条码技术与应用-第七章 自动识别技术

RFID库存跟踪系统 将RFID标签贴在托盘、包装箱或元器件上，实现对商品从 原料、半成品、成品、运输、仓储、配送、上架、最终销 售，甚至退货处理等所有环节的实时监控。
RFID系统的组成
信号发射机（标签Tag)：
由耦合元件及芯片组成，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； 信号接收机（阅读器Reader)： 读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式； 天线(Antenna)： 在标签和读取器间传递射频信号。
互联网与物联网
互联网 我们熟知并每天都无法离开的工作、学习、生活、 娱乐的工具，已经成为我们这个世界保持联系、 发展的必备基础。 物联网的基础是互联网 物联网与互联网是两个不同的概念，但互联网是 物联网的基础，没有互联网的成熟就不会有物联 网实现的可能。 可以这么理解：物联网是互联网发展的延伸，互 联网是物联网的基础。物联网的发展又将极大地 促进互联网的发展。
物联网技术
技术原理 在互联网基础上，利用RFID、数据通信技术组成一个覆盖 世界万事万物的整合网络,网中万物自动识别，信息共享，彼此 “交流”，无需人为干预 技术意义 突破传统思维---过去是将物理设施和IT设施分开: 一路是机场、公路、建筑物等等现实的世间万物 另一路是数据 电脑、宽带等等虚拟的“互联网” 在“物联”时代，“现实的世间万物” 将与 “虚拟的互联网” 整合为 统一的“整合网络”，全球全世界的运转 以此 为基础 --经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活---全球世界--互联物联---整合大同 技术关键词 无线网络 智能传感设备 云计算技术
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工 业 制 造
烟草成品 物流的监 控监管 港口 车辆 出入 监控 管理
无线射频识别技术在我国的应用
RFID 连锁反应 — 零售业
主要的零售商
RFID 技术
RFID 技术
RFID 技术
RFID 技术
RFID 技术
大型供应商 竞争零售商 其余产品供应商 交通和物流业
RFID 技术
RFID 技术
RFID 技术
射频识别标签
电子标签作为条 形码的无线版本， RFID技术具有条 形码所不具备的 防水、防磁、耐 高温、使用寿命 长、读取距离大、 标签上数据可以 加密、存储数据 容量更大、存储 信息更改自如等 优点。
射频标签的分类：
（1）按工作方式分：主动式、被动式和半被动式标签 （2）按读写方式分：只读标签、读写标签
射频读写器
电源装置
射频振荡器
射频处理器
射频接收器 前置放大器
天线
放大器
电源装置
电源
解码及纠错电路
微处理器、存储器、标准接口、时钟电路
其他设备 辅助显示 计算机及网络
RFID通信方式 •电感耦合 变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合。 一般适合于中、低频工作的近距离（小于1米）射 频识别系统。 •电磁反向散射耦合 雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后 反射，同时携带回目标信息。一般适合于高频、 微波等工作距离较远的射频识别系统。
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射频识别技术的历史
2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，RFID 产品种类更加丰富，主动式电子标签、被动式电 子标签及半被动式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，RFID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、被 动式电子标签的远距离识别、适应高速移动物体 的RFID技术与产品正在成为现实并走向应用。
系统类型
典型频段
常见应用
产品特点
≤135kHz系列 低频
1.95MHz~8.2MHz系列
动物识别、门禁系统、物品跟踪 等管理
电子物品监视、零售业或物品防 盗领域 小区物业管理、大厦门禁系统、 电子物品监视及ISM(工业、科学 和医疗行业)等 应用于工业、科学和医疗事业 应用于工业、科学和医疗事业 GSM移动电话网、铁路车辆识别、 集装箱识别等。部分地区用于公 路车辆识别、管理与自动收费系 统 应用于工业、科研和医药事业 其中5.8MHz在部分国家已定为智 能交通系统用频段（如公路车辆 管理与自动收费系统）
结账 商店 配送中心 运输 供应商工厂 货架
信息流
下一代供应链技术
主要优势 制造厂
RFID 标签 只读 读写 双极天线标签
入口
区域配送 中心
• 避免手动库存管理 • 准确管理库存 • 提高存货可视性和可跟踪性
在国外的应用
物流配送
工业制造
机场行李管理
航班管理
防 伪 领 域
交通 信息 化
国内应用
各类电子票证、身份证明、特殊商品防
伪等 城市交通一卡通工程，铁路的调度和统 计系统，高速公路不停车收费系统。 生产流水线控制，物料自动配送，在制 品与当前物料的自动核对 国家烟草总局制定了用RFID监管监控烟 草成品物流供应链的解决方案 进入港区的集装箱需要严格的核对查验， 最大限度地提高通过速度。
电子芯片身份证
高速公路的自动收费系统
车辆通过自动收费卡口车速可保持在40 km/h，与停车 领卡交费相比，行车可节省时间30％－70%.
