射频识别技术课程设计报告

宁波大学机械工程与力学学院工业工程系课程设计报告2012—2013学年第1学期课程名称现代物流设施与规划设计题目RFID射频识别技术组组员号专业班级2012年12月23日1目录一、设计任务和要求................................................................................3二、设计背景和意义................................................................................3三、技术方案与技术路线........................................................................4四、取得的成果........................................................................................6五、遇到的问题及解决方案....................................................................8六、分析总结............................................................................................9参考文献....................................................................................................92一、设计任务和要求1、学会资料的查询：从Internet上搜寻RFID射频识别技术的相关文献，对射频识别技术有一个大概的认识和了解；2、学会专研：通过帮助文档及相关资料的查阅，了解射频识别技术的原理和应用场合，寻找一个射频识别技术的应用场合并且设计一个相应的应用射频识别技术系统；3、要求以小组为单位完成，组员全程参与及合作；4、公开演示成果，并由老师随机向组员提问；5、记小组分；第16周课提交资料并进行演示。二、项目背景和和意义我们小组选择医院这个社会矛盾的聚集点，设计一款可以帮助提高医院服务救助水平的应用RFID射频识别技术的系统。医院作为救死扶伤的场所也越来越多的引起了大家的关注。由于我国的医院服务救助水平和医务人员的素质都有待提高，不时会有一些恶性的医疗事故的发生，使人们存在对医护人员排斥甚至厌恶感。针对医药费用的纠纷也常常见诸报纸等新闻媒介。救死扶伤最重要的就是时间。时间就是生命这句话在医疗救助中绝对称得上是真理。众所周知，现代工业的高速发展给我们带来无比快捷舒适的生活方式的同时恶性疾病也在我国逐年快速增加。例如大家熟知的呼吸道疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等等。这些疾病的特点是发病迅速对抢救时间要求极高并且都极易因为抢救不及时造成病人的生命危险。急救车上有一系列的设备装置和药品，随时准备提供给患者。美国国民患者安全理事会首席专家说，2003年11月至2005年6月，由于急救车的问题引起了8起事故，都是由于相应的设备不在车上或药物过期造成的。这并非人为疏忽，而是在这些推车上至少有三种不同的物品，虽然有检查各物品是否配备的程序，尤其是在急救室执行急救过程中，迅速完成这项检查任务仍然很困难。如何及时了解患者情况，节约医护人员在救助过程中的时间就成了关键中的关键。我们小组成员针对紧急救助情况如何节约时间给出了方案。3三、技术方案与技术路线什么是RFID技术？RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。RFID的分类RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW)，相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G，5.8GRFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。什么是RFID的基本组成部分？标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。RFID技术的基本工作原理是什么？RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag，有源标签或主动标签)；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统,是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。4以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成,感应偶合(InductiveCoupling)及后向散射偶合(BackscatterCoupling)两种,一般低频的RFID大都采用第一种式,而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。