物联网射频识别(RFID)技术和应用---第1章
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自动识别技术是物联网体系的重要组成部分，是构造全球物 品信息实时共享的重要组成部分，是物联网的基石。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2.1 自动识别技术的概念
自动识别技术是一种高度自动化的信息或数据采集技术，自 动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系 统来完成相关后续处理。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1.2 射频识别的概念
1、什么是射频识别 射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一种自
动识别技术，它利用无线射频信号实现无接触信息传递，达到自 动识别目标对象的目的。RFID技术无需人工干预，即可完成物品 信息的采集和传输，被称为21世纪十大重要技术之一。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2013年物联网系列教材荣获陕西省高等教育教学成果二等奖
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
本书初衷
本书在物联网的框架下阐述RFID技术。本书的初衷有3个，一是介绍物 联网的系统架构，给出物联网与RFID之间的关系，使读者领悟RFID在物联 网中所处的地位和作用；二是给出RFID的工作原理和技术实现，这部分是本 书的重点，这些工作原理和技术实现可以构成物联网RFID解决方案；三是给 出 物 联 网 RFID 应 用 实 例 ， 使 读 者 认 识 到 物 联 网 的 时 代 即 将 来 临 ， 物 联 网 RFID将对社会经济的各个领域产生重大影响。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、 EPC系统与射频识别 EPC系统利用射频识别ห้องสมุดไป่ตู้RFID）技术追踪、管理物品。 2003
年，世界最大的连锁超市美国沃尔玛宣布将使用EPC系统的RFID 技术。 EPC系统以射频识别技术作为一种物联网的实现模式，目 标是构建全球的、开放的、物品标识的物联网。
RFID的技术标准。目前国际上有多种RFID标准，其中ISO/IEC、 EPCglobal和UID是三种主要RFID标准。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3.4 物联网RFID现状与未来
1. 物联网RFID应用领域
（1）制造领域
（2）物流领域
（3）零售领域
（4）医疗领域
（5）身份识别领域
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3
RFID历史与未来
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3.1 RFID技术的产生
RFID的诞生源于战争的需要，二战期间，英国空军首先在飞 机上使用RFID技术，是用来分辨敌方飞机和我方飞机。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、物联网——世界信息产业的第三次浪潮 物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三
次浪潮。物联网可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享， 从而给物体赋予智能，实现人与物体、物体与物体的沟通和对话。 在物联网时代，人类在信息与通信的世界里将获得一个新的沟通 维度，从任何时间、任何地点人与人之间的沟通和连接，扩展到 人与物、物与物之间的沟通和连接。
2.物联网的现状与未来 物联网的基本思想是美国麻省理工学院在1999年提出的。 2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举行的信息社会世界
峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告 2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
第1章 物联网RFID系统概述
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1
物联网与射频识别技术
1.2
自动识别技术
1.3
RFID历史与未来
1.4
RFID系统构成
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1
物联网与射频识别技术
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
IC卡是集成电路卡。
IC卡通过卡里的集成电路存储信息，它将一个微电子芯片嵌 入到卡基中，做成卡片形式，通过卡片表面8个金属触点与读卡 器进行物理连接，来完成通信和数据交换。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
4.射频识别技术 射频识别技术是通过无线电波进行数据传递的自动识别技
