物聯(lián)網(wǎng)和射頻識(shí)別技術(shù)RFID (2)

1、物聯(lián)網(wǎng)和射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）二零零九年十一月1課題概要物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別技術(shù)RFID在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)前景物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展應(yīng)用案例及探討2物聯(lián)網(wǎng)概念“物聯(lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。其定義是：通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。 3物聯(lián)網(wǎng)概念概念的歷史溯源 1999年中國(guó)科學(xué)院提出物聯(lián)網(wǎng)的概念和研究課題 2005年IT

2、U（國(guó)際電信聯(lián)盟）正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念 同年8月14日，中移動(dòng)王建宙于臺(tái)灣提到此概念 英文講法：The Internet of things 4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)技術(shù)原理 在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，利用RFID、數(shù)據(jù)通信技術(shù)組成一個(gè)覆蓋世界萬(wàn)事萬(wàn)物的整合網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)中萬(wàn)物自動(dòng)識(shí)別，信息共享，彼此“交流”，無(wú)需人為干預(yù) 技術(shù)意義 突破傳統(tǒng)思維-過(guò)去是將物理設(shè)施和IT設(shè)施分開(kāi)一路是機(jī)場(chǎng)、公路、建筑物等等現(xiàn)實(shí)的世間萬(wàn)物另一路是數(shù)據(jù) 電腦、寬帶等等虛擬的“互聯(lián)網(wǎng)”而在“物聯(lián)”時(shí)代，“現(xiàn)實(shí)的世間萬(wàn)物” 將與 “虛擬的互聯(lián)網(wǎng)”整合為 統(tǒng)一的“整合網(wǎng)絡(luò)”，全球全世界的運(yùn)轉(zhuǎn) 以此 為基礎(chǔ) -經(jīng)濟(jì)管理生產(chǎn)運(yùn)行社會(huì)管理乃至個(gè)人生活-全球

3、世界-互聯(lián)物聯(lián)-整合大同 技術(shù)關(guān)鍵詞 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 智能傳感設(shè)備 云計(jì)算技術(shù)5互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) 我們熟知并每天都無(wú)法離開(kāi)的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)的工具，已經(jīng)成為我們這個(gè)世界保持聯(lián)系、發(fā)展的必備基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是互聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)是兩個(gè)不同的概念，但互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)的成熟就不會(huì)有物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的可能。 可以這么理解：物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的延伸，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展又將極大地促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。6射頻識(shí)別技術(shù)RFID是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(Radio Frequency Identification，RFID)的縮寫(xiě)，又稱(chēng)電子標(biāo)簽,射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的

4、一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。 理論基礎(chǔ) 從信息傳遞的基本原理來(lái)說(shuō)，射頻識(shí)別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型(初級(jí)與次級(jí)之間的能量傳遞及信號(hào)傳遞)，在高頻段基于雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的空間耦合模型 (雷達(dá)發(fā)射電磁波信號(hào)碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī))。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的利用反射功率的通信奠定了射頻識(shí)別射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。 7RFID技術(shù)概述RFID的技術(shù)沿革1940-1950年：雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了射頻識(shí)別技術(shù)，1948年奠定了射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。 1950-1960年：早期

5、射頻識(shí)別技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。 1960-1970年：射頻識(shí)別技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始了一些應(yīng)用嘗試。 1970-1980年：射頻識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種射頻識(shí)別技術(shù)測(cè)試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的射頻識(shí)別應(yīng)用。 1980-1990年：射頻識(shí)別技術(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(kāi)始出現(xiàn)。 1990-2000年：射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題日趨得到重視，射頻識(shí)別產(chǎn)品得到廣泛采用，射頻識(shí)別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。 至今，射頻識(shí)別技術(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(wú)線可讀可寫(xiě)、無(wú)源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的射頻識(shí)別技術(shù)

6、與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。 8RFID技術(shù)概述RFID工作原理 RFID的工作原理是：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號(hào)，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(即 Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(即Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 RFID系統(tǒng)組成 射頻識(shí)別系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下兩個(gè)部分，一是讀寫(xiě)器，二是電子標(biāo)簽(或稱(chēng)射頻卡、應(yīng)答器等，本文統(tǒng)稱(chēng)為電子標(biāo)簽)。另外還應(yīng)包括天線，主機(jī)等。RFID系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)

7、的組成會(huì)有所不同，但從RFID系統(tǒng)的工作原理來(lái)看，系統(tǒng)一般都由信號(hào)發(fā)射機(jī)、信號(hào)接收機(jī)、發(fā)射接收天線幾部分組成。 9RFID技術(shù)概述應(yīng)用范疇 一套完整的RFID系統(tǒng)解決方案包括標(biāo)簽設(shè)計(jì)及制作工藝、天線設(shè)計(jì)、系統(tǒng)中間件研發(fā)、系統(tǒng)可靠性研究、讀卡器設(shè)計(jì)和示范應(yīng)用演示六部分?？梢詮V泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理和身份認(rèn)證等多個(gè)領(lǐng)域，而在倉(cāng)儲(chǔ)物流管理、生產(chǎn)過(guò)程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制等方面更是引起了眾多廠商的關(guān)注。應(yīng)用案例 全球最大的零售商沃爾瑪?shù)囊豁?xiàng)“要求其前100家供應(yīng)商在2005年1月之前向其配送中心發(fā)送貨盤(pán)和包裝箱時(shí)使用 RFID技術(shù)，2006年1月前在單件商品中使用這

