RFID技术-射频识别-教案

l《RFID原理及应用》教案项目（章节）名称第1章无线射频识别技术介绍班级物联网工程2016级1、2、3班第1周星期二、五第1-2,3-4节课型综合课总学时48学时教学目标素质目标掌握RFID的基本概念及主要应用领域能力目标能说出几种常用的RFID应用知识目标能掌握射频、射频识别技术概念能掌握射频识别技术的发展史能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点射频、射频识别技术概念及应用领域知识、能力难点射频、射频识别技术概念及应用领域理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名课堂考核与提问回答考核作业（或项目）将条码技术与RFID技术进行比较，分析RFID的优势。四川理工学院计算机学院物联网工程系教学时间安排、步骤、内容第1章RFID介绍主要内容：一、什么是无线射频识别技术二、RFID的应用实例三、RFID的发展过程课前思考题：1、条码主要有哪些应用？2、条码有哪些优势？3、条码有哪些应用缺陷？（思考与讨论）一、什么是无线射频识别技术1、什么是射频？射频是指可发射传播的电磁波，RadioFrequency简称RF射频。每秒变化小1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。医学上把频率0.5MHz——8MHz的交流高频电流称为射频电波。2、无线射频识别技术无线射频身份识别系统之英文名称为RadioFrequencyIdentificationSystem，简称RFID。RFID是一种非接触的自动识别术，其基本原理是利用射频信号和空间(电感或电磁耦合)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。其它识别技术：语音识别技术、射频识别技术、生物识别技术、指纹识别技术、面部识别技术问题：1、RFID用什么来标识一个物体？(P2)2、RFID的特点？(P2)3、RFID以无线方式进行双向通信，最大的优点是？(P2)二、RFID的应用实例智能交通解决方案.swf铁路车号自动识别系统.swf集装箱解决方案.swf仓储物流解决方案.swf四川理工学院计算机学院物联网工程系RFID在铁路系统中的应用.mpg三、RFID的发展过程射频识别技术的发展可按十年期划分如下：1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了RFID的理论基础。1950-1960年：期RFID的探索阶段，主要处于实验室实验研究。1960-1970年：RFID的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1970-1980年：RFID与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。1980-1990年：RFID及产品进入商业应用阶段，各种规模应用出现。1990-2000年：RFID标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。至今，RFID的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID与产品正在成为现实并走向应用。RFID技术国内外发展状况RFID技术在国外的发展较早也较快。尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有较为成熟且先进的RFID系统。其中，低频近距离RFID系统主要集中在125kHz、13.56MHz系统；高频远距离RFID系统主要集中在UHF频段(902MHz—928MHz)915MHz、2．45GHz、5．8GHz。UHF频段的远距离RFID系统在北美得到了很好的发展；欧洲的应用则以有源2．45GHz系统得到了较多的应用。5．8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统。在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISO／IEC联合技术委员会JTCl下的SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组WG4。尤其是在1999年10月1日正式成立的，由美国麻省理工学院MIT发起的Auto—IDCenter非盈利性组织在规范RFID应用方面所发挥的作用将越来越明显。Auto—IDCenter在对RFID理论、技术及应用研究的基础上，所作出的主要贡献如下：a.提出产品电子代码EPC(ElectronicProductCode)概念及其格式规划。为减化电子标签芯片功能设计，降低电子标签成本，扩大RFID应用领域奠定了基础。四川理工学院计算机学院物联网工程系b.提出了实物互联网的概念及构架，为EPC进入互联网搭建了桥梁。c.建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术研究平台，为推动低成本的RFID标签和读写器的标准化研究开创了条件。我国在RFID技术的研究方面也发展很快，市场培育已初步开花结果。比较典型的是在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。中国铁路车号自动识别系统研究正式起步阶段可追溯到国家／k2／~计划。铁道部曾将货车自动抄车号项目列为八五重点攻关技术研究课题。在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，探索了多种实现方案，最终确定了RFID技术为解决货车自动抄车号的最佳方案。进而，在RFID实现技术方面又探索了有源标签方案、无源标签倍频方案等。最后选定了无源标签RFID方案。经过多年的现场运行考验，铁路车号自动识别系统工程于1999年全面投入建设。经过两年左右的建设与试运行，目前铁路车号自动识别系统工程已发挥出了系统设计功能，圆了铁路人的梦想，并且其辐射与渗透到其他应用方面的作用日渐明显。