2.磁卡识别技术 磁卡最早出现在20世纪60年代，当时伦敦交通局将地铁票背
面全涂上磁介质，用来储值。 磁条从本质意义上讲和计算机用的磁带或磁盘是一样的，它
可以用来记载字母、字符及数字信息。磁条记录信息的方法是变 化磁的极性（如S-N和N-S），一部解码器可以识读到磁性变换， 并将它们转换回字母或数字的形式，以便由一部计算机来处理。
1. 条码识别技术 条码是由一组条、空和数字符号组成，按一定编码规则排列，
用以表示一定的字符、数字及符号等信息。
条码识别是对红外光或可见光进行识别，由扫描器发出的红 外光或可见光照射条码标记，深色的“条”吸收光，浅色的“空” 将光反射回扫描器，扫描器将光反射信号转换成电子脉冲，再由 译码器将电子脉冲转换成数据，最后传至后台。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
20世纪80年代是RFID技术应用的成熟期，挪威使用了RFID 电子收费系统，美国铁路用RFID系统识别车辆，欧洲用RFID电子 标签跟踪野生动物来对野生动物进行研究。
20世纪90年代RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得 到了广泛应用。发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将 RFID用于安全和控制系统。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、RFID与物联网的关系 RFID是实现物联网的关键技术。RFID技术与互联网、移动通
讯等技术相结合，可以实现全球范围内物体的跟踪与信息的共享， 从而给物体赋予智能，实现人与物体以及物体与物体的沟通和对 话，最终构成联通万事万物的物联网。
RFID技术将物联网的触角伸到了物体之上。互联网时代，人 与人之间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，RFID技 术将人与物、物与物之间的距离变小了。
1.3.2 RFID技术推广阶段
20世纪60年代是RFID技术应用的初始期，一些公司引入RFID 技术，开发电子监控设备来保护财产、防止偷盗。例如，1位的 电子标签系统用于商场防盗。
20世纪70年代是RFID技术应用的发展期，RFID技术成为人们 研究的热门课题，出现了一系列RFID技术的研究成果。
术。射频识别技术逐渐成为自动识别领域中最优秀和应用最广泛 的技术之一，是目前最重要的自动识别技术。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2.3 RFID技术
RFID与传统的条码识别相比有很大优势，其优势如下。 （1）RFID电子标签抗污损能力强。 （2）RFID电子标签安全性高。 （3）RFID电子标签容量大。 （4）RFID可远距离同时识别多个电子标签。 （5）RFID是物联网的基石。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
条码的种类很多，大体可以分为一维条码和二维条码。一 维条码和二维条码都有许多码制。 （1）一维条码
（a）EAN-13码 （b）EAN-8码 （2）二维条码
（a）Data matrix码（b）PDF417码
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2
自动识别技术
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2 自动识别技术
传统的信息采集是通过人工手段录入的，不仅劳动强度大， 而且数据误码率高。以计算机和通信技术为基础的自动识别技术， 可以对信息自动识别，使得人类得以对大量数据信息进行及时、 准确的处理。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1.1 物联网的概念
1、什么是物联网 物联网是在互联网的基础上，将用户端延伸和扩展到任何
物体，进行信息交换和通信的一种网络。物联网的英文名称为 The Internet of Things，由该名称可见，物联网就是“物与物相 连的互联网”。
物联网的定义是，通过射频识别（RFID）、传感器、全球 定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任 何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化 识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3.3 RFID技术的普及阶段
RFID技术在沃尔玛公司的应用。沃尔玛的100个主要供应商 2005年应用RFID电子标签，在2006年将扩展到其他的供应商，同 时将很快在欧洲实施，然后是剩下的其他海外区域。
RFID技术在美国国防部的应用。美国国防部认为，RFID在集 装箱联运跟踪和库存物资跟踪方面具有巨大的发展潜力。
（6）军事领域
（7）防伪安全领域
（8）资产管理领域
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（9）交通领域 （11）图书领域 （13）农业领域 （15）电子支付领域 （17）智能家居领域
（10）食品领域 （12）动物领域 （14）电力管理领域 （16）环境监测领域