停车智能化管理系统
出入无需停车，系统自动识别车辆的合法性，完成放行、 记录等管理功能，节约进出场的时间。
邮政包裹管理系统
在邮票和包裹标签中贴上RFID芯片，可实现分拣过程的全 自动化，邮件包裹到达某个地方，标签信息就会被自动读 入管理系统，融入“物联网”供顾客和企业查询。
没有影响
很快（约0.5秒） 远 最长 制定中 较高
国际标准
价格
全球最大的零售商沃 尔玛的一项“要求其 前100家供应商在 2005年1月之前向其 配送中心发送货盘和 包装箱时使用 RFID 技术，2006年1月前 在单件商品中使用这 项技术”的决议，把 RFID再次推到了聚 光灯下。
美国智能化监狱
RFID的发展
在识读器方面 在射频标签方面
低频近距离系统
• 更高的智能 • 多功能读写 • 所需的功耗更低 • 技术更趋成熟 • 作用距离将更远 • 无线数据传输 • 脱机工作 • 多种数据接口等 • 安全特性
在系统方面
高频远距离系统
• 更加完善
• 成本更低
RFID技术的发展是应用需求的驱动使然，但反过来 RFID技术的成功应用又极大地促进了应用需求的扩展
• 特点
• 可非接触识别（十厘米~几十米）
• 可识别高速运动物体
• 抗恶劣环境
• 保密性强
• 可同时识别多个识别对象
•具有可读写能力等
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射频识别技术与其他自动识别技术的比较
项目
信息载体 信息量 读写性 读取方式 人工识读性 保密性
条码
纸或物质表面 小 只读 光电扫描 受制约 无
磁卡
磁条 较小 读/ 写 磁电转换 不可能 一般
射频识别标签的封装
为了保护标签芯片和天线，同时也便于用户使用，射频电子
标签必须利用某种基材进行封装，不同的封装性质的标签针 对不同的场合。
常用封装形式 传统标签类 注塑类 卡片类
信用卡标签 常见形式 厚度不超过3mm
线形标签
物流线形标签
车辆线形标签
盘形标签 最常见形式 外壳：丙烯脂丁二烯苯乙烯喷铸
（1）编程器预先将数据信息写入标签中。 （2）阅读器经过发射天线向外发射无线电载波信号。 （3）当射频标签进入发射天线工作区时，射频标签被激活后 即将自身信息经标签天线发射出去。 （4）系统接收天线接收标签的载波信号，经天线调节器传给阅读 器，阅读器对解码，送后台计算机器。 （5）计算机控制器判断标签合法性，发出指令控制执行机构动作。 （6）执行机构按计算机指令动作。 （7）计算机网络将各监控点连接起来，构成总控平台
射频识别技术的历史与发展
1.RFID的历史
1940—1950年 1950—1960年 1960—1970年
奠定了RFID技术理念基础
处于实验室实验研究 开始了一些应用尝试 出现最早的RFID应用 各种规模应用开始出现 RFID产品得到广泛采用
1970—1980年
1980—1990年 1990—2000年
（3）按有无电源分：无源标签、有源标签
（4）按工作频率分：低频、高频、微波标签
（5）按工作距离分：远程、近程、超近程标签
（6）按简单与复杂分：标识标签与便携式数据文件
电子标签内部结构:芯片+天线
射频识别标签的功能
（1） 具有一定的存储容量，存储被识别物品的相关信息。 （2） 在一定工作环境及技术条件下，能够对电子标签的存储 数据进行读取和写入操作。 （3） 维持对识别物品的识别及相关信息的完整。 （4） 具有可编程操作，对于永久性数据不能进行修改。 （5） 对于有源标签，通过读写器能够显示电池的工作状况。
RFID原理
工作过程中，通常是由阅读器在一个区域内 发射射频能量形成电磁场。标签进入磁场后， 接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所 获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 （Passive Tag，无源标签或被动标签），或 者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有 源标签或主动标签）；阅读器读取信息并解码 后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
