rfid技术与应用

1RFID技术与应用2主要内容1.国际RFID应用背景2.射频识别技术简介3.物联网3.1物联网概况3.2物联网的逻辑框架3.3物联网的物理架构3.4物联网的安全与认证3.5物联网的工作流程4.RFID在美日中三国中的应用特点5.RFID的现状与前景6.一些建议31.国际RFID应用1.2019年开始，全球最大零售商沃尔玛开始采用RFID技术，每年可节省83.5亿美元2.2019年底美国国防部开始大规模应用RFID技术3.飞利浦公司为2019年世界杯提供320万张RFID门票4.SAP、英特尔共同开发RFID技术并大力推广应用41.国际RFID应用（续）在行业应用方面，国外主要是零售业、制造业、政府、医药、物流等行业广泛应用RFID技术5未来广阔的应用领域行李包裹自动识别非接触电子钥匙集装箱自动分类管理废品分类管理仓库物品管理和分类生产线自动化及在线检测非接触度表轮胎实时检测现代化机场管理现代化医院管理与监测物流实时管理资产管理登记商场货物图书馆书籍管理停车场不停车收费和管理POS机62.射频识别（RFID）技术2.1RFID简介2.2RFID天线与标签2.3RFID读写器2.4RFID系统框图2.5四种识别技术比较7RFID简介RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别。RFID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。射频识别系统的组成:电子标签（Tag）阅读器（Reader）天线(Antenna)8RFID天线与标签无源标签有源标签9RFID读写器10RFID系统框图11现有四种识别技术1.条形码2.磁卡3.IC卡4.RFID卡12四种识别技术的比较条码和磁卡的成本较低，但是都容易磨损，且数据量很小；接触式IC卡的价格稍高，数据存储量较大，安全性好，但是也容易磨损，寿命短。与条码、磁卡、接触式IC卡相比，RFID标签实现了免接触操作，具有应用便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性强等特点。并且，RFID标签可以在恶劣环境下工作，读取距离远，支持写入数据，可重复使用，并使用了防冲撞技术，能够识别高速运动物体,并可同时识别多个射频卡。信息载体信息量读/写性读取方式保密性智能化抗干扰能力寿命成本条码纸、塑料薄膜、金属表面小只读CCD或激光束扫描差无差较短最低磁卡磁性物质一般读/写电磁转换一般无较差短低IC卡EEPROM大读/写电擦除、写入最好有好长较高RFID卡EEPROM大读/写无线通信最好有很好最长较高13物联网=EPC+RFID+物流信息+互联网+移动通讯+GPS物联网将会带来一场新的网络革命。它能使电脑在世界任何地方实时辨认出任何物件所有的物理对象都在物联网中充当节点该网络能可靠、准确、实时地传输物理对象的资讯3.1物联网概况EPC:ElectronicProductCode,中文称为产品电子代码.14物联网的重要特点：不需要人的干预与操作，通过自动技术实现网络运行无缝链接网络的成本相对较低通用性好，可以在任何环境下运行采纳了一些管理实体的标准如：UCC、EAN、ANSI、ISO等3.1物联网概况（续）15物名解析服务（ONS）标准信息服务器(InformationServer)中间件（Middleware）EPC编码读写器（Reader）电子标签（Tag）3.2物联网的逻辑框架16RFID全球使用频率频率低频高频超短频微波125KHz13.56MHz433MHz860~960MHz2.4GHz识别距离60cm~60cm50~100m~3.5m~5m(P)~100m(A)~1m以内（P）～50M（A）一般特性-比较高价-几乎没有环境变化引起的性能下降-比低频低廉-适合短距离识别和适合多重标签识别的应用领域-长距离识别-实时跟踪、对集装箱内部湿度、冲击等环境敏感-先进的IC技术使最低廉的生产成为可能-多重标签识别距离和性能最突出-特性与900M频带类似-受环境的影响最多运行方式无源型无源型无源型有源型/无源型有源型/无源型识别速度低速-----------------------------------------高速环境影响迟钝-----------------------------------------敏感标签大小大型-----------------------------------------小型17中间件(Middleware)EPC中间件实现RFID读写器和后端应用系统之间的信息交互，捕获实时的信息和事件，或上行给后端系统，或下行给读写器。EPC中间件采用标准的协议和接口，是连接读写器和信息系统的纽带。18应用级别事件（ALE）服务处理组件ALE事件捕获ALE时间反应报告事件循环登记/调度事件数据收集/ALE过滤ALE服务安全组件ALEALE服务通道控制客户界面识别安全联盟管理ALE服加密/解密密钥管理务界签名/验证审核/报警面读卡器通信组件简单过滤/事件生成读卡器管理/监控读卡器通信适配因特网/网络基础构造HTTP/JMS/SOAPTLS/SSLTCP/IP中间件(续）读卡器通信组件直接操作读卡器应用级别事件（ALE）服务安全组件要求数字签名，加密操作和X.509证书ALE服务处理组件处理与RFID标签相关的信息ALE客户界面能够支持：a.简单对象访问协议（SOAP）ALE安全保障b.安全的通知界面19EPC信息服务器EPC信息服务使EPCglobal网络相关数据以物理标识语言（PML）形式请求服务运行模式，1.EPCIS信息被激活的EPCIS应用程序直接应用2.EPCIS信息直接存储在资料档案库中，以备今后查询时进行检索20EPC信息服务器(系统应用层)应用层是EPC后端软件及企业应用系统，可形成企业个性化的应用系统，包括：企业信息管理软件：分析统计及报表生成专用领域应用软件：满足行业应用的个性业务需求网站商务平台：方便供应链节点信息的注册、查询及交互等信息服务协同工作平台：实现应用中EPC基础设备的硬件与其他系统的协同工作21物名解析服务（ONS）1.