第1章-RFID技术概述-3

《RFID技术基础》物联网工程2016.2.24RFID技术，使得该技术现在迅速成为全球瞩目的焦点，并被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一！！！！！一、案例识读与分析二、认识RFID技术三、RFID简史和发展四、RFID系统的基本组成主要内容五、实训与实践2.RFID系统组成一套典型的RFID系统由电子标签（Tag）、读写器(Reader)和Middleware&A.P.中介和应用系统构成如图1-16所示。。四、RFID系统的基本组成图1-16RFID系统组成物联网射频识别（RFID）技术与应用1.4.1RFID基本组成1.RFID系统的构成RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都是由电子标签、读写器和系统高层这三大部分组成。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用（1）电子标签电子标签由芯片及天线组成，附在物体上标识目标对象，每个电子标签具有唯一的电子编码，存储着被识别物体的相关信息。（2）读写器读写器是利用射频技术读写电子标签信息的设备。（3）系统高层复杂的RFID系统会有多个读写器，这需要系统高层处理问题。系统高层是计算机网络系统，数据交换与管理由计算机网络完成。点击此处结束放映2.RFID系统组成1）RFID读写器四、RFID系统的基本组成图1-17RFID读取器内部结构图1-18RFID读取器示意图物联网射频识别（RFID）技术与应用读写器读写器（ReaderandWriter）又称为阅读器（Reader），是读取和写入电子标签内存信息的设备。读写器可以与计算机网络进行连接，计算机网络可以完成数据信息的存储、管理和控制。读写器是一种数据采集设备，将前端电子标签所包含的信息，传递给后端的计算机网络。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.读写器的基本组成读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。读写器通过天线与电子标签进行无线通信，读写器可以看成一个特殊的收发信机；同时，读写器也是电子标签与计算机网络的连接通道。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2.读写器的结构形式（1）根据读写器天线与读写器模块是否分离，读写器可以分为集成式读写器和分离式读写器。（2）根据读写器外形和应用场合，读写器可以分为固定式读写器、OEM模块式读写器、手持式读写器、工业读写器和读卡器等。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用3.读写器的工作特点（1）电子标签与读写器之间的通信。（2）读写器与计算机网络之间的通信。（3）防碰撞识别能力。（4）对电子标签能量的管理。（5）读写器的适应性。（6）应用软件的控制作用。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用4.读写器的技术参数（1）工作频率（2）输出功率（3）输出接口（4）读写器形式（5）工作方式（6）读写器优先与电子标签优先点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用5.读写器的发展趋势（1）兼容性（2）接口多样化（3）采用新技术（4）模块化和标准化点击此处结束放映阅读器阅读器是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。阅读器天线物联网射频识别（RFID）技术与应用1.4.2电子标签电子标签（Tag）又称为射频标签、应答器或射频卡。电子标签附着在待识别的物品上，每个电子标签具有唯一的电子编码，是射频识别系统真正的数据载体。在RFID系统中，电子标签的价格远比读写器低，但电子标签的数量很大，应用场合多样，电子标签的组成、外形和特点也各不相同。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.电子标签的基本组成一般情况下，电子标签由标签专用芯片和标签天线组成。芯片用来存储物品的数据，天线用来收发无线电波。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用（1）卡片型电子标签我国第二代身份证门禁卡（2）标签类电子标签具有粘贴功能钥匙扣型点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2.电子标签的结构形式电子标签的结构形式多种多样，有卡片型、环型、钮扣型、条型、盘型、钥匙扣型和手表型等。电子标签可能会是独立的标签形式，也可能会和诸如汽车点火钥匙集成在一起进行制造。点击此处结束放映各种卡片条码卡磁卡接触式IC卡RFID卡标签的类型（续）钮扣型试管型钥匙型卡片型表带型钮扣型智能型标签电子卷标标签的类型（续）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。四、RFID系统的基本组成2.RFID系统组成2）RFID标签四、RFID系统的基本组成RFID电子标签（如图1-19所示）是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成，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。图1-19RFID标签内部结构电子标签原理图物联网射频识别（RFID）技术与应用3.电子标签的工作特点（1）低频电子标签的特点低频频率使用自由；电波穿透力强；采用普通CMOS工艺，省电、廉价；有不同封装形式；磁场能产生相对均匀的读写区域。存储数据量小；识别距离近；数据传输速率比较慢，天线价格相对较贵。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用（2）高频电子标签的特点存贮的数据量增大；用更高的传输速率传送信息；天线的制作更为简单；频段全球都免许可使用。该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是会降低读取距离；识别距离近。