物联网射频识别(RFID)技术与应用---第1章

物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2013年物联网系列教材荣获陕西省高等教育教学成果二等奖点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用本书初衷本书在物联网的框架下阐述RFID技术。本书的初衷有3个，一是介绍物联网的系统架构，给出物联网与RFID之间的关系，使读者领悟RFID在物联网中所处的地位和作用；二是给出RFID的工作原理和技术实现，这部分是本书的重点，这些工作原理和技术实现可以构成物联网RFID解决方案；三是给出物联网RFID应用实例，使读者认识到物联网的时代即将来临，物联网RFID将对社会经济的各个领域产生重大影响。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用本书内容组织方式本书分为11章内容。第1章为物联网RFID系统概述，分别介绍了物联网的概念、RFID的概念、物联网RFID历史与未来、RFID系统构成。第2～10章系统介绍了RFID技术，包括RFID工作频率和无线传输、RFID天线技术、RFID射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、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11章为物联网RFID实际应用，介绍了物联网RFID在制造、物流、防伪、安全、铁路、民航6个不同领域的应用优势和应用实例。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用第1章物联网RFID系统概述点击此处结束放映物联网与射频识别技术1.1自动识别技术1.2RFID历史与未来1.3RFID系统构成1.4物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映物联网与射频识别技术1.1物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用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。物联网的英文名称为TheInternetofThings，由该名称可见，物联网就是“物与物相连的互联网”。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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2、物联网——世界信息产业的第三次浪潮物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。物联网可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享，从而给物体赋予智能，实现人与物体、物体与物体的沟通和对话。在物联网时代，人类在信息与通信的世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点人与人之间的沟通和连接，扩展到人与物、物与物之间的沟通和连接。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.1.2射频识别的概念1、什么是射频识别射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）是一种自动识别技术，它利用无线射频信号实现无接触信息传递，达到自动识别目标对象的目的。RFID技术无需人工干预，即可完成物品信息的采集和传输，被称为21世纪十大重要技术之一。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2、RFID与物联网的关系RFID是实现物联网的关键技术。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。RFID技术将物联网的触角伸到了物体之上。互联网时代，人与人之间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，RFID技术将人与物、物与物之间的距离变小了。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.1.3物联网起源于射频识别领域1、EPC系统与物联网1999年，美国麻省理工学院（MassachusettsInstituteofTechnology，MIT）首先提出了物联网的概念。MIT最初的构想是为全球所有物品都提供一个电子产品编码（ElectronicProductCode，EPC），来实现对全球任何物理对象的唯一有效标识。物联网最初的思想来源于MIT的这一构想，MIT的这一构想就是现在经常提到的物联网EPC系统。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2、EPC系统与射频识别EPC系统利用射频识别（RFID）技术追踪、管理物品。2003年，世界最大的连锁超市美国沃尔玛宣布将使用EPC系统的RFID技术。EPC系统以射频识别技术作为一种物联网的实现模式，目标是构建全球的、开放的、物品标识的物联网。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用自动识别技术1.2点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.2自动识别技术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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.2.1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和处理。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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.2.2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、光学字符识别技术和等。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用条码的种类很多，大体可以分为一维条码和二维条码。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）Datamatrix码（b）PDF417码点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2.磁卡识别技术磁卡最早出现在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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用3.IC卡识别技术IC卡，英文名称为IntegratedCircuit。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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用IC卡是集成电路卡。IC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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用4.射频识别技术射频识别技术是通过无线电波进行数据传递的自动识别技术。射频识别技术逐渐成为自动识别领域中最优秀和应用最广泛的技术之一，是目前最重要的自动识别技术。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.2.3RFID技术RFID与传统的条码识别相比有很大优势，其优势如下。（1）RFID电子标签抗污损能力强。（2）RFID电子标签安全性高。（3）RFID电子标签容量大。（4）RFID可远距离同时识别多个电子标签。（5）RFID是物联网的基石。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用RFID历史与未来1.3点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.3.1RFID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，是用来分辨敌方飞机和我方飞机。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.3.2RFID技术推广阶段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。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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用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来对野生动物进行研究。20世纪90年代RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得到了广泛应用。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。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.3.3RFID技术的普及阶段RFID技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。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。RFID的技术标准。目前国际上有多种RFID标准，其中ISO/IEC、EPCglobal和UID是三种主要RFID标准。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.3.4物联网RFID现状与未来1.物联网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物联网射频识别（RFID）技术与应用（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物联网射频识别（RFID）技术与应用2.物联网的现状与未来物联网的基本思想是美国麻省理工学院在1999年提出的。2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用据美国权威咨询机构Forrester预测，到2020年，世界上“物物互联”的业务，跟“人与人通信”的业务相比，将达到30∶1。也有预测这个比例将来可以达到100∶1甚至1000∶1。欧洲EPOSS在《InternetofThingsin2020》报告中分析预测，物联网未来的发展将经历4个阶段：20