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射頻技術(shù)

  射頻技術(shù)(RFID)是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識(shí)別。常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等。其原理為由掃描器發(fā)射一特定頻率之無線電波能量給接收器,用以驅(qū)動(dòng)接收器電路將內(nèi)部的代碼送出,此時(shí)掃描器便接收此代碼。接收器的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污,且晶片密碼為世界唯一無法復(fù)制,安全性高、長(zhǎng)壽命。RFID的應(yīng)用非常廣泛,目前典型應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場(chǎng)管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。RFID標(biāo)簽有兩種:有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。

  一、簡(jiǎn)介:

    自2004年起,全球范圍內(nèi)掀起了一場(chǎng)無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的熱潮,包括沃爾瑪、寶潔、波音公司在內(nèi)的商業(yè)巨頭無不積極推動(dòng)RFID在制造、物流、零售、交通等行業(yè)的應(yīng)用。RFID技術(shù)及其應(yīng)用正處于迅速上升的時(shí)期,被業(yè)界公認(rèn)為是本世紀(jì)最具潛力的技術(shù)之一,它的發(fā)展和應(yīng)用推廣將是自動(dòng)識(shí)別行業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)革命。而RFID在交通物流行業(yè)的應(yīng)用更是為通信技術(shù)提供了一個(gè)嶄新的舞臺(tái),將成為未來電信業(yè)有潛力的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)之一。

  二、包含內(nèi)容

  1.無線射頻識(shí)別技術(shù)英文簡(jiǎn)稱為“RFID”。

  2.什么是電子標(biāo)簽?

  電子標(biāo)簽即為 RFID 有的稱射頻標(biāo)簽、射頻識(shí)別。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),通過射頻信號(hào)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無須人工干預(yù),作為條形碼的無線版本,RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)。

  3. 什么是RFID技術(shù)?

  RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,操作快捷方便?! 《叹嚯x射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境,可在這樣的環(huán)境中替代條碼,例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長(zhǎng)距射頻產(chǎn)品多用于交通上,識(shí)別距離可達(dá)幾十米,如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等。

  4.什么是RFID解決方案?

  RFID解決方案是RFID技術(shù)供應(yīng)商針對(duì)行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)制定的RFID應(yīng)用方案,可根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際要求“量身定做”?! FID解決方案可按照行業(yè)進(jìn)行分類,物流、防偽防盜、身份識(shí)別、資產(chǎn)管理、動(dòng)物管理、快捷支付等等

  5.什么是RFID中間件?

  RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一,而 中間 件(Middleware)可稱為是RFID運(yùn)作的中樞,因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世?! FID產(chǎn)業(yè)潛力無窮,應(yīng)用的范圍遍及制造、物流、醫(yī)療、運(yùn)輸、零售、國(guó)防等等。Gartner Group認(rèn)為,RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一,然而其成功之關(guān)鍵除了標(biāo)簽(Tag)的價(jià)格、天線的設(shè)計(jì)、波段的標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備的認(rèn)證之外,最重要的是要有關(guān)鍵的應(yīng)用軟件(Killer Application),才能迅速推廣。而 中間 件(Middleware)可稱為是RFID運(yùn)作的中樞,因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世。

  6.是什么讓零售商如此推崇RFID?

  據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計(jì),通過采用RFID,沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元,其中大部分是因?yàn)椴恍枰斯げ榭催M(jìn)貨的條碼而節(jié)省的勞動(dòng)力成本。盡管另外一些分析師認(rèn)為80億美元這個(gè)數(shù)字過于樂觀,但毫無疑問,RFID有助于解決零售業(yè)兩個(gè)最大的難題:商品斷貨和損耗(因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品),而現(xiàn)在單是盜竊一項(xiàng),沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元,如果一家合法企業(yè)的營(yíng)業(yè)額能達(dá)到這個(gè)數(shù)字,就可以在美國(guó)1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機(jī)構(gòu)估計(jì),這種RFID技術(shù)能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。

  7.RFID無線識(shí)別電子標(biāo)簽基礎(chǔ)介紹:

  無線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。 RFID系統(tǒng)至少包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體,電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同,電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽(Active tag)、無源電子標(biāo)簽(Passive tag)和半無源電子標(biāo)簽(Semi—passive tag)。有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池,無源射頻標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池,半無源電子標(biāo)簽(Semi—passive tag)部分依靠電池工作。 電子標(biāo)簽依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。 RFID閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。