读写器从EPC标签读出的是一个EPC代码信息2.中间件把从读写器得到的EPC代码信息传给ONS3.ONS完成在网络数据库中将代码信息转换为存储物品的相关信息22EPC（产品电子编码）提供识别对象的唯一标识通过计算机网络来标识和访问单个对象，如在互联网中使用IP地址来标识、组织和通信一样最终目标：建立一个全球的、开放的标识标准EPC编码：长度为64位、96位和256位的ID编码，出于成本的考虑现在主要采用96位编码。EPC编码分为四个字段，分别为：①头部，标识编码的版本号，这样就可使电子产品编码采用不同的长度和类型；②产品管理者，如产品的生产商；③产品所属的商品类别；④单品的唯一编号。23EPC（产品电子编码）采用96位码（二进制）的编码体系可以为2.68亿个公司赋码，为680亿个独立产品编码24RFID标准分类1.技术标准(如符号、射频识别技术、IC卡标准等)；2.数据内容标准(如编码格式、语法标准等)；3.一致性标准(如印刷质量、测试规范等标准)；4.应用标准(如船运标签、产品包装标准等)。其中编码标准和通信协议(通讯接口)是争夺得比较激烈的部分，它们也构成了RFID标准的核心。25RFID标准势力1.EPCglobal2.ISO标准体系3.UID(UniqueIdentification)4.NFC(NearFieldConfiguration)26ActivityStandardStatusReferenceObjectExchangeUHFClass0Gen1RFProtocolRatified[UHFC0]UHFClass1Gen1RFProtocolRatified[UHFC1G1]HFClass1Gen1TagProtocolRatified[HFC1]UHFClass1Gen2RFProtocolRatified[UHFC1G2]EPCTagDataSpecificationRatified[TDS1.1]InfrastructureReaderProtocolInDevelopment[RP1.0]ReaderManagementInDevelopment[RM1.0]TagDataTranslationInDevelopment[TDT1.0]ApplicationLevelEvent(ALE)InDevelopment[ALE1.0]EPCISCaptureInterfaceInDevelopment[EPCIS1.0]EPCISDataSpecificationInDevelopment[EPCIS1.0]DataExchangeEPCISQueryInterfaceInDevelopment[EPCIS1.0]ONSInDevelopment[ONS1.0]EPCISDiscoveryToBeDetermined(None)SubscriberAuthenticationToBeDetermined(None)EPCglobal标准27EPCClass1Gen2规范特色使用的频段范围为868MHz～950MHz具有全球统一的标准可变资料传送速度搜寻标签之机制－反碰撞搜寻法Gen2协议与第一代EPCglobalUHF协议相比:1.标签的信息存储量增大，准确性提高2.符合全球许多条例的要求3.标签读取正确率高，读取速度快4.安全性和保护隐私功能都有所加强28ISO/IEC相关RFID标准ISO/IEC标准技术标准数据结构标准性能标准应用标准标准号标准名称/内容ISO18000-1空中接口一般参数ISO18000-2低于135KHz频率的空中接口参数ISO18000-313.56MHz频率下的空中接口参数ISO18000-42.45GHz频率下的空中接口参数ISO18000-6860~960MHz频率下的空中接口参数ISO18000-7433.92MHz频率下的空中接口参数标准号标准名称/内容ISO10536(Closecoupledcards)非接触集成电路卡ISO15693(VicinityCards)非接触集成电路卡近程卡ISO14443(ProximityCards)非接触集成电路卡近程卡标准号标准名称/内容ISO18046RFID设备性能采集方法ISO18047(有源及无源)RFID设备一致性测试方法标准号标准名称/内容ISO15424数据载体/特征标识符ISO15418EAN.UCC应用表识符及ASCMH10数据标识符ISO15434大容量ADC媒体用的传送语法ISO15459物品管理的唯一ID（第一部分：技术标准；第二部分：规程标准）ISO15961数据协议：应用接口ISO15962数据编码规则和逻辑存储功能的协议ISO15963RF标签的唯一标识标准号标准名称/内容ISO10374货运集装箱标签（自动识别）ISO18185货运集装箱电子封条RF通信协议ISO11784基于动物的无线射频识别的代码结构ISO11785基于动物的无线射频识别技术准则ISO17358应用需求规范名称/内容ISO17363货运集装箱ISO17364可回收运输单品ISO11365运输单元ISO11363产品包装ISO11364产品标识29ISO/IEC相关RFID标准(续)ISO18000系列包含了有源和无源RFID技术标准，主要是基于物品管理的RFID空中接口参数ISO17363至17364是一系列物流容器识别的规范，它们还未被认定为标准目前在我国常用RFID标准为用于非接触智能卡的两个ISO标准：ISO14443、ISO1569330泛在识别标准是日本的泛在识别(UbiquitousID)中心等组织,针对射频识别技术和物品自动识别制定的一系