在近距离RFID应用方面，许多城市已经实现了公交射频卡作为预付费电子车票应用，预付费电子饭卡等。四川理工学院计算机学院物联网工程系《RFID原理及应用》教案项目（章节）名称第1章无线射频识别技术介绍（RFID案例介绍）班级物联网工程2016级1、2、3班第1周星期二、五第5-6节课型综合课总学时48学时教学目标素质目标掌握RFID的基本概念及主要应用领域能力目标掌握常用的RFID应用领域知识目标掌握射频、射频识别技术概念掌握射频识别技术的发展史以及以后的发展方向。能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点射频、射频识别技术概念知识、能力难点射频、射频识别技术概念理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名课堂考核与提问回答考核作业（或项目）知识拓展（RFID将还在哪些领域中会得到广泛应用）（讨论思考）四川理工学院计算机学院物联网工程系教学时间安排、步骤、内容第1章RFID案例介绍案例之一－沃尔玛的“新式武器”2003年6月19日，在美国芝加哥召开的“零售业系统展览会”上，沃尔玛宣布将采用RFID的技术以最终取代目前广泛使用的条形码，成为第一个公布正式采用该技术时间表的企业。如果供应商们在2008年还达不到这一要求，就可能失去为沃尔玛供货的资格，而沃尔玛的供应商大约有70％来自于中国。能坐上零售业的头把交椅，沃尔玛的成功宝典上写满了有关搭建高效物流体系的密技，以保证竞争中的成本优势。可以看出，所有技术无一例外地都是围绕着改善供应链与物流管理这个核心竞争能力展开的。作为沃尔玛历史上最年轻的CIO凯文·特纳，曾说服了公司创始人山姆·沃顿建立了全球最大的移动计算网络，并推动沃尔玛引进电子标签。如果RFID计划实施成功，沃尔玛闻名于世的供应链管理将又朝前领先一大步。一方面，可以即时获得准确的信息流，完善物流过程中的监控，减少物流过程中不必要的环节及损失，降低在供应链各个环节上的安全存货量和运营资本；另一方面，通过对最终销售实现的监控，把消费者的消费偏好及时地报告出来，以帮助沃尔玛调整优化商品结构，进而获得更高的顾客满意度和忠诚度。ALEJBossServerDB(disk)ECSpecValidatorReportGeneratorECSpecInstanceTimerDB(memory)ReaderAdaptorReaderReaderAdaptorReaderCUHKReaderController/wintegratedReaderAdaptorALEServiceNotifierReaderManagerJDBCALEClientRMI/JRMPRMI/JRMPRMI/JRMPSOAPHTTP/TCPJDBCCUHKReaderRS232Subscriber成功案例之二－铁道部的调度利器我国铁路的车辆调度系统是应用RFID最成功的案例。铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。四川理工学院计算机学院物联网工程系在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，在多种实现方案中最终确定了RFID技术为解决“货车自动抄车号”的最佳方案。过去，国内铁路车头的调度都是靠手工统计、手工进行，费人、费时还不够准确，造成资源极大浪费。铁道部在采用RFID技术以后，实现了统计的实时化、自动化，降低了管理成本，提高了资源利用率。据统计，每年的直接经济效益可以达到3亿多元。这是国内采用RFID惟一的一个全国性网络，但是美中不足的是，这个系统目前还是封闭的，无法和其它系统相连接。如果这个系统开放，将有利于推动整个物流行业的信息化和标准化，有利于像RFID这样的技术得到更有效地应用，有利于物流全流通的整合。成功案例之三－NASA下属机构用RFID管理有害材料NASA下属机构正在执行ChemSecure项目，此项目是在美国国防部基于Web的有害材料管理系统（HMMS）数据库上集成了无线频率识别（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）和传感器技术，自动实时管理有害材料，如有害材料的使用、运送、跟踪和储存。NASADryden在与美国国防部和Oracle、Intermec科技、EnvironMax、Patlite（美国）等领先公司的紧密合作下开发了ChemSecure项目，这是同类项目的第一个。成功案例之四－寻找遗失的物品美国华盛顿大学的研究人员GaetanoBorriello和他的同事们日前为射频识别技术找到了一个新的用武之地－寻找遗失物品。科研人员和工程师们已研制出了一种手表式的原型机：它能够提醒主人在出门时不要遗忘了重要的文件、钥匙链、雨伞或是其他一些需要随身携带的物品。在工作时，这种手表还会监视各种物品(如文件袋和试验材料)的摆放是否正确以及它们在房屋中所处的位置。总而言之，这种曾经的间谍专用设备现在已可用来提醒那些健忘的人，帮助他们规整自己物品的摆放，指明所需物品当前所处的位置等。研究人员介绍说，将射频识别技术和其他一些产品有机地结合在一起，不但可以用来寻找遗失的物品，而且还可以追踪它们在一天当中的运动轨迹。成功案例之五－美将RFID用于医院防止手术失误美国政府同意将无线射频电子标签(RFID)像绷带一样贴到病人手术处，以确保医生对适当的病人进行适当的手术。由SurgiChip公司生产的这种标签，目的是为了防止出现失误手术。据纪录，美国每年因失误手术四川理工学院计算机学院物联网工程系而杀死数千病人。病人的名字和手术位置被打印在SurgiChip的标签上。其内置的芯片还编码纪录了手术的类型、手术日期和手术的名称。在实施手术之前，先对标签进行扫描，然后对病人进行询问来证实标签上的信息是否真实。到了手术日，在对病人实施麻醉之前，再次对标签进行扫描，并再次对病人进行验证。通过一种粘合剂将标签贴到病人实施手术的附近处。医院手术室工作人员再次对标签进行扫描，并与病人名册上的信息进行比较。在手术前，该标签将被取下。SurgiChip估计，包括标签、扫描仪、打印机和每个医院都需下载的版权软件在内的这一套设备，可能得花几千美金。思考分析：以上案例中：1、为什么采用RFID能取得成功，取得成功的主要因素是什