内。
这就限制了RFID的发展。
在20世纪90年代转向高频段(433 MHz以及860~960 MHz)以上研究后,两个问题都得到了彻底解决。
RFID利用了电磁波空间耦合、传播进行通信,以达到自动识别被标识对象,获取对象信息的目的。
工作原理是将RF识别标签(tag)装(粘贴、插放、挂佩、或植入等)在被识别物体上,被标识物进入阅读器(reader)阅读范围时,标签和阅读器间通过天线(antenna)传播射频信号进行通信,标签向阅读器发送自身信息(如ID号等),阅读器接收这些信息并进行解码,传输给后台计算机处理。
识别无需人工干预,可在恶劣环境下工作,几乎可以应用到任何行业。
2 国内外现状国外对高频以下RFID研究已相当成熟。
起步较早,已广泛用于工业、商业自动化,交通运输,控制管理等众多领域。
据Sanford C. Bernstein公司估计,通过采用RFID沃尔玛每年可节省83.5亿美元,RFID技术能把失窃和存货水平降低25%。
RFID产品几个技术问题的说明及常见故障答疑针对RFID系统的一些关于电磁兼容性、搞干扰性、对环境及人体的影响、频段的目前应用情况等关键问题做了清晰的解释。
并给出一些RFID的产品技术问答。
1、产品的电磁兼容性目前在900MHz频段工作的无线设备包括GSM无线电话移动通信设备、RFID设备、以及用于工业、科研、医疗用途的一些设备(国际称为ISM频段),在此频段中的890MHz-915MHz用于GSM系统的上行传输,即手提电话在此频段自基站发送信息,基站在此频段接收;935 MHz-960 MHz用于基站向手机发送信息,手提电话进行接收。
在这两个频段之间留有20 MHz的间隙,即在915 MHz-935 MHz这20 MHz是可分配给RFID使用,因此不会造成彼此之间的干扰。
2、其他900MHz设备对产品干扰情况说明读写器采取先进的“跳频”(即读写器的工作频率能在整个工作频段内“随机”变化)抗干扰方式,每几十ms改变一次工作频率,而且在个频段中按“随机函数”来改变其频率,避免受偶然的突发影响(在“电子战”中这种技术通常被用来对抗外部干扰)。
在与GSM手机的多次电磁兼容性实验中,从未发生读写器受干扰的现象。
3、产品对人体的影响及其它900MHz设备干扰情况说明读写器的输出功率为1W(测试值),考虑天线的增益后约为6W,仅比手机的输出功率3.2W 大一倍左右,然而手提电话通话时与人脑的距离只有数公分,已经证明尚且对人体的健康不造成威胁,与之相比,读写器的天线与车主的距离要远的多。
此外,Raifu读写器是按DSRC(短程无线电通信)的技术规范制造的,有效作用距离在十米(比无绳电话的有效作用范围还要小);再加上本系统是定向小区域发射(在十几立方米范围),与移动手机的全方向发射有本质区别,发射能量的方向是朝向地面,不会向空中散布。
同时采用跳频技术使能量频谱扩散到整个工作频段,进一步大幅度弱化对其他系统的影响。
基于RFID技术的酒类溯源防伪系统研究与应用何飞;马纪丰;梁浩;崔哲【摘要】The radio frequency identification (RFID) technology has been adopted gradually in the fields of liquor source tracing andanti⁃counterfeiting due to its advantages of remote identification,large memory space,tag unique ID and strong envi⁃ronment adaptability. The application situation of RFID technology in existing liquor source tracing and anti⁃counterfeiting sys⁃tems is analyzed,and the merits and drawbacks of these systems are summarized in this paper. In combination with the applica⁃tion requirements of liquor source tracing andanti⁃counterfeiting,a liquor source tracing and anti⁃counterfeiting system with ISO 15693 RFID chip based on cryptographic algorithm was designed.%RFID技术因其远距离识别、存储量大、标签惟一编码标识、环境适应性强等技术优势,逐步在酒类溯源防伪领域取得了应用和推广。
在此对RFID技术在酒类溯源防伪领域的应用情况进行了研究,对现有基于RFID技术的酒类溯源防伪系统的优缺点进行了分析和总结。
如何应对射频识别系统的多路径干扰射频识别系统(RFID)是一种通过无线电波进行数据传输和识别的技术。
