物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)392課件

近距離無線通信技術(shù)1

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2移動通信技術(shù)

3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)近距離無線通信技術(shù)1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2移動通信技術(shù)3物通信距離一般小于100米，典型技術(shù)包括：RFID、Wi-Fi、ZigBee、UWB、Bluetooth等。近距離無線通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要支撐技術(shù)近距離無線通信技術(shù)主要應(yīng)用在家庭辦公網(wǎng)絡(luò)、家庭數(shù)字娛樂、智能樓宇、物流運輸管理等方面。第3章近距離無線通信技術(shù)通信距離一般小于100米，典型技術(shù)包括：第3章近距離

近距離無線通信的特征

1）低成本應(yīng)用所需終端數(shù)量巨大

2）低功耗通信距離短發(fā)射功率低（毫瓦級）

3）對等通信終端之間進行對等通信，無需中轉(zhuǎn)

4）靈活的個性化設(shè)計3.1近距離無線通信技術(shù)近距離無線通信的特征3.1近距離無線通信技術(shù)3.1近距離無線通信技術(shù)3.1近距離無線通信技術(shù)3.1RFID技術(shù)3.1.1RFID定義與發(fā)展進程3.1.2RFID技術(shù)原理與分類3.1.3RFID電子標簽3.1.4RFID讀寫器3.1.5RFID的應(yīng)用3.1.6RFID標準化現(xiàn)狀3.1RFID技術(shù)3.1.1RFID定義與發(fā)展進程3.1

射頻識別技術(shù)定義

RadioFrequencyIdentification，RFID是一種應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)的非接觸式自動識別技術(shù)，它通過無線射頻方式自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對RFID標簽的信息獲取。3.1.1RFID定義射頻識別技術(shù)定義3.1.1RFID定義年代RFID技術(shù)的發(fā)展歷程1940-1950年雷達的改進和應(yīng)用催生了射頻識別技術(shù)，1948年奠定了射頻識別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1950-1960年早期射頻識別技術(shù)的探索階段，主要處于實驗室試驗階段。1960-1970年射頻識別技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。1970-1980年射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術(shù)的測試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應(yīng)用。1980-1990年射頻識別技術(shù)及產(chǎn)品進入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。1990-2000年射頻識別技術(shù)標準化問題日趨得到重視，射頻識別技術(shù)得到廣泛采用，射頻識別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。2000年至今射頻識別技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應(yīng)高速移動物體的射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實并走向應(yīng)用。3.1.1RFID技術(shù)發(fā)展進程年代RFID技術(shù)的發(fā)展歷程1940-1950年雷達的改進和應(yīng)1）RFID系統(tǒng)組成2）RFID系統(tǒng)工作原理3）RFID系統(tǒng)的特點4）RFID系統(tǒng)分類3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)是指利用RFID技術(shù)并集識別、傳輸、共享信息等功能于一體的智能系統(tǒng)。

RFID讀寫器RFID系統(tǒng)RFID電子標簽中央系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)是指利用RFID技術(shù)并集

RFID系統(tǒng)組成框圖3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)組成框圖3.1.2RFID技術(shù)

RFID電子標簽是RFID系統(tǒng)中必備的一部分，標簽中存儲著被識別物體的相關(guān)信息，通常被安置在被識別的物體表面上。當(dāng)RFID電子標簽被RFID讀寫器識別到或者電子標簽主動向讀寫器發(fā)送消息時，標簽內(nèi)的物體信息將被讀取或改寫。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽RFID電子標簽是RFID系統(tǒng)中必備的一部分，3.1.2

RFID電子標簽可分為有源標簽和無源標簽兩類，通過標簽中是否有電池來區(qū)分。

有源標簽自身帶有電池供電，讀寫距離較遠，體積較大，也稱主動標簽；無源標簽本身不帶電源，通過讀寫器產(chǎn)生的磁場獲取工作所需的能量，成本低，有較長壽命，比主動標簽更小，更輕，讀寫距離較近，也稱被動標簽。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽RFID電子標簽可分為有源標簽和無源標簽兩類，通過標簽中是RFID電子標簽包括射頻模塊和控制模塊兩部分:(1)射頻模塊通過內(nèi)置的天線來完成與RFID讀寫器之間的射頻通信。(2)控制模塊內(nèi)有一個存儲器，它存儲著標簽內(nèi)的所有信息，并且部分信息可以通過與RFID讀寫器間的數(shù)據(jù)交換來進行實時的修改。

3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽RFID電子標簽包括射頻模塊和控制模塊兩部3.1.2RFI被動電子標簽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電子標簽內(nèi)的專用芯片由高速的射頻接口、控制單元、EEPROM三個模塊組成，其中的EEPROM用來存儲識別碼（EPC）或其它數(shù)據(jù)，控制單元用來控制數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，芯片外圍連接電感線圈（主動電子標簽連接天線和電池）。RFID電子標簽3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽3.1.2RFID技術(shù)原理與分類被動電子標簽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電子標簽內(nèi)的專用芯片由高速的射頻接口、在電子標簽和讀寫器進行通信的過程中，天線起到了重要的作用，標簽天線的性能對提高RFID系統(tǒng)的性能有著重要的意義。近年來，標簽天線技術(shù)取得了較大的進展，各種新技術(shù)和新材料的應(yīng)用使標簽天線的性能得到了較大的提升。防金屬技術(shù)小型化技術(shù)(1)分形天線(2)偶極子天線(3)倒F天線材料技術(shù)RFID電子標簽天線3.1.2RFID技術(shù)原理與分類在電子標簽和讀寫器進行通信的過程中，天線起到了重要低成本

構(gòu)造低成本電子標簽的關(guān)鍵在于降低天線的成本。隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，標簽天線的成本還有望大幅降低。一體集成化

將標簽天線和標簽芯片集成在一起，成為了標簽天線技術(shù)發(fā)展的主要趨勢之一。智能化

OMRON開發(fā)了一種新型的天線技術(shù)，可以直接控制讀寫器發(fā)射出來的電磁波束的方向，這樣就可以避開環(huán)境或阻擋物的影響，以達到最好的效果。近年來，電子標簽智能天線的研究也日漸受到重視。RFID電子標簽天線3.1.2RFID技術(shù)原理與分類低成本RFID電子標簽天線3.1.2RFID技術(shù)原理與分RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類

RFID讀寫器是RFID系統(tǒng)的中間部分，它可以利用射頻技術(shù)讀取或者改寫RFID電子標簽中的數(shù)據(jù)信息，并且可以把這些讀出的數(shù)據(jù)信息通過有線或者無線方式傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)進行管理和分析。

RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID

RFID讀寫器的主要功能是讀寫RFID電子標簽中的物體信息，它主要包括射頻模塊和讀寫模塊以及其他一些基本功能單元。RFID讀寫器通過射頻模塊發(fā)送射頻信號，讀寫模塊連接射頻模塊，把射頻模塊中得到的數(shù)據(jù)信息進行讀取或改寫。RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID讀寫器的主要功能是讀寫RFID電子標簽中RFID

