《物联网射频识别(RFID)核心技术教程》第一章.pptx

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1、,RFID技术及应用,点击此处结束放映,1,RFID技术及应用,本书内容组织方式 本书有3篇17章。每篇都有开头语，开头语用500字点明本篇主题任务。第1篇（第1章第3章）为物联网RFID系统架构篇，该篇介绍了物联网的概念、RFID的概念、物联网RFID发展历程、物联网RFID系统架构。第2篇（第4章第14章）为RFID工作原理篇，该篇系统地介绍了RFID工作频率、RFID天线技术、RFID射频前端技术、编码与调制、数据完整性、数据安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、中间件和RFID标准体系。第3篇（第15章第17章）为物联网RFID应用实例篇，该篇介绍了物联网RFID在不同领域的典型实

2、例。,点击此处结束放映,2,RFID技术及应用,第1章 物联网与RFID技术,点击此处结束放映,3,RFID技术及应用,点击此处结束放映,4,RFID技术及应用,点击此处结束放映,5,RFID技术及应用,1.1.1 物联网的概念1、什么是物联网 物联网是在互联网的基础上，将用户端延伸和扩展到任何物体，进行信息交换和通信的一种网络。物联网的定义是，通过射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的英文名称为The Internet of Things

3、。由该名称可见，物联网就是“物与物相连的互联网”。,点击此处结束放映,6,RFID技术及应用,2、物联网世界信息产业的第三次浪潮 IBM前首席执行官郭士纳曾提出一个观点，认为世界计算模式每隔15年发生一次变革。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后发生的变革以个人计算机为标志，1995年前后发生的变革以互联网为标志，这次则将是物联网变革。如今，物联网已经成为国家战略，物联网本身则被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。,点击此处结束放映,7,RFID技术及应用,3、物联网中的射频识别 在物联网中，射频识别（Radio Frequency Identification

4、，RFID）技术是实现物联网的关键技术。RFID技术是一种自动识别技术，它利用射频信号实现无接触信息传递，达到物体识别的目的。RFID技术与互联网、移动通讯等技术相结合，可以实现全球范围内物体的跟踪与信息的共享，从而给物体赋予智能，实现人与物体以及物体与物体的沟通和对话，最终构成联通万事万物的物联网。,点击此处结束放映,8,RFID技术及应用,1.1.2 物联网的历史与未来1、物联网的诞生 物联网的概念是美国麻省理工学院（MIT）于1999年提出的。物联网真正受到广泛关注，是国际电信联盟重新定义了物联网的概念。2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，

5、国际电信联盟（ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网（ITU Internet Reports 2005：The Internet of Things），正式提出了“物联网”的概念。,点击此处结束放映,9,RFID技术及应用,2、物联网在美国和欧洲的发展 2009年1月，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”。作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛提出了“智慧地球”这一概念。2009年6月18日，欧盟提交了以物联网欧洲行动计划（Internet of Things-An action plan for Europe）为题的公告，列举了行动计划所包含的14项

6、行动。欧盟制定物联网的行动计划，标志着欧盟已经将物联网的建设提到议事日程上来。,点击此处结束放映,10,RFID技术及应用,3、物联网在我国的发展 2009年8月，我国首次提出发展物联网。2010年3月，教育部下发“教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知”，我国高校开始创办物联网工程专业。2010年9月，国务院通过“国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定”，确定物联网是我国7个战略性新兴产业之一。2015年7月，国务院发布推进“互联网+”的行动指导意见，将进一步加快我国物联网的发展。,点击此处结束放映,11,RFID技术及应用,4、物联网的未来 美国权威咨询机构弗雷斯

7、特（Forrester）预测，世界上“物与物互联”业务与“人与人通信”业务相比将达到30比1。也有预测这个比例未来可以达到100比1甚至1000比1。欧洲智能系统集成技术平台（EPOSS）在Internet of Things in 2020报告中指出物联网的发展将经历4个阶段：2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域；2010年-2015年物体互联；2015年-2020年物体进入半智能化；2020年之后物体进入全智能化。,点击此处结束放映,12,RFID技术及应用,1.1.3 物联网的作用 1、国际电信联盟的描绘 2005年，国际电信联盟曾描绘了物联网时代的图景：司机出现操作失

8、误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；装载时汽车会告诉你还有多少剩余空间，并告诉你怎样搭配装载轻重货物。世界上的万事万物，只要嵌入一个微型感应芯片，把它变得智能化，这个物体就可以“自动开口说话”。再借助无线网络技术，人就可以和物体“对话”，物体和物体之间也能“交流”，这就是物联网的作用。,点击此处结束放映,13,RFID技术及应用,2、物联网中RFID的作用 物联网是在计算机互联网的基础上，利用射频识别、无线数据通信等技术，实现物品的自动识别和信息的互联共享，让物品能够彼此进行“交流”。在物联网中，RFID是非常重要的技术。在物联网的构想中，每个物品都有一个电子标签，射频识别技术