  三、RFID系統(tǒng)的基本組成部分

  最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:  標(biāo)簽(Tag):由耦合元件及芯片組成,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象;  閱讀器(Reader):讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備,可設(shè)計(jì)為手持式或固定式;  天線(Antenna):在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

  四、RFID發(fā)展歷程:

  RFID直接繼承了雷達(dá)的概念,并由此發(fā)展出一種生機(jī)勃勃的AIDC新技術(shù)——RFID技術(shù)。1948年哈里。斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識(shí)別RFID的理論基礎(chǔ)?! ?)RFID技術(shù)發(fā)展的歷程表。在20世紀(jì)中,無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。RFID技術(shù)的發(fā)展可按10年期劃分如下:  1941~1950年。雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù),1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)?! ?951—1960年。早期RFID技術(shù)的探索階段,主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究?! ?961—1970年。RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展,開始了一些應(yīng)用嘗試?! ?971—1980年。RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期,各種RFID技術(shù)測(cè)試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用?! ?981~1990年。RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段,各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。  1991~2000年。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視,RFID產(chǎn)品得到廣泛采用,RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分?! ?001—今。標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視,RFID產(chǎn)品種類更加豐富,有源電子標(biāo)簽、  無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展,電子標(biāo)簽成本不斷降低,規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大?! FID技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)。

  五、RFID工作原理

  射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型如圖8—1所示?! ∑渲?,電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體;閱讀器又稱為讀出裝置,掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內(nèi),根據(jù)時(shí)序關(guān)系,實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換?! “l(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種?! 。?)電感耦合。變壓器模型,通過空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合,依據(jù)的是電磁感應(yīng)定 律,如圖所示:  圖8-1   (2) 電磁反向散射耦合:雷達(dá)原理模型,發(fā)射出去的電磁波,碰到目標(biāo)后反射,同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息,依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律  圖電感耦合方式一般適合于低,高頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。識(shí)別作用距離小于1m,典型作用距離為10~20cm?! ‰姶欧聪蛏⑸漶詈戏绞揭话氵m合于超高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。識(shí)別作用距離大于1m,典型作用距離為3—l0m

  六、RFID應(yīng)用領(lǐng)域

  1、物流: 物流過程中的貨物追蹤,信息自動(dòng)采集,倉儲(chǔ)應(yīng)用,港口應(yīng)用,郵政,快遞  2、零售: 商品的銷售數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì),補(bǔ)貨,防盜  3、制造業(yè): 生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,質(zhì)量追蹤,自動(dòng)化生產(chǎn)  4、服裝業(yè): 自動(dòng)化生產(chǎn),倉儲(chǔ)管理,品牌管理,單品管理,渠道管理  5、醫(yī)療: 醫(yī)療器械管理,病人身份識(shí)別,嬰兒防盜  6、身份識(shí)別: 電子護(hù)照,身份證,學(xué)生證等各種電子證件?!禸r》  7、防偽: 貴重物品(煙,酒,藥品)的防偽,票證的防偽等《br》  8、資產(chǎn)管理: 各類資產(chǎn)(貴重的或數(shù)量大相似性高的或危險(xiǎn)品等)  9、交通: 高速不停車,出租車管理,公交車樞紐管理,鐵路機(jī)車 識(shí)別等  10、食品: 水果,蔬菜,生鮮,食品等保鮮度管理  11、動(dòng)物識(shí)別: 訓(xùn)養(yǎng)動(dòng)物,畜牧牲口,寵物等識(shí)別管理  12、圖書館: 書店,圖書館,出版社等應(yīng)用  13、汽車: 制造,防盜,定位,車鑰匙  14、航空: 制造,旅客機(jī)票,行李包裹追蹤  15、軍事: 彈藥,槍支,物資,人員,卡車等識(shí)別與追蹤  16、其它: 有待開發(fā)……