RFID讀寫器還有其他的硬件設(shè)備，包括電源和時鐘等。電源用來給RFID讀寫器供電，并且通過電磁感應(yīng)可以給無源RFID電子標簽進行供電；時鐘在進行射頻通信時用于確定同步信息。RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID讀寫器還有其他的硬件設(shè)備，包括電源和RFID讀寫

中央信息系統(tǒng)是對識別到的信息進行管理、分析及傳輸?shù)挠嬎銠C平臺。它一般包含一個數(shù)據(jù)庫，存儲著所有RFID電子標簽的數(shù)據(jù)信息，用戶可以通過中央信息系統(tǒng)查詢相關(guān)的RFID電子標簽信息。

中央信息系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類

中央信息系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類中央信息系統(tǒng)是對識別到的信息進行管理、分析中央信息系統(tǒng)3中央信息系統(tǒng)與RFID讀寫器相連，通過讀寫器對電子標簽中數(shù)據(jù)信息的讀取或改寫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)信息也進行實時的更新。中央信息系統(tǒng)一般和互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)相連接，RFID電子標簽中的數(shù)據(jù)信息可以得到大范圍的共享，用戶也可以實現(xiàn)遠程操作功能。

中央信息系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類中央信息系統(tǒng)與RFID讀寫器相連，通過讀寫器中央信息系統(tǒng)

RFID系統(tǒng)內(nèi)三個部分依次連接起來，完成一次信息的傳輸、交換及管理。

a）首先RFID讀寫器通過射頻模塊中的天線將無線電載波信號發(fā)射出去，形成讀寫器的一個有效識別范圍；

3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理b）當(dāng)RFID電子標簽（無源標簽）進入到這個識別范圍時，電子標簽被激活，通過讀寫器天線發(fā)出的電磁場提取工作能量，并通過電子標簽內(nèi)的射頻模塊將標簽中存儲的數(shù)據(jù)信息發(fā)射出去；

3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理

c）然后讀寫器的天線接收到射頻信號，射頻模塊對信號進行解調(diào)解碼，通過中央信息系統(tǒng)或讀寫器自身判斷其合法性后，針對不同的設(shè)定發(fā)出不同的指令，如讀取信息或者改寫信息；

2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類c）然后讀寫器的天線接收到射頻信號，射頻2）RFID系統(tǒng)工

d）最后RFID讀寫器將經(jīng)過讀寫模塊處理后的數(shù)據(jù)信息傳輸至中央信息系統(tǒng)，中央信息系統(tǒng)對這些信息進行實時更新，然后將這些信息共享給用戶。

2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類d）最后RFID讀寫器將經(jīng)過讀寫模塊處理后的數(shù)2）RFID

在RFID系統(tǒng)中，始終以能量作為基礎(chǔ)，通過一定的時序方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。在RFID系統(tǒng)工作的信道中存在3種事件模型：（1）以能量提供為基礎(chǔ)的事件模型（2）以時序方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的事件模型（3）以數(shù)據(jù)交換為目的的事件模型

RFID系統(tǒng)中的三件事件類型3.1.2RFID技術(shù)原理與分類在RFID系統(tǒng)中，始終以能量作為基礎(chǔ)，通過一RFID系統(tǒng)

對于無源標簽來說，RFID讀寫器向其提供工作能量。當(dāng)電子標簽進入讀寫器的工作范圍之內(nèi)以后，讀寫器發(fā)出的能量激活電子標簽，電子標簽通過整流的方法將接收到的能量轉(zhuǎn)換并存儲在電子標簽中的電容里，從而為電子標簽提供工作能量；當(dāng)電子標簽離開讀寫器的工作范圍以后，電子標簽由于沒有獲得讀寫器的能量激活而處于休眠狀態(tài)。

（1）能量提供3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（1）能量提供3.1.2RFID技術(shù)原理與分類對于無源標簽來說，RFID讀寫器向其提供工作（1）能量提供對于有源標簽來說，有源標簽一般不利用讀寫器發(fā)出的射頻能量，它在進入讀寫器工作范圍后處于激活狀態(tài)，和讀寫器發(fā)出的電磁波相互作用，因而讀寫器能夠以較小的發(fā)射能量取得較遠的通信距離。（1）能量提供3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（1）能量提供3.1.2RFID技術(shù)原理與分類對于有源標簽來說，有源標簽一般不利用讀（1）能量提供3.1

時序指的是RFID讀寫器和RFID電子標簽的工作順序。RFID系統(tǒng)是一個雙向系統(tǒng)，讀寫器可以向電子標簽發(fā)送命令與數(shù)據(jù)，電子標簽也可以向讀寫器發(fā)送存儲的數(shù)據(jù)。對于這樣的雙向系統(tǒng)來說，就需要確定一種工作順序，用來防止通信時產(chǎn)生沖突。

（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類時序指的是RFID讀寫器和RFID電子標簽的工作（2）時序

讀寫器先講（RTF，ReaderTalksFirst）

RFID系統(tǒng)中，RFID讀寫器一般處于主動狀態(tài)，即讀寫器發(fā)出詢問后，電子標簽給予回答。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）時序

RFID電子標簽先講（TTF，TagTalksFirst）RFID電子標簽進入讀寫器工作范圍以后，首先發(fā)送信息，讀寫器根據(jù)電子標簽發(fā)送來的信息，進行記錄或者進一步發(fā)出詢問信息，這樣與電子標簽構(gòu)成一次完整的通信，來達到讀寫器對電子標簽進行識別的目的。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽先講（TTF，TagTalksFirs

當(dāng)RFID讀寫器工作范圍內(nèi)存在多個RFID電子標簽時，讀寫器可以對這些電子標簽分別來進行識別，在這種工作方式下時序顯得更為重要。一般情況下，RFID讀寫器處于主動狀態(tài)，即采用RTF。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類當(dāng)RFID讀寫器工作范圍內(nèi)存在多個RFID電子標3.1.3讀寫器首先發(fā)出一系列的隔離指令，使得在讀寫器識讀范圍內(nèi)的多個電子標簽逐一或逐批的被隔離出去，最后只剩下一個處于活動狀態(tài)的電子標簽與讀寫器建立通信。通信結(jié)束后，讀寫器將當(dāng)前活動狀態(tài)的電子標簽置為休眠狀態(tài)。（2）時序3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類讀寫器首先發(fā)出一系列的隔離指令，使得在讀寫（2）時序3.1

然后對剛才被隔離的電子標簽進行喚醒命令，激活全部的被隔離標簽，使得它們進入活動狀態(tài)，再進一步逐次隔離，只選出一個電子標簽進行無碰撞通信。如此重復(fù)，RFID讀寫器即可實現(xiàn)對工作范圍內(nèi)多個RFID電子標簽的識別功能。（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類然后對剛才被隔離的電子標簽進行喚醒命令，激（2）時序3.1

