RFID技术及其应用

电气专业选修课RFID 技术及其应用专业前沿知识自动识别技术自动识别技术是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术。

自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条(卡)技术、光学字符识别、系统集成化、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术学科。

条形码技术自动识别技术的形成过程是与条码的发明、使用和发展分不开的。

条码是由一组规则排列的条和空、相应的数字组成，这种用条、空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。

这些条和空可以有各种不同的组合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系，也称码制，适用于不同的应用场合。

目前使用频率最高的几种码制是 EAN、UPC、39 码，交插 25 码和 EAN128 码，其中 UPC 条码主要用于北美地区，EAN 条码是国际通用符号体系，它们是一种定长、无含义的条码，主要用于商品标识。

它是一种连续型、非定长有含义的高密度代码，用以表示生产日期、批号、数量、规格、保质期、收货地等更多的商品信息。

光学字符识别技术这是属于图型识别的一门技术。

它是针对印刷体字符，采用光学的方式将文档资料转换成为原始资料黑白点阵的图像文件，然后通过识别软件将图像中的文字转换成文本格式，以便文字处理软件进一步编辑加工的系统技术。

电子政务、金融、保险、税务、工商等行业用户对信息识别的需求已越来越广泛，由此大力促使了识别技术的大规模的应用。

而个人消费者对资料电子化、手写识别技术等需求拓展了OCR识别技术在这一领域的应用之路。

与此同时，网络时代的特征也在影响着OCR应用市场的前进步伐，政府、公司、家庭、个人均是网络时代的组成部分，个人资料电子化、商务办公自动化等需求的呼声越来越高涨，从这个角度来看，OCR应用市场的崛起颇有“时世造英雄”的意味。

磁条（卡）识别技术磁条技术应用了物理学和磁力学的基本原理。

对自动识别制造商来说，磁条就是一层薄薄的由定向排列的铁性氧化粒子组成的材料(也称为涂料)，用树脂粘合在一起并粘在诸如纸或塑料这样的非磁性基片上。

磁条技术的优点是数据可读写，即具有现场改造数据的能力；数据存储量能满足大多数需求，便于使用，成本低廉)还具有一定的数据安全性；它能粘附于许多不同规格和形式的基材上。

这些优点，使之在很多领域得到广泛应用，如信用卡、银行ATM卡、机票、公共汽车票、自动售货卡、会员卡、现金卡(如电话磁卡)等。

声音识别技术声音的辩识是对基于生理学和行为特征的说话者嗓音和语言学模式的运用。

它与语言识别不同在于这项技术不对说出的词语本身进行辩识。

而是通过分析语音的唯一特性，例如发音的频率，来识别出说话的人。

语音辩识技术使得人们可以通过说话的嗓音来控制能否出入限制性的区域。

举例来说，通过电话拨入银行、数据库服务、购物或语音邮件，以及进入保密的装置。

虽然语音识别是方便的，但由于非人性化的风险、远程控制和低准确度，它并不可靠。

一个患上感冒的人有可能被错误的拒认从而无法使用该语音识别系统。

声音识别的最大特点就是不用手和眼睛，这对那些采集数据同时还要完成手脚并用的工作场合，以及标签仅为识别手段，数据采集不实际或不合适的场合尤为适用。

指纹识别技术（1）生物识别技术是利用人的脸像、虹膜、视网膜、指纹、声音等进行个人身份鉴定，取代传统的使用钥匙、身份证、密码等方法，可广泛应用于家庭、银行、出入管理等各个领域。

指纹识别基于两个重要的结论：没有任何两个手指指纹的纹线形态一致；指纹纹线的形态终生不变。

指纹识别系统[3]是通过指纹采集、分析和对比指纹特征来实现快速准确的身份认证。

指纹识别系统框图如图1所示。

指纹采集器采集到指纹图像后，才能被计算机进行识别、处理。

指纹图像的质量会直接影响到识别的精度以及指纹识别系统的处理速度，因此指纹采集技术是指纹识别系统的关键技术之一。

指纹识别技术（2）光学指纹采集技术是最古老也是目前应用最广泛的指纹采集技术，光学指纹采集设备始于1971年，其原理是光的全反射(FTIR)。

光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD去获得，反射光的量依赖于压在玻璃表面指纹的脊和谷的深度以及皮肤与玻璃间的油脂和水分。

光线经玻璃照射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到CCD，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在CCD上形成了指纹的图像。

视网膜识别技术视网膜扫描可能具最可靠、最值得信赖的生物识别技术，但它运用起来的难度较大。

视网膜是一些位于眼球后部十分细小的神经（一英寸的1/50），它是人眼感受光线并将信息通过视神经传给大脑的重要器官，它同胶片的功能有些类似，用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞的最远处。