直径：几mm到10cm
中心：圆孔固定
自粘标签 薄、灵活
丝网印刷、蚀刻技术
0.1m塑料薄膜
钥匙扣形标签 自动停车的号码器
安全要求高的门锁系统
手表形标签 门禁、娱乐
玻璃射频识别标签 识别动物
电子标签的发展趋势
（1）作用距离更远 （2）无线可读写性能更加完善 （3）适合高速移动物体识别 （4）快速多标签读写功能 （5）一致性能更好 （6）强场强下的自保功能更加完善 （7）智能型更强、更为完善的加密 （8）带有传感器功能的标签 （9）带有其他附属功能的标签 （10）具有杀死功能的电子标签 （11）新的生产工艺 （12）体积更小 （13）成本更低
铁路货运编组调度系统
火车按既定路线运行，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时 信息及车厢内装的物品信息，同时在车站能将车厢重新编组。
集装箱识别系统
将记录有集装箱位置、物品类别、数量等数据的标签安装在集装箱上，借助 射频识别技术，就可以确定集装箱在货场内的确切位置，在移动时可以将更 新的数据写入射频卡。
中短距识别、阅读速 度慢、产品价格低廉
13MHz系列 中频 27MHz系列
中短距识别、中速阅 读、产品价格较低廉
430MHz~460MHz系列
高频
902MHz~926MHz系列
2350MHz~2450MHz系列 微波
长距识别、高速阅读、 产品价格较高
5800MHz~6800MHz系列
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射频识别技术的应用领域
读写器的功能
（1）与电子标签的通信功能 （2）与主机的通信功能 （3）能在读取区内查询多个标签，并能正确区分各个标签 （4）可以对固定对象和移动对象进行识别 （5）能够提示读写过程中发出了错误，并显示错误的相关信息
（6）能够读出有源标签的电源信息
发送和接收功能、信息初始化处理、连接服务器
读写器的分类
小型读写器 手持型
平板型
隧道型 出入通道型 大型通道型
分离式读写器 便携式读写器
射频识别系统的选择
环境适应性 通信方式 污染 磁场 高温 识别距离 标签类型
电磁耦合 电磁感应 微博
强 强 强
中 差 中
中 中 中
2mm~10mm 无源或有源 无源 2mm~1m 0~3m或更远 有源
物联网概念
“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上 建立的，将其用户端延伸和扩展到任何物品 与物品之间，进行信息交换和通信的一种网 络概念。其定义是：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，按约定的协议， 把任何物品与互联网相连接，进行信息交换 和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、 监控和管理的一种网络概念。
第七章 射频识别技术
射频识别技术概述 射频识别技术基础
射频识别产品 射频识别技术应用
（一） 操 作 方 射频识别技术概述 法
射频识别技术（RFID）是20世纪90年代开始 兴起的一种自动识别技术，是利用射频信号通 过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触 信息传递、并通过所传递信息达到识别目的的 技术。
IC卡
存储器 大 读/ 写 电路接口 不可能 最好
射频识别
存储器 大 读/ 写 无线通信 不可能 最好
智能化
受污染/潮湿影 响 光遮盖
无
很严重 全部失效
无
可能
有
可能
有
可能 没有影响
方向位置影响
识读速度 识读距离 使用寿命
很小
低（约4秒） 近 较短 有 最低 接触 短 有 低
单向
低（约4秒） 接触 长 不全 较高