8、項(xiàng)技術(shù)”的決議，把RFID再次推到了聚光燈下。 美國(guó)智能化監(jiān)獄 。 電子芯片身份證。10RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用RFID智能交通管理系統(tǒng)工作原理 RFID智能交通管理系統(tǒng)的工作原理很簡(jiǎn)單，在系統(tǒng)工作過(guò)程中，閱讀器(Reader)首先通過(guò)天線發(fā)送加密數(shù)據(jù)載波信號(hào)到動(dòng)車(chē)上固化的電子標(biāo)簽(TAG)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)，應(yīng)答器的工作電路被激活，之后再將載有車(chē)輛信息的加密載波信號(hào)發(fā)射出去，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理，完成預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能和自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)化管理。 應(yīng)用范圍在機(jī)動(dòng)車(chē)輛證照管理業(yè)務(wù)上的應(yīng)用 在交通流檢測(cè)及交通違章取證上的應(yīng)用

9、在交通意外救援和特殊車(chē)輛監(jiān)控上的應(yīng)用 在不停車(chē)收費(fèi)中的應(yīng)用 在測(cè)速上的應(yīng)用11RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用成功案例射頻識(shí)別的應(yīng)用案例比較成功的有,鐵路的車(chē)輛調(diào)度,鐵道部在中國(guó)鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)建設(shè)中,推出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。過(guò)去,國(guó)內(nèi)鐵路車(chē)頭的調(diào)度都是靠手工統(tǒng)計(jì)、手工進(jìn)行,費(fèi)人、費(fèi)時(shí)還不夠準(zhǔn)確,造成資源極大浪費(fèi),鐵道部在采用rfid技術(shù)以后,實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)的實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化,降低了管理成本,提高了資源利用率 武漢市城市路橋不停車(chē)收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)系統(tǒng)集成項(xiàng)目 。09年9月17日招標(biāo)項(xiàng)目。車(chē)輛首先申請(qǐng)安裝電子標(biāo)簽和IC卡，在通過(guò)路橋隧道前，駛?cè)隕TC專(zhuān)用車(chē)道，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)

10、別，計(jì)算車(chē)輛行駛費(fèi)用，直接從IC卡上扣除通行費(fèi)。交易完成后，車(chē)道電動(dòng)欄桿自動(dòng)升起，放行車(chē)輛?！傲鶚蛞凰硪画h(huán)”實(shí)現(xiàn)不停車(chē)收費(fèi)，需要新建63條ETC車(chē)道和19條人工收費(fèi)車(chē)道，配套建設(shè)卡管中心1個(gè)、全功能網(wǎng)點(diǎn)21個(gè)、充值服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)10個(gè)等，總投資3.28億元。 12物聯(lián)網(wǎng)前景物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)踐和發(fā)展階段中美的較量 美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬新上任后第一項(xiàng)重要的技術(shù)議題即是物聯(lián)網(wǎng)，美國(guó)要主動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)； 09.8.7 中國(guó)國(guó)務(wù)院總理溫總理調(diào)研無(wú)錫時(shí)，對(duì)無(wú)錫傳感中心高度關(guān)注，提出把傳感網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在無(wú)錫、輻射全國(guó)的想法并指出：在傳感網(wǎng)發(fā)展中 早一點(diǎn) 謀劃未來(lái) - 早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)。 中美兩國(guó)政府、企業(yè)界均在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)

11、準(zhǔn)制定上力求主動(dòng)，獲得未來(lái)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)地位。 備注：在中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)又叫傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的前景就如同幾十年前剛剛興起局域網(wǎng)一樣，誰(shuí)也不敢肯定之后局域網(wǎng)會(huì)發(fā)展成現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)。13應(yīng)用案例及探討在中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)踐階段并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。日前，無(wú)錫傳感網(wǎng)中心 的 傳感器產(chǎn)品 在 上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng) 和 上海世博會(huì) 被 成功應(yīng)用-首批1500萬(wàn)元的 傳感安全防護(hù)設(shè)備銷(xiāo)售成功，設(shè)備由10萬(wàn)個(gè)微小傳感器組成，散布在墻頭墻角及路面?zhèn)鞲衅髂芨鶕?jù)聲音、圖像、震動(dòng)頻率 等 信息 分析判斷，爬上墻的 究竟是人 還是 貓狗 等 動(dòng)物多種 傳感手段 組成 一個(gè) 協(xié)同系統(tǒng) 后，可以防止 人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊 等 攻擊性入侵由于 效率 高于 美國(guó) 和 以色列 的 “防入侵 產(chǎn)品”。國(guó)家民航總局 正式發(fā)文要求，全國(guó)民用機(jī)場(chǎng) 都要采用 國(guó)產(chǎn)傳感網(wǎng) 防