它可以实现对物体的追踪和管理,广泛应用于物流、供应链管理、库存管理等领域。
然而,射频识别系统在实际应用中常常面临多路径干扰的问题,这会影响系统的稳定性和准确性。
本文将探讨如何应对射频识别系统的多路径干扰,以提高系统的性能和可靠性。
1. 多路径干扰的原因和影响多路径干扰是指射频信号在传播过程中经历多个路径的反射、折射和散射,导致接收到的信号存在多个版本,从而干扰了正常的信号识别和通信。
多路径干扰主要由以下几个因素引起:a. 环境因素:如建筑物、墙壁、金属物体等会对射频信号的传播产生反射和折射。
b. 天线因素:天线的方向性和波束宽度会影响信号的传播和接收。
c. 多用户干扰:当多个射频识别系统同时工作时,它们的信号可能会相互干扰。
多路径干扰会导致射频识别系统的性能下降和误识别率增加,严重时可能无法正常工作。
因此,应对多路径干扰成为提高射频识别系统性能的关键问题。
2. 选择合适的天线和位置天线是射频识别系统中的重要组成部分,选择合适的天线类型和位置可以减少多路径干扰的影响。
首先,应选择具有较窄波束宽度的天线,以减少信号的散射和反射。
其次,天线的位置应尽量避免与墙壁、金属物体等产生过多的反射和折射。
通过合理选择天线和位置,可以降低多路径干扰的程度。
3. 使用合适的调制技术调制技术是射频识别系统中的关键技术之一,选择合适的调制技术可以提高系统的抗干扰能力。
常用的调制技术包括频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和幅度移键控(ASK)等。
这些调制技术都具有一定的抗干扰能力,可以通过调整调制参数来适应多路径干扰的环境。
例如,增大调制指数可以提高系统的抗多路径干扰能力。
4. 引入信号处理算法信号处理算法是应对多路径干扰的重要手段之一。
通过对接收到的信号进行处理和分析,可以准确地判断出有效信号和干扰信号。
常用的信号处理算法包括自适应滤波、时域反射抑制(TDRS)和多径补偿等。
RFID基础知识 (1)RFID应用领域 (4)RFID相关术语 (4)标签 (6)RFID读写设备基本介绍 (8)RFID读写器 (10)RFID知识进阶 (11)RFID工作频率的分类 (13)RFID中间件知识 (15)如何保护RFID内部信息 (19)RFID天线知识 (21)电子标签耦合 (23)电子标签的制作及封装 (25)射频标签通信协议简介 (26)射频标签内存信息的写入方式 (26)RFID工作频率指南和典型应用 (27)从传统条码到RFID (30)射频技术和条码的比较 (36)RFID标签能否取代条码技术 (38)使用高频标签会对人体有辐射危害吗 (39)RFID面临的问题 (39)RFID基础1.什么是RFIDRFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。
常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码,等等。
一套完整 RFID系统由 Reader 与 Transponder 两部份组成 ,其动作原理为由 Reader 发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之ID Code送出,此时Reader便接收此ID Code。
Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且晶片密码为世界唯一无法复制,安全性高、长寿命。
RFID的应用非常广泛,目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盜器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。
RFID标签有两种:有源标签和无源标签。
以下是电子标签内部结构:芯片+天线与RFID系统组成示意图2.什么是电子标签电子标签即为 RFID 有的称射频标签、射频识别。
它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。
RFID关键技术及应用案例分析第一章RFID系统的基本组成及工作原理1 RFID系统简介RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。
它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无需人工干预,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,操作方便。
2 RFID的组成射频识别系统由电子标签、阅读器、天线组成.电子标签:由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。