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1.3 物联网起源于射频识别领域
1、 EPC系统与物联网 1999年，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of
Technology，MIT）首先提出了物联网的概念。MIT最初的构想是 为全球所有物品都提供一个电子产品编码（Electronic Product Code，EPC），来实现对全球任何物理对象的唯一有效标识。物 联网最初的思想来源于MIT的这一构想，MIT的这一构想就是现 在经常提到的物联网EPC系统。
3. IC卡识别技术 IC卡，英文名称为Integrated Circuit。IC卡是一种电子式数据
自动识别卡。 按照是否带有微处理器，IC卡可分为存储卡和智能卡两种。
存储卡仅包含存储芯片而无微处理器，一般的电话IC卡即属于此 类。将带有内存和微处理器芯片的大规模集成电路嵌入到塑料基 片中，就制成了智能卡，银行的IC卡通常是指智能卡，现在我国 开始推广银行IC卡。
信息识别和管理过去多采用单据、凭证、传票为载体，手工 记录、电话沟通、人工计算、邮寄或传真等方法，对物流信息进 行采集和处理。自动识别技术应用识别装置，通过被识别物品与 识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2.2 自动识别技术的分类
按照应用领域和具体特征，自动识别技术可以分为： 条码识别技术、磁卡识别技术 IC卡识别技术、射频识别技术
其中，条码是光识别技术、磁卡是磁识别技术、IC卡是电识别技 术、射频识别是无线识别技术。
此外，还有生物识别技术、图像识别技术、光学字符识别 技术和等。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
磁卡的特点是数据可读写，即具有现场改变数据的能力。 这个优点使得磁卡的应用领域十分广泛，如信用卡、银行ATM卡、 电话磁卡和机票等。
磁卡数据存储的时间长短受磁性粒子极性耐久性的限制， 另外磁卡存储数据的安全性一般较低。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
本书内容组织方式
本书分为11章内容。 第1章为物联网RFID系统概述，分别介绍了物联网的概念、RFID的概念、 物联网RFID历史与未来、RFID系统构成。 第2～10章系统介绍了RFID技术，包括RFID工作频率和无线传输、 RFID天 线技术、 RFID射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、 电子标签体系结构、读写器体系结构、中间件和RFID标准体系。 第11章为物联网RFID实际应用，介绍了物联网RFID在制造、物流、防伪、 安全、铁路、民航6个不同领域的应用优势和应用实例。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2.1 自动识别技术的概念
自动识别技术是一种高度自动化的信息或数据采集技术，自 动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系 统来完成相关后续处理。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1.2 射频识别的概念
1、什么是射频识别 射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一种自
动识别技术，它利用无线射频信号实现无接触信息传递，达到自 动识别目标对象的目的。RFID技术无需人工干预，即可完成物品 信息的采集和传输，被称为21世纪十大重要技术之一。
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2013年物联网系列教材荣获陕西省高等教育教学成果二等奖
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
本书初衷
本书在物联网的框架下阐述RFID技术。本书的初衷有3个，一是介绍物 联网的系统架构，给出物联网与RFID之间的关系，使读者领悟RFID在物联 网中所处的地位和作用；二是给出RFID的工作原理和技术实现，这部分是本 书的重点，这些工作原理和技术实现可以构成物联网RFID解决方案；三是给 出 物 联 网 RFID 应 用 实 例 ， 使 读 者 认 识 到 物 联 网 的 时 代 即 将 来 临 ， 物 联 网 RFID将对社会经济的各个领域产生重大影响。
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2、 EPC系统与射频识别 EPC系统利用射频识别ห้องสมุดไป่ตู้RFID）技术追踪、管理物品。 2003
年，世界最大的连锁超市美国沃尔玛宣布将使用EPC系统的RFID 技术。 EPC系统以射频识别技术作为一种物联网的实现模式，目 标是构建全球的、开放的、物品标识的物联网。
RFID的技术标准。目前国际上有多种RFID标准，其中ISO/IEC、 EPCglobal和UID是三种主要RFID标准。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3.4 物联网RFID现状与未来
1. 物联网RFID应用领域
（1）制造领域
（2）物流领域
（3）零售领域
（4）医疗领域
（5）身份识别领域