TTF方式因為不需要等待RFID讀寫器而主動發(fā)送數(shù)據(jù)，所以具有識別速度快等特點，適用于需要高速識別的場合，另外，它在處理標簽數(shù)量動態(tài)變化的場合更為實用，在噪聲環(huán)境中也更穩(wěn)健。因此，TTF方式更適于工業(yè)環(huán)境的追蹤應(yīng)用。

RTF方式是RFID讀寫器處于主動狀態(tài)，能夠無碰撞地識讀多個RFID電子標簽，可靠性能較好，適用于一些重要數(shù)據(jù)識別的場合。

（2）時序3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類TTF方式因為不需要等待RFID讀寫器而主動發(fā)（2）時序3

RFID系統(tǒng)最終要完成的功能是對數(shù)據(jù)的獲取，這種在系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換有兩個方面的內(nèi)容：

RFID讀寫器向RFID電子標簽方向的數(shù)據(jù)傳輸

RFID電子標簽向RFID讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID系統(tǒng)最終要完成的功能是對數(shù)據(jù)的獲取，3.1.3R

讀寫器向電子標簽方向的數(shù)據(jù)傳輸在RFID系統(tǒng)的工作流程中，首先RFID讀寫器通過天線向外發(fā)射射頻信號，形成一個讀寫器的有效識別區(qū)域，然后讀寫器可以對在識別區(qū)域內(nèi)的RFID電子標簽發(fā)送命令信息或者寫入數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類讀寫器向電子標簽方向的數(shù)據(jù)傳輸（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3R

首先，考慮RFID讀寫器是否向RFID電子標簽發(fā)送命令信息方面，可以分為兩種情況：電子標簽只接受能量激勵和既接受能量激勵又接受讀寫器的命令信息。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類首先，考慮RFID讀寫器是否向RFID電子標簽發(fā)3.1.3

1)一些簡單的RFID系統(tǒng)中，RFID電子標簽在其工作頻帶內(nèi)的射頻能量激勵下，成為激活狀態(tài)，同時將標簽中存儲的信息反射回去。這種RFID系統(tǒng)中電子標簽只接受能量激勵而不接受讀寫器的命令信息，它一般不具有多標簽的識別能力，目前主要應(yīng)用于鐵路車號識別系統(tǒng)中。

3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1)一些簡單的RFID系統(tǒng)中，RFID電子標簽在其工作頻

2)在一些復(fù)雜的RFID系統(tǒng)中，RFID讀寫器不但能夠激活其工作范圍內(nèi)的RFID電子標簽，還能夠?qū)⒚钚畔l(fā)送到RFID電子標簽中去，然后電子標簽依據(jù)命令信息做出相應(yīng)的動作。電子標簽接受讀寫器的命令信息有兩個目的，即進行改寫操作和實現(xiàn)多標簽讀取。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2)在一些復(fù)雜的RFID系統(tǒng)中，RFID讀寫器不但能夠

其次，考慮RFID讀寫器是否對RFID電子標簽進行改寫方面，也可以分為兩種情況：1)只讀而不改寫的RFID系統(tǒng)2)可讀可改寫的RFID系統(tǒng)（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類其次，考慮RFID讀寫器是否對RFID電子標簽進（3）數(shù)據(jù)

1）只讀而不改寫RFID系統(tǒng)中RFID讀寫器在得到了RFID電子標簽的數(shù)據(jù)信息后，就直接將此信息上傳給中央信息系統(tǒng)，而不再對電子標簽進行任何操作。

2）

可讀可改寫RFID系統(tǒng)，RFID讀寫器在讀取完RFID電子標簽中的數(shù)據(jù)信息后，讀寫器再把改寫的命令信息發(fā)送給電子標簽，將電子標簽中的存儲信息進行改寫。（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）只讀而不改寫RFID系統(tǒng)中RFID讀寫器在得到了RFI

電子標簽向讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸RFID電子標簽的工作目的是實現(xiàn)電子標簽向RFID讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸。工作方式包含以下兩種：①電子標簽激活以后，直接向讀寫器發(fā)送電子標簽中存儲的數(shù)據(jù)信息；②電子標簽激活以后，根據(jù)讀寫器的命令信息，進入數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)或者休眠狀態(tài)。（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類電子標簽向讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2R

RFID技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點：a）非接觸操作，長距離識別（幾厘米至幾十米），因此完成識別工作時無須人工干預(yù)，應(yīng)用便利。b)無機械磨損，壽命長，并可工作于各種油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點：2）RFID系統(tǒng)的特點3c）形狀和大小多樣化,RFID電子標簽基本不受尺寸大小與形狀之限制，此外，RFID電子標簽更加小型化。因此RFID的應(yīng)用范圍更加廣泛。d)可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類c）形狀和大小多樣化,RFID電子標簽基本不2）RFID系e）數(shù)據(jù)的記憶容量大,數(shù)據(jù)容量會隨著存儲器容量的發(fā)展而擴大，未來物品所需攜帶的信息量越來越大，對擴充容量的需求也增加，對此RFID不會受到限制。f）讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類e）數(shù)據(jù)的記憶容量大,數(shù)據(jù)容量會隨著存儲器2）RFID系統(tǒng)g）數(shù)據(jù)安全方面除電子標簽的密碼保護外，數(shù)據(jù)部分可以用一些加密算法實現(xiàn)安全性管理。h）在部分安全性要求較高時場合，讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程，實現(xiàn)安全通信和存儲。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類g）數(shù)據(jù)安全方面除電子標簽的密碼保護外，2）RFID系統(tǒng)的特常用的自動識別技術(shù)比較系

統(tǒng)

參

數(shù)

條

形

碼語

音

識

別光

學(xué)

識

別生

物

測

量接觸型IC卡射頻識別RFID存儲容量1～100Byte/1～100Byte/16～64KB16～64KB數(shù)據(jù)密度小高小高很高很高機器可讀性好費時好費時好好個人可讀性受限容易容易困難不可能不可能受污染影響嚴重/嚴重/可能無影響光遮影響失效/失效可能/無影響方向位置影響很小/很小/一個方向無影響磨損有條件/有條件/接觸無影響購置費很少很高一般很高很少一般非允許篡改容易可能容易不可能不可能不可能閱讀速度4s>5s3s>5s4s0.5s使用距離0～50cm0～50cm<1cm接觸接觸0～5m智能化無/無/有有讀寫性能可讀可讀可讀可讀可讀寫可讀寫多標簽同時識別不能不能不能不能不能能常用的自動識別技術(shù)比較系統(tǒng)參數(shù)條形碼語音（1）按信號頻段無線電頻率是決定RFID系統(tǒng)主要性能和應(yīng)用可行性的主要因素。低頻（9~135kHz)：缺點，識別距離只有幾厘米，該頻段信號能穿透動物體內(nèi)的高濕環(huán)境，因此被用于動物識別。