视网膜扫描设备要获得视网膜图像，使用者的眼睛与录入设备的距离应在半英寸之内，并且在录入设备读取图象时，眼睛必须处于静止状态，使用者的眼睛在注视一个旋转的绿灯时，录入设备从视网膜上可以获得400个特征点，同指纹录入比较，指纹只能提供30到40个特征点用来录入，创建模板和完成确认。

面像识别技术（1）面像识别技术是生物特征识别技术的一种，面像识别技术作为最新发现之一，是当今国际科技领域攻关的高精尖技术。

该技术的主要特点如下：❑采用人脸重心模板以实现人脸快速的定位，这种人脸模板具有多尺度的检测功能，能适应于检测处于复杂背景中任何位置的不同大小的人脸；人脸重心模板上的重心点对应于人脸模式上的各个器官（双眉、双眼、鼻和嘴），重心点之间动态的二维空间约束关系适应于检测具有不同构型的实际人脸。

❑可以进行人脸跟踪，在人脸重心模板匹配的基础上加入了灰度和纹理检测模块，可以面向复杂背景的多级、多尺度、多角度人脸进行检测跟踪。

面像识别技术（2）❑具有自动的形状抽取能力，还可以应用于性别判别、表情识别、三维姿态复原及人脸重建等方面，该算法具有识别速度快、同等条件下误认率和拒认率低、无需学习等特点。

❑光照条件是影响面像识别算法识别精度的关键因素，目前最新的技术采用多方法融合的思想来实现光照补偿机制，可以解决大量的偏光问题，大幅度地提高识别精度。

RFID 技术及其应用 RFID 的基本原理 小 结何谓 RFID ?RFID 技术的一般性能RFID 技术的应用RFIDRFID 技术的发展现状及趋势什么是RFID？RFID是射频识别技术的英文（Radio Frequency Identification）的缩写。

我们常称为感应卡、感应式 IC 卡或近接卡、非接触卡等等。

是针对接触式系统的缺点而发展出来，利用射频讯号以无线方式传送及接收数据数据且同时使用此射频讯号来做无线传能，因此识别卡不需与卡片阅读机接触即可做数据的交换, 而且卡片本身不需使用电池, 所以卡片就可以永久工作。

射频识别技术是20世纪90 年代开始兴起的一种自动识别技术。

RFID的兴起美國國防部在1970年代為了能有效管理軍事系統所研發製作近年來由於商業市場的需求,例如美國最大的零售商Wal-Mart,及德國的Metro公司,都宣布旗下商品使用RFID系統銷售,而使RFID 的市場逐漸受到重視RFID的发展历史1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基础。

1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。

1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。

1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。

出现了一些最早的射频识别应用。

1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。

1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。

2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。

至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。

单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。

RFID 方兴未艾RFID 技术在世界范围内正被广泛的应用，而在我国起步较晚，与先进国家相比存在很大的差距。

2004 年1月份，全球最大零售商沃尔玛公司向供应商发出最后通牒，要求从 2005 年 1 月 1 日开始，所有出口到美国的商品集装箱托盘都必须使用电子标签，而我国现在这项技术还处在研发阶段，研究和发展射频识别技术及其应用刻不容缓，任务紧迫。

RFID 技术及其应用 RFID 的基本原理 小 结RFID 技术的一般性能RFID 技术的应用基本原理 RFID 技术的发展现状及趋势 何谓 RFID ?RFID基本原理（1）RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。

它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下；可进行高度的数据集成。

另外，由于该技术很难被仿冒、侵入，使RFID具备了极高的安全防护能力。

RFID基本原理（2）从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID单元，利用RF信号将信息由RFID单元传送至RFID 读写器。

RFID基本原理（3）RFID单元中载有关于目标物的各类相关信息，如：该目标物的名称，目标物运输起始终止地点、中转地点及目标物经过某一地的具体时间等，还可以载入诸如温度等指标。

RFID单元，如标签、卡等可灵活附着于从车辆到载货底盘的各类物品。

RFID 基本原理（4）一套完整的RFID系统, 是由卡片阅读机(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及天线三个部份所组成。

RFID基本原理（5）以RFID卡片阅读机及电子卷标之间的通讯及传能感应方式来看大致上可以分成，感应偶合(Inductive Coupling)及后向散射偶合(BackscatterCoupling)两种，一般低频的RFID 大都采用第一种式，而较高频的就大多是采第二种方式。

RFID 的电子标签（1）对于被动型RFID系统而言，以往我们将非主动向读写装置传送RF信号的RFID 单元称为Tag ，而将主动的向读写器进行RF 信号传送的RFID 单元称为Transponder，现在业界已经不再严格区分这两类名称，而将Tag 与Transponder 相互通用。