阅读器:又为读写装置,可无接触的读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的,有手持或固定式两种,通过阅读器和电脑相连,所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步的处理。
天线:在标签和阅读器之间传递射频信号。
3 RFID系统的特点3。
1 射频技术射频识别系统最重要的优点是非接触识别,它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签,并且阅读速度极快,大多数情况下不到100毫秒.有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。
可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。
制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。
射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系统,导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准,这种混乱和割据的状况已经制约了整个射频识别行业的增长。
许多欧美组织正在着手解决这个问题,并已经取得了一些成绩。
标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。
3.2 适用性物流管理的本质是通过对物流全过程的管理,实现降低成本和提高服务水平两个目的。
如何以正确的成本和正确的条件,去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点,得到正确的产品,成为物流企业追求的最高目标。
一般来说,企业存货的价值要占企业资产总额的25%左右,占企业流动资产的50%以上。
所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。
综述RFID技术及其应用领域一、本文概述随着信息技术的迅猛发展,无线射频识别(RFID)技术作为一种重要的自动识别技术,正逐渐渗透到各个领域,为现代社会的智能化和便捷化提供了强大的技术支持。
本文旨在全面综述RFID技术的基本原理、发展现状以及广泛的应用领域,以期为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考。
本文将对RFID技术的基本概念进行介绍,包括其定义、特点以及与传统识别技术的区别。
在此基础上,文章将详细阐述RFID系统的工作原理,包括标签、阅读器和天线等关键组件的功能及相互作用。
本文将回顾RFID技术的发展历程,分析其技术演进趋势和主要挑战。
通过对比不同时期的RFID技术标准和应用案例,展示该技术在全球范围内的推广和应用情况。
本文将重点介绍RFID技术在各个领域的应用实践。
这些领域包括但不限于物流管理、零售业、医疗卫生、智能交通、动物跟踪以及智能家居等。
通过具体案例分析,揭示RFID技术在实际应用中的优势、挑战及未来发展趋势。
通过本文的综述,我们期望能够为读者提供一个全面、深入的了解RFID技术及其应用领域的机会,并激发更多创新和应用的灵感。
二、RFID技术原理与组成RFID,即无线射频识别,是一种通过无线电信号识别特定目标并读取相关数据的技术。
其基本原理是利用射频信号和其空间耦合、传输特性,实现对静止或移动物品的自动识别。
RFID系统主要由三部分组成:标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线(Antenna)。
标签,也被称为射频卡或应答器,通常附着在目标对象上,存储和传输数据。
阅读器,也称为读写器或查询器,负责发送射频信号给标签并接收从标签返回的信号,以此实现对标签的读写操作。
天线则是标签和阅读器之间传输射频信号的媒介。
在RFID系统中,标签和阅读器之间的通信主要基于电磁耦合原理。
当阅读器的天线发射出射频信号时,如果其有效范围内存在标签,标签的天线会接收到这些信号并驱动内部的电子电路进行工作。
物联网技术的基石———RFID无线射频识别技术湖南大学信息科学与工程学院胡标摘要:无线射频识别(RFID)技术是物联网感知识别层的重要技术,堪称是物联网技术的基石。
RFID技术使得信息的获取变得更快捷方便,为人们的生活提供了巨大的便利。
但是RFID技术的推广与应用也存在着障碍,相关标准的制定,信息的安全性以及电子标签的低成本量产是目前该项技术发展推广的主要阻碍。
本文将介绍RFID的特点,相关标准,基本原理,系统组成,着重介绍电子标签的相关技术,应用,以及发展前景和方向。