4）RFID系統(tǒng)分類3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理4）RFID系統(tǒng)分類3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（1）按信號頻段4）RFID系統(tǒng)分類3.1.3RFID系統(tǒng)（1）按信號頻段

中頻（13.56MHz)：開放頻段，識讀距離最遠至1~1.5m，寫入距離最遠也可達1m。標簽大部分是無源，依靠讀寫器供給能源頻段的RFID系統(tǒng)得到許多RFID制造商的支持。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（1）按信號頻段3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（1）按信號頻段

高頻（300MHz~1.2GHz)：標簽和讀寫器在空氣中的有效通信距離最遠，信號不能穿透金屬和濕氣，但是數(shù)據(jù)傳輸速率更快，可同時讀取多個標簽。但此頻段在各國均被分配為移動通信專用頻段，很容易引起國家之間的頻段碰撞。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（1）按信號頻段3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）按電子標簽分類按標簽獲得能量方式

被動標簽：通過讀寫器發(fā)射的無線電信號產(chǎn)生感應(yīng)磁場而獲得能量,識別范圍為幾厘米到10m

主動標簽：通過內(nèi)置的電池驅(qū)動，識讀距離可達1~200m半主動標簽：需要讀寫器的射頻能量喚醒標簽工作。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）按電子標簽分類3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.（2）按電子標簽分類按應(yīng)用方式

1）粘貼式一旦貼上就不能粘上2）可拆卸式標簽則可以重復(fù)使用3）內(nèi)置式被設(shè)計成物體永久部分，用于長期監(jiān)控

4）流動式可以隨身攜帶,如RFID卡、ATM卡3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）按電子標簽分類3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID電子標簽的功能與特性2）RFID電子標簽的基本組成3）RFID電子標簽的分類3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功能與特性3.1.3RFID電子標

功能a）具有一定的存儲容量，可以存儲被識別物品的相關(guān)信息；b）在一定工作環(huán)境及技術(shù)條件下，電子標簽存儲的數(shù)據(jù)能夠被讀出或?qū)懭耄籧）維持對識別物品的識別及相關(guān)信息的完整；數(shù)據(jù)信息編碼后，及時傳輸給讀寫器；3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功能與特性3.1.3RFID電子標簽功能3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功

功能d)可寫入，并且在寫入以后，永久性數(shù)據(jù)不能修改；e)具有確定的使用期限，使用期限內(nèi)不需維修；f)對于有源標簽，通過讀寫器能夠顯示電池的工作狀況。3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功能與特性3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功能與特性功能3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功特性a）存儲物體數(shù)據(jù)信息b）對物體進行唯一標識c）被讀寫器識別和讀寫d）具有較長的使用壽命3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功能與特性3.1.3RFID電子標簽特性3.1.3RFID電子標簽1）RFID電子標簽的功能從功能上，RFID電子標簽一般由天線、射頻模塊、控制模塊、存儲器、電池（可選）等組成，如圖所示。

2）RFID電子標簽的基本組成3.1.3RFID電子標簽從功能上，RFID電子標簽一般由天線、射頻模塊、控制按供電方式3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類按供電方式3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽按載波頻率分3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類按載波頻率分3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標按標簽內(nèi)是否含有電池分3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類按標簽內(nèi)是否含有電池分3.1.3RFID電子標簽3）RF按作用距離分

3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類按作用距離分3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子按標簽的讀寫功能分3.1.3RFID電子標簽3）RFID電子標簽的分類按標簽的讀寫功能分按標簽的讀寫功能分3.1.3RFID電子標簽3）RFID按封裝形式分

信用卡標簽線形標簽紙狀標簽玻璃管標簽圓形標簽異形標簽3）RFID電子標簽的分類3.1.3RFID電子標簽按封裝形式分3）RFID電子標簽的分類3.1.3RFID1）RFID讀寫器的基本組成2）RFID讀寫器的功能特性與工作方式3）RFID讀寫器的分類3.1.4RFID讀寫器1）RFID讀寫器的基本組成3.1.4RFID讀寫器RFID讀寫器的基本組成包括射頻模塊、天線、讀寫模塊以及其他一些基本功能單元。3.1.4RFID讀寫器1）RFID讀寫器的基本組成RFID讀寫器的基本組成包括射頻模塊、天線、讀寫模塊

讀

寫

器

詳

細

結(jié)

構(gòu)

圖3.1.4RFID讀寫器

讀

寫

器

詳

細

結(jié)

構(gòu)

圖3.1.4RFID讀寫器RFID讀寫器的功能特性讀寫器的基本任務(wù)是觸發(fā)作為數(shù)據(jù)載體的RFID電子標簽，與這個電子標簽建立通信聯(lián)系，并且在中央信息系統(tǒng)和一個非接觸的數(shù)據(jù)載體之間傳輸數(shù)據(jù)。這種非接觸通信的過程中涉及的一系列任務(wù):通信的建立、防止碰撞、身份驗證3.1.4RFID讀寫器2）RFID讀寫器功能特性和工作方式3.1.4RFID讀寫器2）RFID讀寫器功能特性和工作方式RFID讀寫器的功能特性3.1.4RFID讀寫器2）RFI

3.1.4RFID讀寫器2）RFID讀寫器的工作方式a）讀寫器先發(fā)言（ReaderTalksFirst，RTF）在一般狀態(tài)下，RFID電子標簽處于“等待”或稱為“休眠”的工作狀態(tài)。當(dāng)RFID讀寫器發(fā)出射頻信號，而RFID電子標簽進入到讀寫器的工作范圍時，電子標簽?zāi)軌驒z測到一定的射頻信號，便從“休眠”狀態(tài)轉(zhuǎn)到“接收”狀態(tài)，接收讀寫器發(fā)送的命令后，進行相應(yīng)的處理，并將結(jié)果返回讀寫器。3.1.4RFID讀寫器2）RFID讀寫器的工作方式3.1.4RFID讀寫器3.1.4RFID讀寫器2）RFID讀寫器的工作b)標簽先發(fā)言（TagTalksFirst，TTF）

進入讀寫器的能量場獲取工作能量后就主動發(fā)送自身電子編碼和儲存的數(shù)據(jù)信息。2）RFID讀寫器的工作方式3.1.4RFID讀寫器b)標簽先發(fā)言（TagTalksFirst，TTF）按雙工方式分類：全雙工和半雙工按通信方式來分類：

RTF和TTF按應(yīng)用模式來分類：固定式讀寫器、便攜式讀寫器、一體式讀寫器和模塊式讀寫器。選擇適當(dāng)?shù)腞FID讀寫器：根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，考慮RFID讀寫器的工作頻率、輸出功率、輸出端口、讀寫器結(jié)構(gòu)形式、匹配天線等技術(shù)參數(shù)。3.1.4RFID讀寫器3）RFID讀寫器的分類3.1.4RFID讀寫器3）RFID讀寫器的分類按雙工方式分類：全雙工和半雙工3.1.4RFID讀寫器3）

