第0章物联网简介

射频技术物联网应用
物联网：产品电子码（EPC 码）
• 产品电子码（EPC 码）在过去的 25 年里，EAN.UCC 编码 （一维条形码）已大大提高了供应链的生产率和效率，并 且成为全球最通用的标准之一，据不完全统计，全球已经 有 100 多个国家的120 多万企业统一使用一维条码。 • 虽然一维条码已经成为产品识别的主要手段，但一维条码 仍然存在着许多无法克服的缺点，特别是唯一识别的问题： 条码识别只能识别一类产品，而不是唯一的商品。而我们 认为产品的唯一识别对于某些商品非常必要，因此一维条 码终将被替代。 • 虽然有多种方法可以解决单品识别问题，但目前所找到的 最好的解决方法就是给每一个商品提供唯一的号—— “EPC 码”，EPC 码采用一组编号来代表制造商及其产品， 不同的是 EPC 还用另外一组数字来唯一地标识单品。 • EPC 是唯一存储在 RFID 标签微型芯片中的信息，这样可 使得 RFID 标签能够维持低廉的成本并保持灵活性，使在数 据库中无数的动态数据能够与 EPC 标签相链接，上图是 EPC 码的整个识别过程。
• 5 EPC • EPC 的全称是 Electronic Product Code， 中文称为产品电子代码。EPC的载体是 RFID 电子标签，并借助互联网来实现信息 的传递。EPC 旨在为每一件单品建立全球 的、开放的标识标准，实现全球范围内对单 件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链 管理水平、降低物流成本。EPC 是一个完 整的、复杂的、综合的系统
物联网产业链及应用 • 可细分为标识、感知、处理和信息传送四个 环节，关键技术包括RFID、传感器、智能 芯片和电信运营商的无线传输网络。与射频 识别设备、传感器等单个的微观产业链相比， 电信运营商在物联网架构中的发展空间较大， 运营商将在物联网产业中强势介入多个环节。 • 物联网中非常重要的技术是RFID电子标签 技术。以简单RFID系统为基础，结合已有 的网络技术、数据库技术、中间件技术等， 构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的 标签组成的，比Internet更为庞大的物联网 成为RFID技术发展的趋势。
射频读取原理
射频读取原理 • 识读器又称为读出装置、扫描器、读头、 通信器、读写器（取决于电子标签是否可 以无线改写数据）。 • 电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现 射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合 通道内，根据时序关系，实现能量的传递 和数据交换。
RFID 电子标签的应用
• 1)电子票证系统、航空行李管理系统、邮政包裹管 理系统、图书管理系统、防伪标签物流管理系统、 门禁管理系统、一卡通系统。 • 2)人员进出入门禁管理、员工考勤系统、电子式感 应门锁、停车场管理系统、高速公路收费系统、智 能楼宇一卡通、警卫巡逻系统、车牌辨识系统、畜 牧业电脑养殖系统、自动仓储系统、生产线自动化 系统、货柜定位系统、马拉松计时系统、垃圾车清 运系统、商品防窃系统。 • 3)摩托车晶片防盗器、汽车晶片防盗器、汽车防抢 系统、汽车无插孔感应门系统。 • 4)加油站付费系统、会员认证系统、连锁店会员消 费系统工程、跨行业连锁付费系统、金融卡系统、 信用卡系统。
物联网是三次信息技术革命
物联网可实现人与物之间的信息沟通，从而被称之为第三次 信息技术革命： 第一次革命是在信息处理领域，标志为计算机的诞生，将人 类从繁琐的计算和数据处理中解放出来，实现计算机的自动 运算； 第二次革命是在信息传输领域，标志为互联网的发展，将人 类计算所得到的数据通过互联网进行传输，从而使得人与人 之间的沟通变得容易； 第三次革命发生在了信息获取领域，也就是传感网络，即物 联网的发展。 物联网的发展使得信息的处理——获取——传递整个过程有 机地联系在了一起，对于人类的生产力来说又是一次重大的 解放。
• 信息处理领域 • 信息的处理仍然依赖于大规模的并行计算 和数据挖掘技术，谷歌、IBM 在这些领域 都很强劲，短期内还看不到有什么公司能 超越这些巨头。
• 物联网应用领域
• 由于物联网的发展是在互联网的基础上延伸而来，因此互 联网的现有应用将会给我们比较大的启示，按照 CNNIC 在今年 6 月份的统计，我们可以看到目前我国互联网的各 种应用排名。需要注意的是，排名最靠前的网络音乐、网 络新闻并不是赢利能力最强的应用，最强的应用是排名未 必最靠前的网络游戏、搜索引擎和即时通信。 • 目前物联网在一些领域已经有了应用，按照目前的应用排 名，仓储、运输物流、门禁证卡、考勤、资产管理、门票 和医药管理分别占据了前 7 名。 • 按照 IBM 在《智慧的星球》中的六大智能领域：智能的供 应链、智能的城市、智能的银行业、智能的医疗、智能的 交通和智能的电力中的预测，我们预计在未来不久的时间 内，以 GPS 为代表的 Telematics（汽车产业）、智能电 网和移动支付将率先普及开来，成为普及的应用。
物联网的发展前景
