RFID射频识别的现状与使用.ppt

学术活动 射频识别技术的现状及应用 RFID是什么 RFID RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写 即射频识别 俗称电子标签 是利用无线射频信号实现非接触方式下的双向通信 完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作 区别于其他的短距离无线通信技术在于RFID的被动工作模式 即利用反射能量进行通信 RFID是什么 RFID技术具有无接触 精度高 抗干扰 速度快以及适应环境能力强等显著优点 可广泛应用于诸如物流管理 交通运输 医疗卫生 商品防伪 资产管理以及国防军事等领域 被公认为二十一世纪十大重要技术之一 二十一世纪十大重要技术包括 iPhone 社交网站 网格计算 外包 RFID 虚拟技术 博客 绿色技术 VOIP 网络视频 历史与发展 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间 上世纪40年代 在第二次世界大战期间 英国为了识别返航的飞机 就在盟军的飞机上装备有高耗电量的主动式标签 ActiveTag 当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后 飞机上的标签就会发出适当的响应 探询器根据接收到的回传信号来识别敌我 这是有记录的第一个RFID敌我识别系统IFF Identify FriendorFoe 也是第一个RFID的第一次实际应用 1948年 HarryStockman发表了题为 利用反射功率进行通信 一文 奠定了RFID系统的理论基础 历史与发展 利用三极管作为开关的已调反向散射电路 历史与发展 上世纪70年代末期 美国开始将RFID技术转向民用 RFID技术最先在商业上的应用是在牲畜身上 到了80年代 美国与欧洲的几家公司开始着手生产RFID标签 今天 RFID技术已经被广泛应用于各个领域 从门禁管制 牲畜管理 到物流管理 都可以见到RFID的踪迹 历史与发展 RFID的组成 最简单的RFID系统 由标签 Tag 阅读器 Reader 及天线 Antenna 组成 实际应用时需与计算机及应用系统 数据管理系统 相结合 RFID的工作流程 阅读器通过天线发送一定频率的射频信号 当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流 标签被 催醒 同时 标签获得能量将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去 无源标签获取能量的方法 RFID的工作流程 利用三极管作为开关的已调反向散射电路 RFID的工作流程 RFID的工作流程 阅读器天线接收到从标签发送来的信号 经天线调节器传送到阅读器 阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理 后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性 针对不同的设定做出相应的处理和控制 发出指令信号控制执行相应的动作 RFID的工作频率 1 电子物品监控 民用波段电台 GSM 900 1800 1900MHZ频段 802 11b 11g 2 4GHz 射频信号对物体的穿透能力 RFID的工作频率 2 各国超高频系统UHF的频率 各国超高频系统UHF的频率 在我国 851 960MHz的频段都已经被现有的应用所占用 涉及的范围包括集群通信 GSM CDMA等 这决定了我国很难像美国 第二区 那样开放出26M的频宽给RFID使用 920 925MHz的频段在我国属于立体声广播传输的频段 因此新的应用应该不对原有的应用造成太大影响 我国UHF频段的频率使用状况 标签与阅读器的耦合方式 电感耦合方式依据的是电磁感应定律 通过空间高频交变磁场实现耦合 一般适合于中 低频工作的近距离射频识别系统 典型的工作频率有 125KHz 225KHz 13 56MHz 识别作用距离小于lm 典型作用距离为10 20cm 例如第二代身份证就工作在此模式下 电磁耦合方式利用所谓的雷达原理模型 发射出去的电磁波碰到目标电子标签后反射 同时携带回目标信息 依据的是电磁波的空间传播规律 一般适合于高频 微波工作的远距离系统 作用距离大于lm 典型的作用距离为3 l0m 典型的工作频率有 433MHz 915MHz 2 45GHz 5 8GHz 标签与阅读器的耦合方式 RFID与其他系统的比较 各种卡片 条码卡 磁卡 接触式IC卡 RFID卡 RFID不仅仅是改进的条码 1 非接触式 中远距离工作 2 大批量 由读写器快速自动读取 3 信息量大 可以细分单品 4 芯片存储 可多次读取 5 可以与其他各种传感器共同使用 RFID的技术特点 阅读器 阅读器 阅读器是RFID系统中最重要的基础设施 UHF频段的RFID阅读器可分为射频电路和基带电路两部分 射频电路部分用于完成高频调制信号的调制 解调 发射 接收 基带电路部分主要实现编解码 帧成形等功能 同时完成UHFRFID读写器与外部设备或者Host主机之间的通信接口的任务 阅读器天线 电子标签是RFID主要核心部件 也称射频卡 用于存储物体的识别信息 内部包含一个电子芯片和一个微型天线 每个芯片都含有唯一的识别码 在实际的应用中 射频标签粘贴在待识别物体的表面 电子标签 电子标签原理图 按供电方式分 有源 Active 标签和无源 Passive 标签按工作频率分 低频 LF 标签 高频 HF 标签 超高频 UHF 标签和微波 MW 标签按通信方式分 主动式标签 TTF 和被动式标签 RTF 按标签读写分 只读 R O 标签 读写 R W 标签和CPU标签 RFID标签的分类 RFID的行业应用 应用与案例研究交通管理 现状 套牌 交通违章 侵害合法车主权益 车辆盗抢 每年近10万辆汽车被盗 交通的通行限行管理 高速公路的收费 公交优先 车辆通行信息的精准记录 交通管理 车辆挡风玻璃上安装车载通行支付RFID电子标签 电子标签与收费站ETC车道上的微波天线之间的通过微波短程通信 利用计算机联网与银行系统进行后台结算处理 高速公路ETC系统 ETC不停车收费系统 高速公路全国联网电子不停车收费高速公路路径识别随着高速公路路网建设的逐步完成 主要出现下面两个问题急需解决 路径识别及通行费精确拆分问题通行效率问题 未来重点解决的问题 路径识别及通行费拆分问题 路径识别及通行费拆分问题 路径识别应用框架 RF SIM的应用案例 RF SIM的应用案例 RF SIM的应用案例 RF SIM的应用案例 RF SIM的国内应用案例 Google钱包 功能 不仅取代银行卡的无线支付功能 还能收到商场广告 收到推销邮件 存储优惠券 通过GoogleCheckout等方式完成交易 对商家而言 GoolgeNFC支付系统提供了无缝营销广告的机会 通过特殊产品吸引顾客 然后提供一个从促销到电子优惠券的流畅交易过程 然后完成购买和支付 地铁电子车票 手机付费直接将芯片装在手机内的方式 手机可以和储值票一样使用 用手机即可直接过AGM 可以购单程票 可以通过移动支付帐户充值 目前 日本NTT的DoCoMo已推出这种手机 手机付费在轨道交通的应用即将进入实施阶段 韩国的移动通信运营商也打算将 汉城通 T Money应用放到手机上 一方面作为用户身份识别 另一方面是要用于无线移动支付 国内广州和重庆已经开始试点 地铁电子车票 RFID的发展瓶颈 隐私权问题 道高一尺 魔高一丈失业问题 流程自动化 人力缩减技术的突破 读取无法百分百成本的降低 尚未大量使用 制造成本高 目前 仅一个RFID电子标签的价格 从几毛到几十块不等 是条形码价格的几十 上百倍 成本差距 严重阻碍了RFID技术的普及 国际标准的制定与推行 不同制造商所开发的Tag的通信协议 适用于不同的频率 且封包格式不同 RFID未来应用前景 轨道交通领域1 客流信息采集 是否借鉴ETC系统 采集上下车人数 2 乘客定位及出行路径识别 谢谢