物聯(lián)網(wǎng)中的無線射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)中的無線射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

1物理環(huán)境的應(yīng)用無線rfid自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（rfid）用于物聯(lián)網(wǎng)。本質(zhì)上，它使用物體的自動(dòng)標(biāo)記來自動(dòng)識(shí)別物體，并在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上傳輸信息，以實(shí)現(xiàn)物體的透明管理。近年來,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速,標(biāo)志著更高效、智能的信息社會(huì)的到來。2rfid技術(shù)無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別物品并獲取相關(guān)信息。該技術(shù)的特點(diǎn)可分為自動(dòng)標(biāo)簽、數(shù)據(jù)與識(shí)別技術(shù)三個(gè)方面來闡述。其中,RFID自動(dòng)標(biāo)簽具使用環(huán)境廣泛的特點(diǎn),可在水中、高溫和磁性環(huán)境中使用,且使用壽命較長。自動(dòng)標(biāo)簽中保存的數(shù)據(jù)具保密性和改動(dòng)性。RFID技術(shù)不僅應(yīng)用于靜止物體的識(shí)別,其也可對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行識(shí)別,并可同時(shí)快速識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。2.1天線標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)換電路RFID系統(tǒng)由讀寫器、天線和標(biāo)簽組成。其中,讀寫器的功能是對(duì)標(biāo)簽信息進(jìn)行識(shí)別、讀取與寫入;天線用于標(biāo)簽與讀寫器之間的射頻信號(hào)傳遞;標(biāo)簽作為讀寫器讀取信息的對(duì)象,附著在物體上便于識(shí)別,每個(gè)標(biāo)簽都有屬于自己的電子編碼。2.2高頻自動(dòng)顯示系統(tǒng)RFID系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)的工作頻率和系統(tǒng)的供電方式這兩個(gè)方面進(jìn)行分類。根據(jù)工作頻率分類,根可將RFID系統(tǒng)分為低頻RFID系統(tǒng)和高頻RFID系統(tǒng)。其中,低頻RFID系統(tǒng)的工作頻率一般低于30MHz,其優(yōu)點(diǎn)為成本低廉,缺點(diǎn)為標(biāo)簽中可保存的數(shù)據(jù)量小,讀寫距離短;高頻系統(tǒng)的工作頻率一般高于400MHz,標(biāo)簽中可保存大量的數(shù)據(jù)量,讀寫距離遠(yuǎn),其讀寫天線與標(biāo)簽天線具強(qiáng)方向性,但成本相較低頻系統(tǒng)要高。根據(jù)供電方式進(jìn)行分類,RFID系統(tǒng)可分為無源RFID系統(tǒng)和有源RFID系統(tǒng)。其中,無源RFID系統(tǒng)(圖1)不設(shè)標(biāo)簽電池,直接將由讀寫器收到的部分微波能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化,以供自身工作,且不需要維護(hù)。有源RFID系統(tǒng)(圖2)中,電子標(biāo)簽內(nèi)設(shè)有一定壽命時(shí)限的電池,一般為三至十年。相較無源RFID系統(tǒng),有源RFID系統(tǒng)能進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的讀寫與識(shí)別功能,且能更好地適應(yīng)非靜止物體的移動(dòng)速度。3電子數(shù)據(jù)的讀取RFID系統(tǒng)的工作原理實(shí)際上就是利用讀寫器對(duì)保存有相關(guān)電子數(shù)據(jù)的電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別、讀取與寫入。待識(shí)別的物品表面都貼有具有獨(dú)一無二的電子標(biāo)簽,其中保存有相應(yīng)的信息數(shù)據(jù),讀寫器通過天線對(duì)不同類型的電子標(biāo)簽發(fā)送射頻信號(hào)(無源標(biāo)簽通過感應(yīng)電流傳遞相關(guān)數(shù)據(jù),有源標(biāo)簽自主傳遞信息信號(hào)),然后對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行無接觸讀取,并解碼收到的信號(hào),將其傳送到計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理,最終識(shí)別該其中所保存的電子數(shù)據(jù),從而自動(dòng)識(shí)別物體,見圖3。4無線傳感器技術(shù)rfid用于物體網(wǎng)絡(luò)無線射頻識(shí)別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用廣泛,遍及物流領(lǐng)域、交通領(lǐng)域和防偽領(lǐng)域等多個(gè)領(lǐng)域。4.1在物流領(lǐng)域的應(yīng)用無線射頻識(shí)別技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用,可提高物流的自動(dòng)化水平,合理控制產(chǎn)品庫存。