未來的RFID讀寫器將會有以下特點：多功能、小型化、便攜式、嵌入式、模塊化、成本更低、智能多天線端口、具有多種數(shù)據(jù)接口、多制式、多頻段兼容等。3.1.4RFID讀寫器3）RFID讀寫器的分類3.1.4RFID讀寫器3）RFID讀寫器的分類RFID技術(shù)在國外發(fā)展非常迅速，射頻識別產(chǎn)

品種類繁多。在北美、歐洲、亞太地區(qū)及非

洲南部，RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、

商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領(lǐng)域。在國內(nèi)還沒有形成RFID的大規(guī)模應(yīng)用，只有

少數(shù)單位在試點應(yīng)用RFID，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)

展，我國將逐漸推進RFID的大規(guī)模應(yīng)用。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在國外發(fā)展非常迅速，射頻識別產(chǎn)3.1.5RF物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)392課件物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)392課件RFID技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用

電子不停車收費系統(tǒng)（ElectronicTollCollection，ETC）是目前世界上較為先進的收費系統(tǒng)，是RFID技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用之一。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用電子不停車收費系統(tǒng)（Elec電子不停車收費系統(tǒng)ETC示意圖3.1.5RFID的應(yīng)用電子不停車收費系統(tǒng)ETC示意圖3.1.5RFID的應(yīng)用美國E-Zpass電子不停車收費系統(tǒng)3.1.5RFID的應(yīng)用美國E-Zpass電子不停車收費系統(tǒng)3.1.5RFID的應(yīng)美國最著名的ETC是E-Zpass系統(tǒng)，每車收費耗時不到兩秒，其收費通道的通行能力是人工收費通道的5到10倍，在德國、日本、意大利都被廣泛推廣，其中意大利30%的收費站安裝使用了不停車收費設(shè)備，該收費方式每分鐘平均可處理30輛車。在美國，電子不停車收費方式不但讓快速路、高速公路入口因人工繳費導(dǎo)致的擁堵環(huán)節(jié)，而且還成為美國回收公路投資和養(yǎng)護費用的高效率手段。

3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用美國最著名的ETC是E-Zpass系統(tǒng)，每車收費耗時不到兩秒RFID在國內(nèi)交通領(lǐng)域的其它應(yīng)用包括:1）全國各地數(shù)千個停車場RFID收費系統(tǒng)2）國內(nèi)最大的鐵路機車車號識別系統(tǒng)（遍及全國18個鐵路局、7萬多公里鐵路線）3）北京市城市汽車環(huán)保檢測RFID環(huán)保信息卡系統(tǒng)（涉及車輛總?cè)萘窟_300萬輛）...3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用RFID在國內(nèi)交通領(lǐng)域的其它應(yīng)用包括:3.1.5RFID的

物流是RFID的應(yīng)用領(lǐng)域之一,如果將RFID技術(shù)與物流緊密聯(lián)系,有望在幾年之內(nèi)取代條形碼掃描技術(shù),并將給物流管理帶來革命性的變化。RFID技術(shù)是有效解決物流管理上各項業(yè)務(wù)動作數(shù)據(jù)的輸入、輸出、業(yè)務(wù)過程的控制與跟蹤等難題以及減少出錯率的一種新技術(shù)。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用物流是RFID的應(yīng)用領(lǐng)域之一,如果將RFID技術(shù)與物流緊密在零售環(huán)節(jié)方面RFID可以改進零售商的庫存管理，實現(xiàn)適時補貨，有效跟蹤運輸與庫存，提高效率，減少出錯。RFID電子標簽?zāi)軌驅(qū)δ承┚哂袝r效性商品的有效期限進行監(jiān)控。商店還能利用RFID系統(tǒng)在付款臺實現(xiàn)自動掃描和計費，取代人工收款方式。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用在零售環(huán)節(jié)方面RFID可以改進零售商的庫存管理，實現(xiàn)適時補貨通過使用射頻識別技術(shù)監(jiān)控醫(yī)療器械，管理重要醫(yī)藥，加快醫(yī)療處理的速度，降低醫(yī)療事故率等。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用通過使用射頻識別技術(shù)監(jiān)控醫(yī)療器械，管理重要醫(yī)藥，加快醫(yī)療處理物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)392課件物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)392課件（1）電子票：使用射頻識別標簽實現(xiàn)非現(xiàn)金結(jié)算，解決現(xiàn)金交易既不方便也不安全的問題。（2）生產(chǎn)、制造業(yè)生產(chǎn)制造流程管理：使用射頻識別技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)、制造企業(yè)生產(chǎn)流程的控制、產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控、工人生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)控。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用（1）電子票：使用射頻識別標簽實現(xiàn)非現(xiàn)金結(jié)算，解決現(xiàn)金交易既（3）軍事：在軍事物流、后勤保障等領(lǐng)域有了大量的應(yīng)用。（4）動物跟蹤和管理：射頻識別技術(shù)可用于動物跟蹤與管理。（5）人員管理：人員管理與門禁管理相結(jié)合。RFID技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用3.1.5RFID的應(yīng)用（3）軍事：在軍事物流、后勤保障等領(lǐng)域有了大量的應(yīng)用。RF（6）資產(chǎn)追蹤管理：將射頻識別系統(tǒng)用于固定資產(chǎn)管理，可以有效地解決資產(chǎn)的盤點、維修以及資產(chǎn)流向等相關(guān)信息管理。（7）防偽認證識別：主要應(yīng)用于煙酒、證書、證件的防偽認證識別。3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用（6）資產(chǎn)追蹤管理：將射頻識別系統(tǒng)用于固定資產(chǎn)管理，可以有效RFID技術(shù)的技術(shù)難點(1)RFID識別準確度問題(2)RFID天線研究(3)工作頻率的選擇(4)安全與隱私問題

3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)的技術(shù)難點3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)的發(fā)展瓶頸

(1)企業(yè)技術(shù)研發(fā)水平薄弱(2)過高的標簽成本限制了RFID應(yīng)用范圍的擴大(3)推廣中困難重重(4)缺乏國家標準(5)行業(yè)人才匱乏

3.1.5RFID的應(yīng)用RFID技術(shù)的發(fā)展瓶頸3.1.5RFID的應(yīng)用本章首先對物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)進行了介紹，然后概要介紹了近距離無線通信技術(shù)，最后詳細介紹了RFID技術(shù)，包括其組成，工作原理及應(yīng)用。本章小結(jié)本章首先對物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)進行了介紹，然后概要介紹了近思考題1）RFID技術(shù)可識別高速運動的物體并可同時識別多個標簽，其中的速度限制和標簽數(shù)量限制分別為多少？2）你能舉出多少RFID技術(shù)在當(dāng)今現(xiàn)實生活中應(yīng)用的例子？3）RFID的標準化現(xiàn)狀是什么？思考題1）RFID技術(shù)可識別高速運動的物體并可同時樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22Thursday,December29,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。12:17:5212:17:5212:1712/29/202212:17:52PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2212:17:5212:17Dec-2229-Dec-22加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。12:17:5212:17:5212:17Thursday,December29,2022安全在于心細，事故出在麻痹。12月-2212月-2212:17:5212:17:52December29,2022踏實肯干，努力奮斗。2022年12月29日12:17下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。29十二月202212:17:53下午12:17:5312月-22嚴格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月2212:17下午12月-2212:17December29,2022作業(yè)標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2912:17:5312:17:5329December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。12:17:53下午12:17下午12:17:5312月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。12月-2212月-2212:1712:17:5312:17:53Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實。2022/12/2912:17:53Thursday,December29,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2912:17:5312月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22近距離無線通信技術(shù)1