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1.3
RFID历史与未来
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3.1 RFID技术的产生
RFID的诞生源于战争的需要，二战期间，英国空军首先在飞 机上使用RFID技术，是用来分辨敌方飞机和我方飞机。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、物联网——世界信息产业的第三次浪潮 物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三
次浪潮。物联网可以实现全球范围内物品的跟踪与信息的共享， 从而给物体赋予智能，实现人与物体、物体与物体的沟通和对话。 在物联网时代，人类在信息与通信的世界里将获得一个新的沟通 维度，从任何时间、任何地点人与人之间的沟通和连接，扩展到 人与物、物与物之间的沟通和连接。
2.物联网的现状与未来 物联网的基本思想是美国麻省理工学院在1999年提出的。 2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举行的信息社会世界
峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告 2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。
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第1章 物联网RFID系统概述
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1
物联网与射频识别技术
1.2
自动识别技术
1.3
RFID历史与未来
1.4
RFID系统构成
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1.1
物联网与射频识别技术
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
IC卡是集成电路卡。
IC卡通过卡里的集成电路存储信息，它将一个微电子芯片嵌 入到卡基中，做成卡片形式，通过卡片表面8个金属触点与读卡 器进行物理连接，来完成通信和数据交换。
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4.射频识别技术 射频识别技术是通过无线电波进行数据传递的自动识别技
2.磁卡识别技术 磁卡最早出现在20世纪60年代，当时伦敦交通局将地铁票背
面全涂上磁介质，用来储值。 磁条从本质意义上讲和计算机用的磁带或磁盘是一样的，它
可以用来记载字母、字符及数字信息。磁条记录信息的方法是变 化磁的极性（如S-N和N-S），一部解码器可以识读到磁性变换， 并将它们转换回字母或数字的形式，以便由一部计算机来处理。
1. 条码识别技术 条码是由一组条、空和数字符号组成，按一定编码规则排列，
用以表示一定的字符、数字及符号等信息。
条码识别是对红外光或可见光进行识别，由扫描器发出的红 外光或可见光照射条码标记，深色的“条”吸收光，浅色的“空” 将光反射回扫描器，扫描器将光反射信号转换成电子脉冲，再由 译码器将电子脉冲转换成数据，最后传至后台。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
20世纪80年代是RFID技术应用的成熟期，挪威使用了RFID 电子收费系统，美国铁路用RFID系统识别车辆，欧洲用RFID电子 标签跟踪野生动物来对野生动物进行研究。
20世纪90年代RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得 到了广泛应用。发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将 RFID用于安全和控制系统。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、RFID与物联网的关系 RFID是实现物联网的关键技术。RFID技术与互联网、移动通
讯等技术相结合，可以实现全球范围内物体的跟踪与信息的共享， 从而给物体赋予智能，实现人与物体以及物体与物体的沟通和对 话，最终构成联通万事万物的物联网。
RFID技术将物联网的触角伸到了物体之上。互联网时代，人 与人之间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，RFID技 术将人与物、物与物之间的距离变小了。
1.3.2 RFID技术推广阶段
20世纪60年代是RFID技术应用的初始期，一些公司引入RFID 技术，开发电子监控设备来保护财产、防止偷盗。例如，1位的 电子标签系统用于商场防盗。
20世纪70年代是RFID技术应用的发展期，RFID技术成为人们 研究的热门课题，出现了一系列RFID技术的研究成果。
术。射频识别技术逐渐成为自动识别领域中最优秀和应用最广泛 的技术之一，是目前最重要的自动识别技术。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2.3 RFID技术