• 尽管现在还存在着上述的一些问题，但我们依然认为，应用的 发展是伴随着技术的成的应用等，物联网所带来的方便将远远 多于它的问题，因此在某些领域，物联网将率先展开应用，同 时，伴随着技术的进步，会逐渐拓展开来，拓展到我们生活的 方方面面。拿 RFID 标签的成本来说，不同环境下的使用成本 是不一样的。有特殊要求的比如在高温、金属、液体等，环境 下应用，或是要求大容量等价格就会高一些。 • 标准、技术和应用是相互影响、相互制约，又相互促进的。有 了自己的技术，才需要制定标准，有了标准才能推广应用，其 中哪一项没有发展起来，另外两项都会受到影响。目前在应用 的同时，技术在发展，标准也在同步跟进。 • 条形码的普及花了 30 年时间，RFID 要完全达到条形码的应用 程度，已经过去了 10 年，即也还再需要 20 年左右。在物联 网的发展过程中，一开始会是条形码、RFID 的高频和超高频 技术的混用，然后再逐步普遍采用。在开始阶段，没有技术能 力和资金实力的中、小企业，在尚未明确看到实施效果的情况 下，没必要一次性作过多投入。因此，今后可能会出现提供 RFID 设备租赁和服务托管，以及系统集成等新的服务模式
物联网与互联网对应区分
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1、给产品加上射频识别标签； 2、给包装箱加上识别标签； 3、读写器对标签进行识读； 4、通过 savant 软件将 EPC 码所有信息传到 internet 网上； 5、ONS 对象名解析服务； 6、使用 PML，将有关该产品的完整数据存到服务器上
• 信息传递领域 • 信息的传递主要依赖于移动通信网络和固定通信网 络，固网带宽的提升，移动网络覆盖的增强都会带 来大量设备投资，有利于电信设备制造商，目前看 信息传递技术，很可能不会单独建设一张网络，而 是在现有移动通信网络的基础上延伸，或者传感器 与传感器之间采用专用技术如 Motorola 的Zigbee， 数据汇总后经路由器进入电信网，主要的通信技术 应该是 WLAN(802.11a/b/g/n)、HSDPA 和 LTE。 这都是传统的电信运营领域。 • 具体公司投资方面，主要是传输网络，包括现有的 互联网、电信网络、通信网络或未来的 NGN 网络。 • 光通信系统和光器件：华为、烽火通信、中兴通讯 和光迅科技。 • 运营商：中RFID），是一种非接触式的自动识别技术 • 2 红外感应器，是接收信号或刺激并反应的器件，能将待 测物理量或化学量转换成另一对应输出的装置。用于自动 化控制、安防设备。 • 3 全球定位系统（GPS）GPS的空间部分是由24 颗工作 卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个 轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。 • 4 激光扫描器，是一种远距离条码阅读设备，其性能优越， 因而被广泛应用。激光扫描器的扫描方式有单线扫描、光 栅式扫描和全角度扫描三种方式。
• 基于EPC技术的物联网的应用，很好地克服了上述问题从整个供应链来 看，EPC系统使供应链的透明度大大提高EPC技术将在物流的诸多环 节上发挥重大的作用，其具体应用价值主要体现在以下几个环节： • 1、生产环节 • 在生产制造环节应用EPC技术 可以完成自动化生产线运作，实现在整 个生产线上对原材料、零部件、半成品和产成品的识别与跟踪 减少人 工识别成本和出错率 提高效率和效益。 • 2、运输环节 • 在运输管理中 在途运输的货物和车辆贴上EPC标签，运输线的一些检 查点上安装上RFID接收转发装置。因此当货物在运输途中，无论是供 应商还是经销商都能很好的了解货物目前所处的位置及预计到达时间。 • 3、存储环节 • 在仓库里 EPC技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实 现自动化的存货和取货等操作。 • 4、零售环节 • 物联网可以改进零售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库 存，提高效率，减少出错。 • 5、配送/分销环节 • 在配送环节，采用EPC技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过 程的效率与准确率 并能减少人工、降低配送成本。
• 与传统的条形码相比，RFID 具有非常明显 的优势： • 1、它读取非常方便快捷，数据读取不需要 光源，有效识别的距离非常大，通常可以达： ~J30 米以上。 • 2、RFID 标签的数据可以更改，因此商家 可以通过 RFID 标签与消费者进行售后服务 方面的互动。 • 3、RFID 还具有使用寿命长、安全性高、 对环境要求低等优点，使得 RFID 技术受到 了企业界和科研机构的追捧。
• 信息采集领域 • 信息的采集主要依赖于传感器网络，RFID 和条码 识别只是其中很小的一部分，对温度、湿度、地 理位置、图像、声音、路径等等信息的感知都可 以归入此列。传感器网络依赖的主要技术是传感 器、微机电设备、嵌入式编程等等，可能会形成 一批面向细分领域的小公司。 • 具体公司投资方面，主要是传感网络/EPC 相关的 公司，包括二维码、RFID、传感器。 • 二维码溯源的新大陆；RFID 芯片、电子标签与读 写器的远望谷、上海贝岭及子公司阿法迪、厦门 信达子公司信达汇聪、东方电子、福日电子； • 传感器的华东科技子公司南京高华科技；MEMS 和 SiP 封装的长电科技；集成电路的浪潮信息；
• EPC 标签有主动型、被动型和半主动型三 种类型： • 主动型 RFID 标签有一个电池，这个电池为 微芯片的电路运转提供能量，并向解读器 发送信号（同蜂窝电话传送信号到基站的 原理相同）； • 被动型标签没有电池，相反，它从解读器 获得电能。解读器发送电磁波，在标签的 天线中形成了电流； • 半主动型标签用一个电池为微芯片的运转 提供电能，但是发送信号和接受信号时却 是从解读器处获得能量。