9、通过读写器自动采集电子标签的信息，再通过网络传输到中央信息系统，以实现物品的自动识别和信息共享。物联网以射频识别系统为主要基础，构筑一个比Internet更为庞大的网络。,点击此处结束放映,14,RFID技术及应用,点击此处结束放映,15,RFID技术及应用,1.2.1 自动识别技术概述 1、自动识别技术的重要性 传统的信息采集是通过人工手段录入的，不仅劳动强度大，而且数据误码率高。以计算机和通信技术为基础的自动识别技术，可以对信息自动识别，使得人类得以对大量数据信息进行及时、准确的处理。自动识别技术是物联网体系的重要组成部分，是构造全球物品信息实时共享的重要组成部分，是物联网的基石。,点击此

10、处结束放映,16,RFID技术及应用,2、自动识别技术的概念 自动识别技术是一种高度自动化的信息或数据采集技术，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理。信息识别和管理过去多采用单据、凭证、传票为载体，手工记录、电话沟通、人工计算、邮寄或传真等方法，对物流信息进行采集、记录、处理、传递和反馈。自动识别技术应用识别装置，通过被识别物品与识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息。,点击此处结束放映,17,RFID技术及应用,3、自动识别技术的分类 按照应用领域和具体特征，自动识别技术可以分为：条码识别技术、磁卡识别技术 IC卡识别技术、射频识别技

11、术 其中，条码是光识别技术、磁卡是磁识别技术、IC卡是电识别技术、射频识别是无线识别技术。此外，还有生物识别技术、图像识别技术、光学字符识别技术等。,点击此处结束放映,18,RFID技术及应用,1.2.2 条码识别技术 条码是由一组条、空和数字符号组成，按一定编码规则排列，用以表示一定的字符、数字及符号等信息。条码识别是对红外光或可见光进行识别，由扫描器发出的红外光或可见光照射条码标记，深色的“条”吸收光，浅色的“空”将光反射回扫描器，扫描器将光反射信号转换成电子脉冲，再由译码器将电子脉冲转换成数据，最后传至后台。,点击此处结束放映,19,RFID技术及应用,条码的种类很多，大体可以分为一维条

12、码和二维条码。一维条码和二维条码都有许多码制。（1）一维条码（a）EAN-13码（b）EAN-8码（2）二维条码（a）Data matrix码（b）PDF417码,点击此处结束放映,20,RFID技术及应用,（3）一维条码的构成 左右空白区：作为扫描器的识读准备；起始符：扫描器开始识读；数据区：承载数据的部分；校检符（位）：用于判别识读的信息是否正确；终止符：条码扫描的结束标志；供人识读字符：机器不能扫描时手工输入用；有些条码还有中间分隔符，如商品条码里的EAN-13、UPC-A条码等。,点击此处结束放映,21,RFID技术及应用,（4）EAN-13条码目前最流行的一维条码是EAN-13条码。

13、EAN-13条码所表示的代码由13位数字组成，前3位数字为前缀码，目前EAN分配给我国并已启用的前缀码为“690692”。例如，当前缀码为“690”、“691”时，第47位数字为厂商代码，第812位数字为商品项目代码，第13位数字为校验码。,点击此处结束放映,22,RFID技术及应用,1.2.3 磁卡识别技术 1、磁卡的诞生和磁卡的本质 磁卡最早出现在20世纪60年代，当时伦敦交通局将地铁票背面全涂上磁介质，用来储值。磁条从本质意义上讲和计算机用的磁带或磁盘是一样的，它可以用来记载字母、字符及数字信息。磁条记录信息的方法是变化磁的极性（如S-N和N-S），一部解码器可以识读到磁性变换，并将它们

14、转换回字母或数字的形式，以便由一部计算机来处理。,点击此处结束放映,23,RFID技术及应用,2、磁卡的应用 磁卡的特点是数据可读写，即具有现场改变数据的能力。这个优点使得磁卡的应用领域十分广泛，如信用卡、银行ATM卡、电话磁卡和机票等。磁卡数据存储的时间长短受磁性粒子极性耐久性的限制，另外磁卡存储数据的安全性一般较低。,点击此处结束放映,24,RFID技术及应用,1.2.4 IC卡识别技术 1、什么是IC卡？IC卡，英文名称为Integrated Circuit。IC卡是一种电子式数据自动识别卡。按照是否带有微处理器，IC卡可分为存储卡和智能卡两种。存储卡仅包含存储芯片而无微处理器，一般的电

15、话IC卡即属于此类。将带有内存和微处理器芯片的大规模集成电路嵌入到塑料基片中，就制成了智能卡，银行的IC卡通常是指智能卡，现在我国开始推广银行IC卡。,点击此处结束放映,25,RFID技术及应用,2、IC卡的结构 接触式IC卡是集成电路卡，通过卡里的集成电路存储信息，它将一个微电子芯片嵌入到卡基中，做成卡片形式，通过卡片表面8个金属触点与读卡器进行物理连接，来完成通信和数据交换。,点击此处结束放映,26,RFID技术及应用,3、与磁卡相比较，IC的优点 IC卡的外形与磁卡相似，它与磁卡的区别在于数据存储的媒体不同。磁卡是通过卡上磁条的磁场变化来存储信息，而IC卡是通过嵌入卡中的电擦除式可编程只

