物联网的核心技术RFID

关于物联网核心技术——RFID——的简要概述

信管0801 赵艳华200852027

内容摘要

物联网RFID是指把射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网RFID通过在物品上嵌入电子标签、条形码等能够存储物体信息的标识，通过无线网络的方式将其即时信息发送到后台信息处理系统，而各大信息系统可互联形成一个庞大的网络。从而可达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲，物联网RFID 可实现人与物之间的信息沟通。

引言

在生活节奏快捷以及科技发达的今天，“物联网”逐渐成为人们热议的话题。IBM前首席执行官郭士纳提出一个重要观点：15周年定律，即计算机模式每隔15年发生一次变革。1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，1995年前后则发生了互联网革命，2010年前后，是以物联网为标志的改变。每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞争格局的重大动荡和变化。

一．物联网相关概念

1.物联网定义

物联网(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的定义很简单:把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、

激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

2.物联网（IOT）的特征

感知：利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息，实现物体的标识功能，采用传感器技术实现物体的识别、感知功能。

传输：通过网络将感知层的各种信息进行实时传送，主要实现信息的传输：采用无线网络技术、互联网技术。

智能：利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通

感知识别是一个基础，网络传输是一个平台，是一个支撑，智能应用是一个标志和体现。

3.物联网的体系架构

应用层：应用层是关键在物联网技术架构上的应用系统，包括商业贸易、物流、农业、军事等等不同的应用系统。

网络层：网络层是进行信息交换的通信网络，包括有Internet，WIFI 网以及无线通信网络等网络。

数据采集：数据采集是指通过包括条码、射频识别、无线传感器、蓝牙等在内的自动识别与近场通信技术回去物品编码信息的过程。

编码层：编码层是物联网的基石，是物联网信息交换内容的核心和关键字。

4.国内外物联网发展现状

从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。按欧盟专家讲,欧盟发展物联网先于美国,确实欧盟围绕物联网技术和应用作了不少创新性工作。在北京全球物联网会议上,他们介绍了《欧盟物联网行动计划》(Internet of things-Anactionplan for Europe)其目的也是企图在“物联网”的发展上引领世界。

我国在“物联网”的启动和发展上与国际相比并不落后,我国中长期规划《新一代宽带移动无线通信网》中有重点专项研究开发“传感器及其网络”,国内不少城市和省份已大量采用传感网解决电力、交通、公安、农渔业中的“M2M”等信息通信技术的服务。

虽然,物联网的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务提供商、软件与应用开发商和系统集成商。但是,作为“金字塔”的塔座,传感器将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。“传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑,传感器感知了物体的信息,RFID赋予它电子编码,传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。”

二．物联网核心技术：RFID

物联网主要涉及电子标签、传感器、芯片及智能卡等三大领域，而在对传感网技术的开发和市场的拓展中，其中非常关键的技术之一

是RFID技术。实质是利用RFID技术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Reader和无数移动的标签Tag组成比互联网更为庞大的物联网，因此RFID技术成为物联网发展的排头兵。

1.RFID 概念

RFID（Radio Frequency Identification ）即射频识别技术，俗称电子标签，通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标志、登记、储存和管理。

国际上目前还没有统一的RFID编码规则。目前，日本支持的UID （Universal Identification，泛在识别）标准和欧美支持的EPC（Electronic Product Code，电子产品码）标准是当今影响力最大的两大标准，我国的RFID标准还未形成。

2.RFID系统组成

（1）系统组成

电子标签：由芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行通信；

读写器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备；

天线：可以内置在读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器天线接口相连。

（2）系统应用流程

a.对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要先由传感器实时探测；

b.识别

设备完成对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式；c.将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算。

3.RFID技术革沿

在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。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。

4.系统工作原理

读写器将要发送的信息，经编码后加载到高频载波信号上再经天线向外发送。进入读写器工作区域的电子标签接收此信号，卡内芯片的有关电路对此信号进行倍压整流、调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令，控制逻辑电路则从存