关键字:物联网无线射频识别RFID1引言物联网是近年来兴起的新兴信息产业,一般可将其定义为通过射频识别(RFID)、传感器、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物体和互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网技术可以为人类提供无所不在的方便快捷的感知和控制能力,极大地提高社会生产效率,为人类生活提供极大便利。
作为物联网三大结构层次中感知识别层中的重要技术,无线射频识别(RFID)技术在物联网中有着重要地位,它不但是物联网中最重要的感知识别技术之一,而且也是物联网技术的起源之一,是物联网技术的基石,因为物体附着电子标签,通过RFID系统联网,从而实现了物联网的物物互连的目标。
RFID技术目前得到飞速发展,同时也在社会生产生活中得到了广泛的应用,为人们的生活提供了巨大便利,为社会创造了巨大的经济效益。
如我们日常生活中的门禁,公交地铁的电子车票,以及我国的二代居民身份证等,都是RFID技术的应用。
RFID系统分为读写器,电子标签,高层系统三大组成部分,其中以电子标签最为重要。
其按照使用的无线电波的工作频率可以分为低频,高频和微波,按照读写器和电子标签的耦合方式的不同其中低高频属于电感耦合类型,而微波属于电磁反向散射类型。
目前RFID系统的的发展还处在比较初始的阶段,还面临着标准划分,安全性,电子标签的低成本量产等问题,需要相关科研技术人员的努力使其得到更大发展更好地位人类社会服务。
摘要
无线射频识别(RFID)系统是一种数据自动采集(ADC)系统,它使企业可以通过利用无线电波对数据进行无线采集和移动。
典型的RFID系统包括“标签”(内嵌有用于标识移动中的产品或物品的唯一标识码),“读取器”(专门设计用于解读标签中的数据),以及一个主机系统或服务器(用于管理和处理所收集到的大量信息)。
什么是RFID技术?无线射频识别技术使企业可以对单一产品或物品指定唯一的标识码。
从产品制成到售出这段时间,RFID技术可以使企业对转运中物品的发运和库存进行实时采集和移动业务活动点之间的数据。
以这种独特的识别方式,将采集到的信息与企业数据库或主机系统中的产品信息进行匹配。
借助RFID技术,几乎无需人工干预,即可读取或跟踪物品。
同时,它还有助于减少供应链库存量,降低运营成本,显著提高供应链的透明度。
这些成本降低和实时可见性等优势引起了企业的关注,考虑部署RFID系统。
背景资料:行业简介
RFID技术早在20世纪40年代就已得到成功部署,并业经证实在特定应用中这项技术可以为企业带来众多收益,在第二次世界大战期间,该技术就得到应用。
当时,作为分辨是敌方飞机还是我方飞机的(IFF)计划,在我方飞机上都装有RFID标签,而在60年代后期,RFID技术则被用于识别和监控核材料或其它危险材料。
到了80年代,RFID技术的研究不只停留在性能改进方面(如功率要求及读取范围),同时也开始探索降低成本和构件尺寸,这标志着RFID技术已开始迈向更广泛的技术应用领域。
在90年代,这项技术的倡导者们开始着手开发用于RFID技术的标签和读取器产品。
数以百万的RFID标签售出,用于包括集装箱跟踪、道路收费和门禁管理在内的各类应用。
对推动RFID技术的应用最有影响的是最近美国国防部(DoD)和全球最大百货公司Wal-Mart提出要求其供应商到2005年1月,在其提供的货盘、包装箱、集装箱和部件上都要使用符合EPC公开标准的RFID标签。
虽然这两个组织机构都能够唯一识别其库存中的产品,并实现降低成本,提高供应链效率的目标。
当前面临的难题主要是这项技术的伸缩性,在不同行业,这项功能强大的技术应具有适应企业级部署所需的可伸缩性。
电子产品代码(EPC)-RFID遵循的标准 EPCglobal TM 是由Uniform Code Council (UCC)和European Article Numbering(EAN)Association 合资成立的一家标准化的主要功能组织机构。
它是制定电子产品代码(EPC)标准化的主要组织机构。
(EPC得到RFID系统的广泛应用和采纳)。
图1举例说明EPC编码系统,它能够方便地为单一产品标记产品的唯一标识码,从而唯一的区分产品,除了该序列号之外,EPC数据结构或全球标签数据格式还包括标签头、产品和制造商或公司,以及产品的物品类别。
最初,已有两类EPC标签——Class 0 和Class 1在使用。
目前,一项重要的开发工作正在进行,EPCglobal成员企业正在协作定义一种专用的。
新一代标签标准——UHFClass 1 Generation 2 (通常称作C1G2)。
图1:
同时,EPC还是一种公开标准,有两个重要作用。
采用该技术的供应商可以按照一致的标准来开发产品(标签和读取器),这就更加有利于部署工作。
而客户则可以有更多的供应商选择范围,并且可以确保所得到的符合EPC标准的产品是真正可以兼容使用的。
EPC令客户受益
开发EPC标准是RFID亟待解决的重要问题之一。
采纳这些标准,将为兼容EPC的RFID市场提供更广阔的前景,它不但具有高度的执行能力,而且能够推进采用RFID技术,降低成本,提高工作效率。