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2移動通信技術(shù)

3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)近距離無線通信技術(shù)1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2移動通信技術(shù)3物通信距離一般小于100米，典型技術(shù)包括：RFID、Wi-Fi、ZigBee、UWB、Bluetooth等。近距離無線通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要支撐技術(shù)近距離無線通信技術(shù)主要應(yīng)用在家庭辦公網(wǎng)絡(luò)、家庭數(shù)字娛樂、智能樓宇、物流運輸管理等方面。第3章近距離無線通信技術(shù)通信距離一般小于100米，典型技術(shù)包括：第3章近距離

近距離無線通信的特征

1）低成本應(yīng)用所需終端數(shù)量巨大

2）低功耗通信距離短發(fā)射功率低（毫瓦級）

3）對等通信終端之間進行對等通信，無需中轉(zhuǎn)

4）靈活的個性化設(shè)計3.1近距離無線通信技術(shù)近距離無線通信的特征3.1近距離無線通信技術(shù)3.1近距離無線通信技術(shù)3.1近距離無線通信技術(shù)3.1RFID技術(shù)3.1.1RFID定義與發(fā)展進程3.1.2RFID技術(shù)原理與分類3.1.3RFID電子標簽3.1.4RFID讀寫器3.1.5RFID的應(yīng)用3.1.6RFID標準化現(xiàn)狀3.1RFID技術(shù)3.1.1RFID定義與發(fā)展進程3.1

射頻識別技術(shù)定義

RadioFrequencyIdentification，RFID是一種應(yīng)用于信息采集系統(tǒng)的非接觸式自動識別技術(shù)，它通過無線射頻方式自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對RFID標簽的信息獲取。3.1.1RFID定義射頻識別技術(shù)定義3.1.1RFID定義年代RFID技術(shù)的發(fā)展歷程1940-1950年雷達的改進和應(yīng)用催生了射頻識別技術(shù)，1948年奠定了射頻識別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1950-1960年早期射頻識別技術(shù)的探索階段，主要處于實驗室試驗階段。1960-1970年射頻識別技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。1970-1980年射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術(shù)的測試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應(yīng)用。1980-1990年射頻識別技術(shù)及產(chǎn)品進入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。1990-2000年射頻識別技術(shù)標準化問題日趨得到重視，射頻識別技術(shù)得到廣泛采用，射頻識別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。2000年至今射頻識別技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應(yīng)高速移動物體的射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實并走向應(yīng)用。3.1.1RFID技術(shù)發(fā)展進程年代RFID技術(shù)的發(fā)展歷程1940-1950年雷達的改進和應(yīng)1）RFID系統(tǒng)組成2）RFID系統(tǒng)工作原理3）RFID系統(tǒng)的特點4）RFID系統(tǒng)分類3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)是指利用RFID技術(shù)并集識別、傳輸、共享信息等功能于一體的智能系統(tǒng)。

RFID讀寫器RFID系統(tǒng)RFID電子標簽中央系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)是指利用RFID技術(shù)并集

RFID系統(tǒng)組成框圖3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）RFID系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)組成框圖3.1.2RFID技術(shù)

RFID電子標簽是RFID系統(tǒng)中必備的一部分，標簽中存儲著被識別物體的相關(guān)信息，通常被安置在被識別的物體表面上。當(dāng)RFID電子標簽被RFID讀寫器識別到或者電子標簽主動向讀寫器發(fā)送消息時，標簽內(nèi)的物體信息將被讀取或改寫。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽RFID電子標簽是RFID系統(tǒng)中必備的一部分，3.1.2

RFID電子標簽可分為有源標簽和無源標簽兩類，通過標簽中是否有電池來區(qū)分。

有源標簽自身帶有電池供電，讀寫距離較遠，體積較大，也稱主動標簽；無源標簽本身不帶電源，通過讀寫器產(chǎn)生的磁場獲取工作所需的能量，成本低，有較長壽命，比主動標簽更小，更輕，讀寫距離較近，也稱被動標簽。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽RFID電子標簽可分為有源標簽和無源標簽兩類，通過標簽中是RFID電子標簽包括射頻模塊和控制模塊兩部分:(1)射頻模塊通過內(nèi)置的天線來完成與RFID讀寫器之間的射頻通信。(2)控制模塊內(nèi)有一個存儲器，它存儲著標簽內(nèi)的所有信息，并且部分信息可以通過與RFID讀寫器間的數(shù)據(jù)交換來進行實時的修改。

3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽RFID電子標簽包括射頻模塊和控制模塊兩部3.1.2RFI被動電子標簽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電子標簽內(nèi)的專用芯片由高速的射頻接口、控制單元、EEPROM三個模塊組成，其中的EEPROM用來存儲識別碼（EPC）或其它數(shù)據(jù)，控制單元用來控制數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，芯片外圍連接電感線圈（主動電子標簽連接天線和電池）。RFID電子標簽3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽3.1.2RFID技術(shù)原理與分類被動電子標簽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電子標簽內(nèi)的專用芯片由高速的射頻接口、在電子標簽和讀寫器進行通信的過程中，天線起到了重要的作用，標簽天線的性能對提高RFID系統(tǒng)的性能有著重要的意義。近年來，標簽天線技術(shù)取得了較大的進展，各種新技術(shù)和新材料的應(yīng)用使標簽天線的性能得到了較大的提升。防金屬技術(shù)小型化技術(shù)(1)分形天線(2)偶極子天線(3)倒F天線材料技術(shù)RFID電子標簽天線3.1.2RFID技術(shù)原理與分類在電子標簽和讀寫器進行通信的過程中，天線起到了重要低成本

構(gòu)造低成本電子標簽的關(guān)鍵在于降低天線的成本。隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，標簽天線的成本還有望大幅降低。一體集成化

將標簽天線和標簽芯片集成在一起，成為了標簽天線技術(shù)發(fā)展的主要趨勢之一。智能化

OMRON開發(fā)了一種新型的天線技術(shù)，可以直接控制讀寫器發(fā)射出來的電磁波束的方向，這樣就可以避開環(huán)境或阻擋物的影響，以達到最好的效果。近年來，電子標簽智能天線的研究也日漸受到重視。RFID電子標簽天線3.1.2RFID技術(shù)原理與分類低成本RFID電子標簽天線3.1.2RFID技術(shù)原理與分RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類