  七、RFID相關(guān)術(shù)語

  · 射 頻 : 一般指微波?! ?middot; 微 波 : 波長(zhǎng)為0.1—100厘米或頻率在1—100GHZ的電磁波?! ?middot;電子標(biāo)簽 : 以電子數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)物體代碼的標(biāo)簽,也叫射頻卡?! ?middot;被動(dòng)式電子標(biāo)簽: 內(nèi)部無電源、靠接收微波能量工作的電子標(biāo)簽?! ?middot;主動(dòng)式電子標(biāo)簽: 靠?jī)?nèi)部電池供電工作的電子標(biāo)簽?! ?middot;微波天線 : 用于發(fā)射和接受微波信號(hào)。  ·讀出裝置 : 用于讀取電子標(biāo)簽內(nèi)電子數(shù)據(jù)。  ·閱 讀 器 : 用于讀取電子標(biāo)簽內(nèi)電子數(shù)據(jù)?! ?middot;編 程 器 : 用于將電子數(shù)據(jù)寫入電子標(biāo)簽或查閱電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?! ?middot;波束范圍 : 指天線發(fā)射微波的照射功率范圍。  ·標(biāo)簽容量 : 電子標(biāo)簽編程時(shí)所能寫入的字節(jié)數(shù)或邏輯位數(shù)?! ≌穹ˋmplitude) :無線電波最高點(diǎn)和零值之間的距離?! ≈蛔x存儲(chǔ)(Read-only memory ,ROM):一種將信息存儲(chǔ)在芯片上的形式,不能被覆蓋。只讀芯片要比讀寫芯片便宜得多?! ∽詣?dòng)數(shù)據(jù)采集(Automatic data capture, ADC):用于收集數(shù)據(jù)并直接將其導(dǎo)入(不涉及人工參與)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法(見自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集)。  智能卡(Smart Card) :內(nèi)嵌有微芯片的塑料卡(通常是一張信用卡的大?。┑耐ǚQ。一些智能卡包含一個(gè)RFID芯片,所以它們不需要與讀寫器的任何物理接觸就能夠識(shí)別持卡人。RFID智能卡常常被稱為“遙控”智能卡?! -Biz—自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用案例框架:a-Biz 是一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別工程,它的終極目標(biāo)是將自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用案例結(jié)合,以此實(shí)現(xiàn)“商業(yè)自動(dòng)化”,或者說是a-Biz。  ASN—高級(jí)貨運(yùn)通知 :也可稱之為DA,此電子文檔先于貨物被發(fā)送出去,以通知對(duì)方貨物在運(yùn)送途中?! IS—商業(yè)信息系統(tǒng) :商業(yè)信息系統(tǒng),即BIS,是用來處理商業(yè)交易信息的系統(tǒng)?! A—發(fā)貨通知 :此電子文檔先于貨物被發(fā)送出去,以通知對(duì)方貨物在運(yùn)送途中?! AN—歐洲物品編碼組:該組織創(chuàng)建于1974年,是由歐洲12個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)商和分銷商建立了一個(gè)ad-hoc委員會(huì)。它的任務(wù)是調(diào)查在歐洲制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的編碼體系的可能性,類似于美國(guó)使用的UPC體系。最終創(chuàng)立了與UPC兼容的“歐洲物品編碼”??稍L問 http://www.ean-int.org 獲取更多消息?! PCTM—產(chǎn)品電子碼 :產(chǎn)品電子碼,即EPC,是自動(dòng)識(shí)別體系中用來唯一標(biāo)識(shí)對(duì)象的編碼。它的目的類似于GTIN 及UPC 等。  ONS—對(duì)象名解析服務(wù) :對(duì)象名稱解析服務(wù),即ONS,是自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)組件。類似于Internet 中的域名解析服務(wù)DNS,跟DNS 類似,ONS 也執(zhí)行名稱解析功能?! ML—實(shí)體標(biāo)記語言:自動(dòng)識(shí)別設(shè)備使用實(shí)體標(biāo)記語言傳遞實(shí)體信息?! avantTM :SavantTM 是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)框架的一部分。它是一個(gè)在全球范圍內(nèi)分布的服務(wù)器,提供數(shù)據(jù)路由服務(wù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)捕獲、數(shù)據(jù)監(jiān)視及數(shù)據(jù)傳送功能?! CC—統(tǒng)一編碼委員會(huì):統(tǒng)一編碼委員會(huì)的任務(wù)是在全球范圍內(nèi),其目標(biāo)是建立與推動(dòng)物品識(shí)別及相關(guān)電子通訊技術(shù)的多元化工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。提高供應(yīng)鏈內(nèi)的管理水平,為使用者帶來附加價(jià)值。可訪問 http://www.uc-council.org 獲取更多消息?! ML—統(tǒng)一建模語言:統(tǒng)一建模語言,即UML,是一種使用案例和活動(dòng)圖等工具,為商業(yè)需求和商業(yè)流程建模的描述性語言。


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