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用（3）微波电子标签的特点电子标签与读写器的距离较远；有很高的数据传输速率；可以读取高速运动物体的数据；多个电子标签同时读取。微波穿透力弱。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用4.电子标签的技术参数标签激活的能量要求；标签信息的读写速度；标签信息的传输速率；标签信息的容量；标签的封装尺寸；标签的读写距离；标签的可靠性；标签的工作频率；5.电子标签的封装纸标签、塑料标签、玻璃标签。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用6.电子标签的发展趋势体积更小；成本更低；作用距离更远；无源可读写性能更加完善；适合高速移动物体的识别；多标签同时读写功能；电磁场下自我保护功能更完善；智能性更强；加密特性更完善；带有其他附属功能的标签；具有杀死功能的标签；新的生产工艺；带有传感器功能。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用系统高层对于某些简单的应用，一个读写器可以独立完成应用的需要。但对于多数应用来说，RFID系统是由许多读写器构成的信息系统，系统高层是必不可少的。系统高层可以将许多读写器获取的数据有效地整合起来，完成查询、管理与数据交换等功能。点击此处结束放映RFID系统的组成天线射频模块电池*计算机读写器标签电源时钟读写模块射频模块天线控制模块存储器等数据输入数据输出能量时钟数据输入数据输出能量时钟数据输入数据输出3.RFID系统类型依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签(Activetag)、无源电子标签(Passivetag)和半无源电子标签(Semi—passivetag)。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签(Semi—passivetag)部分依靠电池工作。电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。四、RFID系统的基本组成物联网射频识别（RFID）技术与应用RFID系统的分类（1）按照频率分类低频系统、高频系统、微波系统。（2）按照供电方式分类无源供电系统、有源供电系统、半有源供电系统。（3）按照耦合方式分类电感耦合方式、电磁反向散射方式。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用（4）按照技术方式分类主动广播式、被动倍频式、被动反射调制式。（5）按照保存信息方式分类只读电子标签、一次写入只读电子标签、现场有线可改写式、现场无线可改写式。（6）按照系统档次分类低档系统、中档系统、高档系统。（7）按照工作方式分类全双工和半双工工作方式、时序工作方式。点击此处结束放映3.RFID系统类型1）RFID的类型(以电力来源分类)四、RFID系统的基本组成被动式(Passive)与主动式(Active)Tag3.RFID系统类型2）RFID的类型(以频率分类)Ⅰ低频LowFrequency(LF)：主要规格125～134KHz。低频的最大优点在于其标签靠近金属或液体的物品能够有效发射讯号，不像其他较高频率标签的讯号会被金属或液体反射回来，但缺点是读取距离短、无法同时进行多标签读取以、及资讯量较低，一般应用于门禁系统、动物晶片、汽车防盗器和玩具等。四、RFID系统的基本组成3.RFID系统类型2）RFID的类型(以频率分类)Ⅱ高频HighFrequency(HF)：主要规格13.56MHz。常见的主要规格有13.56MHz；ISO-14443AMifare和ISO-15693；电子卷标都是被动式感应耦合，读取距离约10-100公分；优点在于传输速度较快且可进行多标签辨识；缺点是于环境干扰较为敏感，在金属或较潮湿的环境下，读取率较低；应用于门禁系统、悠游卡、电子钱包、图书管理、产品管理、文件管理、栈板追踪、电子机票、行李卷标；技术最成熟且应用和市场也最广泛且接受度高；故建议现阶段应大力发展此领域技术和应用。四、RFID系统的基本组成图1-23门禁管理和电子钱包（高频HFISO-14443Mifare）RFID的类型(以频率分类)100KHz1MHz400MHz1GHzISO11784ISO11785ISO14223ISO18000(part2)AnimalIdentificationISO15693ISO18000(part3)ItemManagementItemManagementISO18000(part7)ItemManagementISO18000(part6)ISO18000(part4)ItemManagementISO18092NearFieldCommunicationISO14443TicketItemManagementEPCHF1EPCUHF0EPCUHF1HeikoKnospeandHartmutPohl,“RFIDSecurity”,InformationSecurityTechnicalReport.Vol.9,No.4,2004.四、RFID系统的基本组成3.RFID系统类型2）RFID的类型(以频率分类)Ⅱ高频HighFrequency(HF)：主要规格13.56MHz。高频HF防伪管理:运用最新RFID专利技术可以纪录个人学籍数据或产品制造商讯息配合专用读码机制，可杜绝各种仿冒，有效达到防伪效果四、RFID系统的基本组成（图1-24高频HF防伪管理）3.RFID系统类型2）RFID的类型(以频率分类)Ⅱ高频HighFrequency(HF)：主要规格13.56MHz。高频HF防伪管理:运用最新RFID专利技术可以纪录个人学籍数据或产品制造商讯息配合专用读码机制，可杜绝各种仿冒，有效达到防伪效果四、RFID系统的基本组成（图1-24高频HF防伪管理）3.RFID系统类型2）RFID的类型(以频率分类)Ⅱ高频HighFrequency(HF)：主要规格13.56MHz。高频HF病患识别：减少数据流，减少错误率改变操作模式，缩短操作时间及时准确提供病史，随时掌握病患最新情况四、RFID系统的基本组成（图1-26高频HF病患识别）3.RFID系统类型2）RFID的类型(以频率分类)Ⅱ超高频Ul