RFID讀寫器是RFID系統(tǒng)的中間部分，它可以利用射頻技術(shù)讀取或者改寫RFID電子標簽中的數(shù)據(jù)信息，并且可以把這些讀出的數(shù)據(jù)信息通過有線或者無線方式傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)進行管理和分析。

RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID

RFID讀寫器的主要功能是讀寫RFID電子標簽中的物體信息，它主要包括射頻模塊和讀寫模塊以及其他一些基本功能單元。RFID讀寫器通過射頻模塊發(fā)送射頻信號，讀寫模塊連接射頻模塊，把射頻模塊中得到的數(shù)據(jù)信息進行讀取或改寫。RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID讀寫器的主要功能是讀寫RFID電子標簽中RFID

RFID讀寫器還有其他的硬件設(shè)備，包括電源和時鐘等。電源用來給RFID讀寫器供電，并且通過電磁感應(yīng)可以給無源RFID電子標簽進行供電；時鐘在進行射頻通信時用于確定同步信息。RFID讀寫器3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID讀寫器還有其他的硬件設(shè)備，包括電源和RFID讀寫

中央信息系統(tǒng)是對識別到的信息進行管理、分析及傳輸?shù)挠嬎銠C平臺。它一般包含一個數(shù)據(jù)庫，存儲著所有RFID電子標簽的數(shù)據(jù)信息，用戶可以通過中央信息系統(tǒng)查詢相關(guān)的RFID電子標簽信息。

中央信息系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類

中央信息系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類中央信息系統(tǒng)是對識別到的信息進行管理、分析中央信息系統(tǒng)3中央信息系統(tǒng)與RFID讀寫器相連，通過讀寫器對電子標簽中數(shù)據(jù)信息的讀取或改寫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)信息也進行實時的更新。中央信息系統(tǒng)一般和互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)相連接，RFID電子標簽中的數(shù)據(jù)信息可以得到大范圍的共享，用戶也可以實現(xiàn)遠程操作功能。

中央信息系統(tǒng)3.1.2RFID技術(shù)原理與分類中央信息系統(tǒng)與RFID讀寫器相連，通過讀寫器中央信息系統(tǒng)

RFID系統(tǒng)內(nèi)三個部分依次連接起來，完成一次信息的傳輸、交換及管理。

a）首先RFID讀寫器通過射頻模塊中的天線將無線電載波信號發(fā)射出去，形成讀寫器的一個有效識別范圍；

3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理b）當(dāng)RFID電子標簽（無源標簽）進入到這個識別范圍時，電子標簽被激活，通過讀寫器天線發(fā)出的電磁場提取工作能量，并通過電子標簽內(nèi)的射頻模塊將標簽中存儲的數(shù)據(jù)信息發(fā)射出去；

3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2）RFID系統(tǒng)工作原理

c）然后讀寫器的天線接收到射頻信號，射頻模塊對信號進行解調(diào)解碼，通過中央信息系統(tǒng)或讀寫器自身判斷其合法性后，針對不同的設(shè)定發(fā)出不同的指令，如讀取信息或者改寫信息；

2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類c）然后讀寫器的天線接收到射頻信號，射頻2）RFID系統(tǒng)工

d）最后RFID讀寫器將經(jīng)過讀寫模塊處理后的數(shù)據(jù)信息傳輸至中央信息系統(tǒng)，中央信息系統(tǒng)對這些信息進行實時更新，然后將這些信息共享給用戶。

2）RFID系統(tǒng)工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類d）最后RFID讀寫器將經(jīng)過讀寫模塊處理后的數(shù)2）RFID

在RFID系統(tǒng)中，始終以能量作為基礎(chǔ)，通過一定的時序方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。在RFID系統(tǒng)工作的信道中存在3種事件模型：（1）以能量提供為基礎(chǔ)的事件模型（2）以時序方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的事件模型（3）以數(shù)據(jù)交換為目的的事件模型

RFID系統(tǒng)中的三件事件類型3.1.2RFID技術(shù)原理與分類在RFID系統(tǒng)中，始終以能量作為基礎(chǔ)，通過一RFID系統(tǒng)

對于無源標簽來說，RFID讀寫器向其提供工作能量。當(dāng)電子標簽進入讀寫器的工作范圍之內(nèi)以后，讀寫器發(fā)出的能量激活電子標簽，電子標簽通過整流的方法將接收到的能量轉(zhuǎn)換并存儲在電子標簽中的電容里，從而為電子標簽提供工作能量；當(dāng)電子標簽離開讀寫器的工作范圍以后，電子標簽由于沒有獲得讀寫器的能量激活而處于休眠狀態(tài)。

（1）能量提供3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（1）能量提供3.1.2RFID技術(shù)原理與分類對于無源標簽來說，RFID讀寫器向其提供工作（1）能量提供對于有源標簽來說，有源標簽一般不利用讀寫器發(fā)出的射頻能量，它在進入讀寫器工作范圍后處于激活狀態(tài)，和讀寫器發(fā)出的電磁波相互作用，因而讀寫器能夠以較小的發(fā)射能量取得較遠的通信距離。（1）能量提供3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（1）能量提供3.1.2RFID技術(shù)原理與分類對于有源標簽來說，有源標簽一般不利用讀（1）能量提供3.1

時序指的是RFID讀寫器和RFID電子標簽的工作順序。RFID系統(tǒng)是一個雙向系統(tǒng)，讀寫器可以向電子標簽發(fā)送命令與數(shù)據(jù)，電子標簽也可以向讀寫器發(fā)送存儲的數(shù)據(jù)。對于這樣的雙向系統(tǒng)來說，就需要確定一種工作順序，用來防止通信時產(chǎn)生沖突。

（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類時序指的是RFID讀寫器和RFID電子標簽的工作（2）時序

讀寫器先講（RTF，ReaderTalksFirst）

RFID系統(tǒng)中，RFID讀寫器一般處于主動狀態(tài)，即讀寫器發(fā)出詢問后，電子標簽給予回答。3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類（2）時序

RFID電子標簽先講（TTF，TagTalksFirst）RFID電子標簽進入讀寫器工作范圍以后，首先發(fā)送信息，讀寫器根據(jù)電子標簽發(fā)送來的信息，進行記錄或者進一步發(fā)出詢問信息，這樣與電子標簽構(gòu)成一次完整的通信，來達到讀寫器對電子標簽進行識別的目的。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID電子標簽先講（TTF，TagTalksFirs

當(dāng)RFID讀寫器工作范圍內(nèi)存在多個RFID電子標簽時，讀寫器可以對這些電子標簽分別來進行識別，在這種工作方式下時序顯得更為重要。一般情況下，RFID讀寫器處于主動狀態(tài)，即采用RTF。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類當(dāng)RFID讀寫器工作范圍內(nèi)存在多個RFID電子標3.1.3讀寫器首先發(fā)出一系列的隔離指令，使得在讀寫器識讀范圍內(nèi)的多個電子標簽逐一或逐批的被隔離出去，最后只剩下一個處于活動狀態(tài)的電子標簽與讀寫器建立通信。通信結(jié)束后，讀寫器將當(dāng)前活動狀態(tài)的電子標簽置為休眠狀態(tài)。（2）時序3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類讀寫器首先發(fā)出一系列的隔離指令，使得在讀寫（2）時序3.1