毋庸置疑,EPC是未来RFID的技术适用的唯一标识标准。
EPC标准的主要优点包括:
▲ 多个产品源
▲ 增强了创新性,提高了性能
▲ 更低的价格
EPC-RFID 的工作原理
附在包装箱、货盘、纸箱、部件或其他对象上的
RFID 标签(无线电收发设备)首先在固定式或移
动式读取(电子问答器)的读取范围内发射无线射
频信号,读取器采集信号并解读产品唯一的EPC ,
它采用96位数据来标识产品的名称、类别和序列
号。
然后,再将该信息与主机系统和数据库应用中
记录的数据进行匹配,如图2所示。
标签
RFID 标签包含一芯片,可以容纳标签所附产品的数据或信息,在接近RFID 读取器时,天线将发
射载有数据的无线电波,以供读取器解读,读取器
解读产品EPC 中包含的数据,然后,再将这些数据
与数据库应用程序中的记录进行匹配,在芯片和天线周围都有密封件,起着保护性作用,以便将标签粘贴到物品上。
目前可用的标签中有一种被动式标签,这是一种只读标签,是当前大部分EPC 产品创新和开发的重点研究对象,这是因为被动式标签成本要低于主动式标签,并能提供可靠的功能。
▲ 主动式标签:可以不断发射无线电信号,这种标签内附电池,一般用作读写标签。
通常,这些标签是专用的,价格昂贵。
它们主要用于集装箱跟踪应用。
▲ 被动式标签:标签只能通过RFID 读取器信号来激活,无需电池。
EPC非常重视UHF被动式标签
▲只读(Class 0):包含永久数据的标签,在EPC 标准中,一般称作“Class 0”标签
▲读写(Class 0+):基于标准的EPC扩展,可以对Class 0 标签进行实时写入
▲读写(Class 1):可以由读取器进行写入操作的标签,在EPC标准中,通常称作“Class 1”标签▲Class 1 ,Generation 2:目前,正在对C1G2标签进行定义,它将包含Class 1 和Class 0标签中所体现的众多最佳性能。
EPC-RFID环境中所用标签的创新技术特性 ▲防冲突算法和更经济、更小的芯片都有助于改进性能和降低价格
▲每一个EPC-RFID标签都有唯一的标识码,这使每件资产或商品都有唯一的序列号
▲内存容量足以满足提高数据量的要求
▲读取器可以解读位于集装箱、包装箱或纸箱中的标签,无需直视标签
▲动态数据相对于静态数据来说,增加的读/写功能,使标签可以重复使用,从而更节约成本
读取器
EPC-RFID读取器既可以是便携式(手持式),也可以是固定式读取器。
购买者在选购这两种产品时,有几个问题需要考虑。
关于手持式读取器:对于手持式读取器,该设备应具有耐冲击特性的集成天线,而且应兼具条码功能与RFID功能、WLAN和合理的人体工程学设计。
关于固定式读取器:固定式读取器通常应用在传送带、入口处,以及打包台和货盘装配站,根据应用情况不同,固定式读取器的性能可能会有变化。
一般应用要求读取器能够经受严厉的工业环境,功能正常,能够连续使用,并全方位解读标签。
与标签类似,RFID读取器也在不断改进,使之具备对有效部署有重要影响的创新功能。
重点开发内容包括:
EPC-RFID读取器的创新技术特性
▲读取器可以解读Class 0和Class 1两种标签
▲读取器可以进行软件可编程,以便与新的EPC 标准兼容
▲读取器可支持多个天线,以减少部署成本
▲读取器应更加灵活,以支持入口处和传送带上的多种部署形式
▲企业应用读取器应符合开放式协议,以便能够与主要系统进行以太网通讯
图3
如前所述,EPC-RFID所涉及的都是关于提供标准以推进基于标准的、开放式产品,以及提供低成本、高性能的解决方案等问题。
根据这一理念,EPCglobal已提出在全球范围内利用超高频868MHz和950MHz的无线标准。
虽然为不同地区生产的标签尚不具备互操作性,但标签生产机构和读取器设计方面都期望能证实在这一扩频范围内可以实现互操作。
在全球部署中采用共享技术平台将为全球用户减少总拥有成本(TCO)。
EPC-RFID:部署新技术,创建新的信息体系结构
一旦广泛用RFID技术,将导致数据量的急剧增加。
初步估计,它所产生的数据量将是目前数据量的30倍。
采用RFID,一个简化的供应链中存在大量潜在的“解读”点(如图4所示)应值得关注。
图4:络、数据移动和数据管理之间的同步。
所采用的数据管理方法必须结合组织机构的实际业务基础。
关键问题包括:
▲与采用实时RFID信息相关的经常模型是什么?或存在什么样的商机?
▲哪些内部系统或流程,或者协作系统或流程可以通过基于RFID的解决方案而得到加强?
▲客户对基于RFID的解决方案有什么样的期望值?如何利用它来成功扩展自己的业务?
将RFID技术整合到信息解决方案
要充分利用EPC-RFID的信息潜力,企业需要实时采集、移动和管理大量的RFID数据。
成功的实施RFID需要:
▲用于采集信息的标签和读取器
▲用于移动信息的接入点和无线网络
▲用于管理大量设备和网络的可伸缩移动管理结构。