其在物流領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)出廠產(chǎn)品進(jìn)行電子標(biāo)簽裝入,通過讀寫器分別對(duì)每個(gè)標(biāo)簽寫入各自相應(yīng)的識(shí)別代碼,并同時(shí)進(jìn)行信息的錄入;(2)利用電子標(biāo)簽,對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、配送等等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管。4.2防偽領(lǐng)域的應(yīng)用藥品、食品、危險(xiǎn)品等特殊物品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售環(huán)節(jié)都需要受到嚴(yán)格的監(jiān)管,一旦出現(xiàn)造假現(xiàn)象,會(huì)威脅到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。將RFID技術(shù)應(yīng)用到防偽領(lǐng)域,可為防偽工作提供一個(gè)更便捷的打假手段。例如,美國生產(chǎn)麻醉藥OxyContin的廠商將該技術(shù)應(yīng)用于藥瓶上,實(shí)時(shí)監(jiān)管藥品的生產(chǎn)及之后藥劑廠的環(huán)節(jié),避免造假現(xiàn)象的發(fā)生。除藥品、食品等特殊物品外,無線射頻識(shí)別技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用到護(hù)照、電子錢包防偽等防偽工作中。例如,國內(nèi)已經(jīng)將該技術(shù)應(yīng)用到二代身份證的發(fā)放管理中,相信很快也將應(yīng)用到其他重要證件發(fā)放管理中。4.3交通領(lǐng)域的新能源基于無RFID技術(shù)的可識(shí)別高速移動(dòng)物體的特點(diǎn),可以將該技術(shù)應(yīng)用到車輛管理與控制工作中,快速對(duì)運(yùn)輸工具進(jìn)行定位與統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)交通的信息化和智能化。例如,不停車收費(fèi)(ETC)系統(tǒng),就是該技術(shù)應(yīng)用于交通管控的實(shí)例。ETC讀寫器對(duì)距離其十米內(nèi)的車輛進(jìn)行微波信號(hào)發(fā)射,車輛內(nèi)的電子標(biāo)簽收到信號(hào)后,將自身數(shù)據(jù)信息反射回讀卡器,實(shí)現(xiàn)無人收費(fèi)、控制車輛通關(guān)速度。大多數(shù)國家的ETC系統(tǒng)所采用5.8~5.9GHz頻段,我國選用5.8GHz頻段,其具背景噪聲小,干擾弱等特點(diǎn)。4.4提高物資管理目前的信息化戰(zhàn)爭中,需要對(duì)部隊(duì)中的人和車輛、武器等物資進(jìn)行管控,RFID技術(shù)在該工作中的應(yīng)用,可以提高其自動(dòng)化管控水平。該應(yīng)用具體體現(xiàn)在軍事物資裝備管理、運(yùn)輸單元精準(zhǔn)識(shí)別,以及快速定位和主動(dòng)搜索這幾個(gè)方面。4.5個(gè)服刑人員所讀表式監(jiān)獄智能管理系統(tǒng)是RFID技術(shù)在監(jiān)獄司法領(lǐng)域的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)勞教所管理信息化。該管理系統(tǒng)利用RFID技術(shù),為每個(gè)服刑人員配有各自的腕表式標(biāo)簽,將他們的資料分別讀寫進(jìn)各自的標(biāo)簽中,并整合成數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)獄出入口安裝閱讀器與定位器,一旦服刑人員到達(dá)該區(qū)域,定位器就會(huì)將自身位置的信號(hào)傳遞給標(biāo)簽,標(biāo)簽接受信號(hào)后再傳遞存有自身數(shù)據(jù)的信號(hào)給閱讀器,閱讀器讀取信號(hào)信息,并將其傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行識(shí)別與分析,若分析出異常,則警報(bào)響起。4.6與傳感器相結(jié)合的情況RFID技術(shù)日益成熟,成本逐漸下降,其應(yīng)用也趨向多樣化、交叉化。其中,無線射頻識(shí)別技術(shù)與傳感器相結(jié)合,應(yīng)用于礦井生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),就是一個(gè)很成功的實(shí)例。RFID技術(shù)與集成溫度傳感器相結(jié)合,可以將獲取信息以串行數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行無線傳輸,由此縮小了裝置的整體體積,使該測溫裝置便于安裝在工作人員的頭盔上,減小測溫干擾,對(duì)礦井溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的高精度測溫。5無線射頻識(shí)別技術(shù)在某領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀近年來,無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在國內(nèi)外均得到了迅速的發(fā)展,逐漸全面地應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域當(dāng)中,保障了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。