然后對剛才被隔離的電子標簽進行喚醒命令，激活全部的被隔離標簽，使得它們進入活動狀態(tài)，再進一步逐次隔離，只選出一個電子標簽進行無碰撞通信。如此重復(fù)，RFID讀寫器即可實現(xiàn)對工作范圍內(nèi)多個RFID電子標簽的識別功能。（2）時序3.1.2RFID技術(shù)原理與分類然后對剛才被隔離的電子標簽進行喚醒命令，激（2）時序3.1

TTF方式因為不需要等待RFID讀寫器而主動發(fā)送數(shù)據(jù)，所以具有識別速度快等特點，適用于需要高速識別的場合，另外，它在處理標簽數(shù)量動態(tài)變化的場合更為實用，在噪聲環(huán)境中也更穩(wěn)健。因此，TTF方式更適于工業(yè)環(huán)境的追蹤應(yīng)用。

RTF方式是RFID讀寫器處于主動狀態(tài)，能夠無碰撞地識讀多個RFID電子標簽，可靠性能較好，適用于一些重要數(shù)據(jù)識別的場合。

（2）時序3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類TTF方式因為不需要等待RFID讀寫器而主動發(fā)（2）時序3

RFID系統(tǒng)最終要完成的功能是對數(shù)據(jù)的獲取，這種在系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換有兩個方面的內(nèi)容：

RFID讀寫器向RFID電子標簽方向的數(shù)據(jù)傳輸

RFID電子標簽向RFID讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID系統(tǒng)最終要完成的功能是對數(shù)據(jù)的獲取，3.1.3R

讀寫器向電子標簽方向的數(shù)據(jù)傳輸在RFID系統(tǒng)的工作流程中，首先RFID讀寫器通過天線向外發(fā)射射頻信號，形成一個讀寫器的有效識別區(qū)域，然后讀寫器可以對在識別區(qū)域內(nèi)的RFID電子標簽發(fā)送命令信息或者寫入數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類讀寫器向電子標簽方向的數(shù)據(jù)傳輸（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3R

首先，考慮RFID讀寫器是否向RFID電子標簽發(fā)送命令信息方面，可以分為兩種情況：電子標簽只接受能量激勵和既接受能量激勵又接受讀寫器的命令信息。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類首先，考慮RFID讀寫器是否向RFID電子標簽發(fā)3.1.3

1)一些簡單的RFID系統(tǒng)中，RFID電子標簽在其工作頻帶內(nèi)的射頻能量激勵下，成為激活狀態(tài)，同時將標簽中存儲的信息反射回去。這種RFID系統(tǒng)中電子標簽只接受能量激勵而不接受讀寫器的命令信息，它一般不具有多標簽的識別能力，目前主要應(yīng)用于鐵路車號識別系統(tǒng)中。

3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1)一些簡單的RFID系統(tǒng)中，RFID電子標簽在其工作頻

2)在一些復(fù)雜的RFID系統(tǒng)中，RFID讀寫器不但能夠激活其工作范圍內(nèi)的RFID電子標簽，還能夠?qū)⒚钚畔l(fā)送到RFID電子標簽中去，然后電子標簽依據(jù)命令信息做出相應(yīng)的動作。電子標簽接受讀寫器的命令信息有兩個目的，即進行改寫操作和實現(xiàn)多標簽讀取。3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類2)在一些復(fù)雜的RFID系統(tǒng)中，RFID讀寫器不但能夠

其次，考慮RFID讀寫器是否對RFID電子標簽進行改寫方面，也可以分為兩種情況：1)只讀而不改寫的RFID系統(tǒng)2)可讀可改寫的RFID系統(tǒng)（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理3.1.2RFID技術(shù)原理與分類其次，考慮RFID讀寫器是否對RFID電子標簽進（3）數(shù)據(jù)

1）只讀而不改寫RFID系統(tǒng)中RFID讀寫器在得到了RFID電子標簽的數(shù)據(jù)信息后，就直接將此信息上傳給中央信息系統(tǒng)，而不再對電子標簽進行任何操作。

2）

可讀可改寫RFID系統(tǒng)，RFID讀寫器在讀取完RFID電子標簽中的數(shù)據(jù)信息后，讀寫器再把改寫的命令信息發(fā)送給電子標簽，將電子標簽中的存儲信息進行改寫。（3）數(shù)據(jù)交換3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類1）只讀而不改寫RFID系統(tǒng)中RFID讀寫器在得到了RFI

電子標簽向讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸RFID電子標簽的工作目的是實現(xiàn)電子標簽向RFID讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸。工作方式包含以下兩種：①電子標簽激活以后，直接向讀寫器發(fā)送電子標簽中存儲的數(shù)據(jù)信息；②電子標簽激活以后，根據(jù)讀寫器的命令信息，進入數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)或者休眠狀態(tài)。（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2RFID技術(shù)原理與分類電子標簽向讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸（3）數(shù)據(jù)交換3.1.2R

RFID技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點：a）非接觸操作，長距離識別（幾厘米至幾十米），因此完成識別工作時無須人工干預(yù)，應(yīng)用便利。b)無機械磨損，壽命長，并可工作于各種油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類RFID技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點：2）RFID系統(tǒng)的特點3c）形狀和大小多樣化,RFID電子標簽基本不受尺寸大小與形狀之限制，此外，RFID電子標簽更加小型化。因此RFID的應(yīng)用范圍更加廣泛。d)可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類c）形狀和大小多樣化,RFID電子標簽基本不2）RFID系e）數(shù)據(jù)的記憶容量大,數(shù)據(jù)容量會隨著存儲器容量的發(fā)展而擴大，未來物品所需攜帶的信息量越來越大，對擴充容量的需求也增加，對此RFID不會受到限制。f）讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.3RFID系統(tǒng)基本工作原理2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類e）數(shù)據(jù)的記憶容量大,數(shù)據(jù)容量會隨著存儲器2）RFID系統(tǒng)g）數(shù)據(jù)安全方面除電子標簽的密碼保護外，數(shù)據(jù)部分可以用一些加密算法實現(xiàn)安全性管理。h）在部分安全性要求較高時場合，讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程，實現(xiàn)安全通信和存儲。2）RFID系統(tǒng)的特點3.1.2RFID技術(shù)原理與分類g）數(shù)據(jù)安全方面除電子標簽的密碼保護外，2）RFID系統(tǒng)的特常用的自動識別技術(shù)比較系

統(tǒng)

參

數(shù)

條

形

碼語

音

識

別光

學(xué)

識

別生

物

測

量接觸型IC卡射頻識別RFID存儲容量1～100Byte/1～100Byte/16～64KB16～6