RFID与传统的条码识别相比有很大优势，其优势如下。 （1）RFID电子标签抗污损能力强。 （2）RFID电子标签安全性高。 （3）RFID电子标签容量大。 （4）RFID可远距离同时识别多个电子标签。 （5）RFID是物联网的基石。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
条码的种类很多，大体可以分为一维条码和二维条码。一 维条码和二维条码都有许多码制。 （1）一维条码
（a）EAN-13码 （b）EAN-8码 （2）二维条码
（a）Data matrix码（b）PDF417码
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2
自动识别技术
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2 自动识别技术
传统的信息采集是通过人工手段录入的，不仅劳动强度大， 而且数据误码率高。以计算机和通信技术为基础的自动识别技术， 可以对信息自动识别，使得人类得以对大量数据信息进行及时、 准确的处理。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1.1 物联网的概念
1、什么是物联网 物联网是在互联网的基础上，将用户端延伸和扩展到任何
物体，进行信息交换和通信的一种网络。物联网的英文名称为 The Internet of Things，由该名称可见，物联网就是“物与物相 连的互联网”。
物联网的定义是，通过射频识别（RFID）、传感器、全球 定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任 何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化 识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.3.3 RFID技术的普及阶段
RFID技术在沃尔玛公司的应用。沃尔玛的100个主要供应商 2005年应用RFID电子标签，在2006年将扩展到其他的供应商，同 时将很快在欧洲实施，然后是剩下的其他海外区域。
RFID技术在美国国防部的应用。美国国防部认为，RFID在集 装箱联运跟踪和库存物资跟踪方面具有巨大的发展潜力。
（6）军事领域
（7）防伪安全领域
（8）资产管理领域
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（9）交通领域 （11）图书领域 （13）农业领域 （15）电子支付领域 （17）智能家居领域
（10）食品领域 （12）动物领域 （14）电力管理领域 （16）环境监测领域
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1.1.3 物联网起源于射频识别领域
1、 EPC系统与物联网 1999年，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of
Technology，MIT）首先提出了物联网的概念。MIT最初的构想是 为全球所有物品都提供一个电子产品编码（Electronic Product Code，EPC），来实现对全球任何物理对象的唯一有效标识。物 联网最初的思想来源于MIT的这一构想，MIT的这一构想就是现 在经常提到的物联网EPC系统。
3. IC卡识别技术 IC卡，英文名称为Integrated Circuit。IC卡是一种电子式数据
自动识别卡。 按照是否带有微处理器，IC卡可分为存储卡和智能卡两种。
存储卡仅包含存储芯片而无微处理器，一般的电话IC卡即属于此 类。将带有内存和微处理器芯片的大规模集成电路嵌入到塑料基 片中，就制成了智能卡，银行的IC卡通常是指智能卡，现在我国 开始推广银行IC卡。
信息识别和管理过去多采用单据、凭证、传票为载体，手工 记录、电话沟通、人工计算、邮寄或传真等方法，对物流信息进 行采集和处理。自动识别技术应用识别装置，通过被识别物品与 识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.2.2 自动识别技术的分类
按照应用领域和具体特征，自动识别技术可以分为： 条码识别技术、磁卡识别技术 IC卡识别技术、射频识别技术
其中，条码是光识别技术、磁卡是磁识别技术、IC卡是电识别技 术、射频识别是无线识别技术。
此外，还有生物识别技术、图像识别技术、光学字符识别 技术和等。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
磁卡的特点是数据可读写，即具有现场改变数据的能力。 这个优点使得磁卡的应用领域十分广泛，如信用卡、银行ATM卡、 电话磁卡和机票等。
磁卡数据存储的时间长短受磁性粒子极性耐久性的限制， 另外磁卡存储数据的安全性一般较低。
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本书内容组织方式
本书分为11章内容。 第1章为物联网RFID系统概述，分别介绍了物联网的概念、RFID的概念、 物联网RFID历史与未来、RFID系统构成。 第2～10章系统介绍了RFID技术，包括RFID工作频率和无线传输、 RFID天 线技术、 RFID射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、 电子标签体系结构、读写器体系结构、中间件和RFID标准体系。 第11章为物联网RFID实际应用，介绍了物联网RFID在制造、物流、防伪、 安全、铁路、民航6个不同领域的应用优势和应用实例。