图1射频识别基本原理图5图2RFID简易模型四、取得的成果我们小组选择医院这个社会矛盾的聚集点，设计一款可以帮助提高医院服务救助水平的应用RFID射频识别技术的系统。提高医院的平时救助服务质量我们小组提出以下方案：1、每位前来住院的病人会收到由医院发放的电子腕带（电子标签），电子标签内会存有病人的个人信息，包括血型年龄，症状以及近期的身体检查情况。这样做的目的在于每天主治医师查房时可利用RFID射频识别技术阅读器直接获取病人的康复情况而不用每天翻阅厚厚的病例。这样既减少了病人的等待时间也节约的主治医师的问诊时间。既提高了病人的满意度也使医护人员的工作得到减轻。电子腕带中还会时时记录病人的各种医疗花费。2、病人可以通过电子腕带了解自己的各项医疗费用，并可与医院的各项收费标准进行比对。这样不仅减少了因为医疗费用造成的病人对医院和医务人员的不信任也在潜意识中使病人对这家医院的信赖感和忠诚度，提高医院的声誉和美誉度。3、病人还可以通过电子腕带时时掌握自己待做的医疗项目。由于很多的病人不太了解整个医疗救助过程，常常询问医务人员，而工作繁忙的医务人员态度往往并不是太好，电子腕带的这项功能也是缓解双方的紧张关系，也提高了病人的就医效率。大家熟知的呼吸道疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等等。这些疾病的特点是发病迅速对抢救时间要求的极高并且都极易因为抢救不及时造成病人的生命危险。如何节约医护人员在救助过程中对病人病情了解的时间就成了关键中的关键。我们小组成员针对紧急救助情况如何节约时间给出了方案。1、救护人员将病人带上车后在给病人进行紧急抢救的同时给其佩戴电子腕带并将病人个人信息，基本症状全部由相关人员记录到电子腕带中。这样就节省了后续救助人员了解病人病情的时间，考虑到适用范围及成本，我们将采用低频无源式电子腕带标签。运用ISO/IEC18000-1信息技术，规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。以此与接收器之间建立联系。接收器将在专业人员手中，一边实时将电脑与标签联系。我们还将在手术室内安装大屏幕的液晶显示仪，当危急病人被推向手术室时，安装在手术室大门两侧的RFID阅读器就可以读取电子腕带上的病人信息并传送到液晶显示屏上显示，主刀医师可以快速了解病人症状详情，尽快实施手术，增加病人生存的几率。62、急救车上是否配备相应药品及设备也极大地影响着急性病患者被治愈的概率。射频识别技术的标记能简化这个检查过程。与普遍使用的条形编码系统相比，射频技术将通过减少扫描次数而改进功效，从而最终提高接待患者的质量。我们建议在急救车的医疗设备上安置高频有源式电子标签并在急救电话接听室安装相应的RFID阅读器，急救电话接听人员可以再办公室中实时对设备进行检查，核对相关所需设备并检查医药品的质量是否存在问题。医务人员不用跑到救护车上一一检查，以便大幅的节约相应的时间时间和减少不必要的失误。通过此次学习，我们小组成员在面对陌生课题或项目的恐惧感下降了。对我们以后面对学习、生活上陌生的困难有着不可估量的作用。7五、遇到的问题及解决方案实施医务管理射频识别技术系统最主要的问题。下面介绍一款市面上普遍的电子腕带标签，我们从中可以发现成本高并且其存储信息的量较少。DC8350A有源电子标签是用于佩戴在手腕上的一种有源标签；适合采用跳频工作模式，具有超强抗干扰能力；用户可自定义读写标准数据，使专门的应用系统效率更加快捷；有效识读距离可达50米(可视距离)以上(与读写器和天线有关).超宽工作频段设计，既符合相关行业规定，又能进行灵活的开发应用；可同时读写多个标签（多达50个/秒以上），而不受工作区内标签数量的限制和影响；存储区供用户进行加密读、写、擦除再写操作，还开辟指定用户专用的永久专用字区。性能指标型号DC8350A标签类别手腕式工作频率2.45GHz感应方式被动感应和自动感应可选标签内存容量240Bytes可擦写区域识别距离3-50米材质PET,耐高温,防水重量20g电池内置纽扣锂电,可连续使用2年供应商：北京鼎创恒达智能科技有限公司北京销售部所在地：北京-北京市海淀区北四环中路211号华北计算机研究所电子检测中心价格：35元（大量采购价格面议）解决办法是以特定字符的形式来代表相关信息，即创建一个后台数据库，在阅读器进行信息识别是自动的调阅并显示详细信息。政府可以给予应用RFID医院资金上的帮扶。第二个方面目前国内的RFID产业的核心问题一方面是标准化：成本偏高是其替代条形码的最大障碍，而国内标准迟迟不能够出台，因此难以形成产业规模，没有规模反过来就难以降低成本，难以在应用行业形成普及和覆盖。政府相关部门应该加紧制定相关的标准，以便早日形成规模化经济，进一步的降低应用的成本。第三方面，终端用户对RFID所能带来的效益理解不够深。06年在北京召开的第九届国际智能卡博览会上，同期举办的第四届中国RFID国际峰会吸引了很多人关注的目光，基本聚8集了国内所有制作、生产、研究RFID标签的企业和机构，但是真正使用RFID标签的终端用户如物流业、制造业并不是很踊跃。大力宣传，鼓励相关企业应用。六、分析总结人们已经熟识条形编码，对射频识别技术还只有一些朦胧的意识，因此这项技术的提倡者要更多地在人们面前展示其优越性，我们需要相关技术更多的实践经验。我们认为，这项技术的重要性不亚于电脑的应用，为了不断更新和提高医疗服务的技术水平，射频识别技术在这个过程中将扮演重要的角色。虽然患者暂时还不