16、读存储器集成电路芯片（EEPROM）来存储数据信息。（1）存储容量大。（2）安全保密性好。（3）具有数据处理能力。（4）使用寿命长。,点击此处结束放映,27,RFID技术及应用,1.2.5 RFID技术 RFID技术是通过射频无线信号进行数据传递的自动识别技术。RFID技术无须与被识别物体直接接触，即可完成信息的输入和处理，能快速、实时、准确地采集和处理信息。1 RFID标签抗污损能力强 2 RFID标签安全性高 3 RFID标签容量大 4 RFID可远距离、同时识别多个标签 5 RFID是物联网的基石,点击此处结束放映,28,RFID技术及应用,点击此处结束放映,29,RFID技术及应用,1

17、.3 RFID的发展历程1.3.1 RFID技术的产生 RFID的诞生源于战争的需要。二战期间，英国空军首先在飞机上使用RFID技术，RFID用来分辨敌方飞机和我方飞机。在“不列颠空战”中，德国的“BF-109”战机与英国的“飓风MK.I”战机和“喷火MK.I”战机十分相似。,点击此处结束放映,30,RFID技术及应用,1.3.2 RFID技术的探索阶段 1948年，Harry Stockman发表的论文“用能量反射的方法进行通信”，是RFID理论发展的里程碑。20世纪50年代是RFID技术的探索阶段。,点击此处结束放映,31,RFID技术及应用,1.3.3 RFID技术成为现实阶段 1961

18、1980年间，RFID技术变成了现实。1、20世纪60年代 20世纪60年代是RFID技术应用的初始期，一些公司引入RFID技术，开发电子监控设备来保护财产、防止偷盗。例如，1位的电子标签系统用于商场防盗。,点击此处结束放映,32,RFID技术及应用,2、20世纪70年代 20世纪70年代是RFID技术应用的发展期，RFID技术成为人们研究的热门课题，出现了一系列RFID技术的研究成果。,点击此处结束放映,33,RFID技术及应用,3、20世纪80年代 20世纪80年代是RFID技术应用的成熟期，挪威使用了RFID电子收费系统，美国铁路用RFID系统识别车辆，欧洲用RFID电子标签跟踪野生动物

19、来对野生动物进行研究。,点击此处结束放映,34,RFID技术及应用,点击此处结束放映,35,RFID技术及应用,1.3.4 RFID技术的推广阶段 20世纪90年代是RFID技术的推广期，发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将RFID用于安全和控制系统。,点击此处结束放映,36,RFID技术及应用,RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得到了广泛应用。社区和校园大门控制系统也开始使用射频识别系统。世界汽车行业也开始使用射频识别系统。,点击此处结束放映,37,RFID技术及应用,点击此处结束放映,ETC不停车收费,38,RFID技术及应用,1.3.5 RFID技术的普及阶段 RFID技

20、术在沃尔玛公司的应用。沃尔玛的100个主要供应商2005年应用RFID电子标签，在2006年将扩展到其他的供应商，同时将很快在欧洲实施，然后是剩下的其他海外区域。,点击此处结束放映,RFID智能收货,RFID智能购物车,RFID智能结算,未来商店,39,RFID技术及应用,RFID技术在美国国防部的应用。美国国防部认为，RFID在集装箱联运跟踪和库存物资跟踪方面具有巨大的发展潜力。,点击此处结束放映,40,RFID技术及应用,RFID的技术标准。目前国际上有多种RFID标准，其中ISO/IEC、EPC和UID是三种主要RFID标准。,点击此处结束放映,41,RFID技术及应用,点击此处结束放映

21、,42,RFID技术及应用,1.4 RFID的应用现状 专家预测，未来10年内物联网就可能大规模普及。如果物联网顺利普及，RFID种类将十分丰富。展望未来，RFID技术将在21世纪掀起一场新的技术革命，随着技术的不断进步，当RFID电子标签的价格降到5美分时，射频识别将会成为人们日常生活的一部分。,点击此处结束放映,43,RFID技术及应用,1、RFID应用领域（1）制造领域（2）物流领域（3）零售领域（4）医疗领域（5）身份识别领域（6）军事领域（7）防伪安全领域（8）资产管理领域,点击此处结束放映,44,RFID技术及应用,2、RFID应用领域（9）交通领域（10）食品领域（11）图书领域（12）动物领域（13）农业领域（14）电力管理领域（15）电子支付领域（16）环境监测领域（17）智能家居领域,点击此处结束放映,45,RFID技术及应用,点击此处结束放映,46,