传感器技术及应用项目7 新型传感器的应用

1 商品生产环节
图7-5 商品生产环节
RFID标签信息录入
（1）描述相对应的商品信息。 （2）将商品的相关信息录入到相应的RFID标
签项中。
（3）得到商品的原始信息和数据库，需要绝 对保证这个环节中的信息和RFID的准确性。
（4）使用阅读器进行信息确认，检查RFID标 签相对应的信息是否和商品信息一致；同时进 行数据录入，显示每一件商品的RFID标签信 息录入的完成时间和经手人。
在前面的内容中，已经介绍了许多类型的传感器，然而传 感器的实际应用并不一定是将一种传感器组成一个简单的 仪表来进行测量，而是需要多种传感器组合而成，这就是 现代检测系统的主要特点。
任务7.1 RFID在物流自动化领域的应用 任务背景
在现代物流业中, 由于传统的条形码是可视传播技术, 容易因为磨损或皱折而被拒读, 而且条形码难以唯一标 识某个单品。无线射频识别技术（RFID）智能标签的 出现克服了条形码的这些缺点, 通过自身芯片来保证数 据的安全性, 并提供数据量更大的信息。
3 技术优势
扫描的速度快 形状多样化和体积小型化 耐久性和抗污染能力 可重复使用，降低成本 无屏障阅读和穿透性 安全性非常好
7.1.2 RFID物流系统的构成环节
物流系统一般分为入库、库存管理、出库、运输4个环节, 在每个环节中，RFID系统都会发挥强大的作用，促使这些物 品的物流环节更为高效、准确、安全。
案例2 RFID 技术在冷链物流中的应用
图7-10 RFID技术在冷链物流中的应用
Leabharlann Baidu
案例3 RFID 技术在货物运输调度管 理系统中的应用
图7-11 RFID技术在货物运输调度管理中的应用
技能提升
7.1.4 RFID技术在农产品管理中的应用
图7-12 RFID技术在农产品管理中的应用
7.1.5 RFID技术在智能档案管理系统中的应用
图7-1 RFID在物流自动化领域的应用
相关知识
RFID（Radio Frequency Identification）射 频识别技术是一种无线自动识别技术，它通过 射频信号自动识别目标对象，获取相关数据。
主要特点有：自动化、非接触性、快速读取、 读写距离远、使用寿命长、信息储存量大、非 人工干预完成识别工作，可在各种恶劣环境中 作业等。RFID 阅读器可以同时识别多个标签， 识别高速运动的物体，操作方便快捷。
在RFID的物流系统中，每一项工作的实现都必须依赖高 效的计算机系统，这包括硬件、软件及数据库的支持。
应用案例
案例1 RFID 技术在邮政物流中的应用 案例2 RFID 技术在冷链物流中的应用 案例3 RFID 技术在货物运输调度管理系统中的应用
案例1 RFID 技术在邮政物流中的应用
图7-9 RFID技术在邮政物流中的应用
2 商品入库环节
图7-6 商品入库环节
3 商品库存管理
图7-7 商品库存管理
4 商品出库环节
图7-8 商品出库环节
7.1.3 物流系统中RFID注意事项
RFID的工作频率有低频（LF 100～135kHz）、高频（ HF13.56MHz）、超高频（UHF433MHz及800／900 MHz，其中，欧洲：865～868MHz，美国：902～928 MHz）、以及微波段（MF 2.45GHz和5.8 GHz）。我国 RFID主是在UHF 800／900MHz频段。
7.1.1 认识RFID技术
1 系统组成
典型的射频识别系统由电子标签、读写器和后台数据管理 系统组成，如下图7-2所示。
图7-2 RFID系统基本组成
(1) 电子标签
电子标签由耦合元件、芯片以及天线组成， 具有独一无二的电子编码，一般附着在被标 识的物体表面，是RFID的数据信息载体，如 图7-3所示。
中间件是一个独立的系统软件或服务程序，能 够对数据进行过滤和处理，还具有对读写器进 行协调控制和降低射频辐射等功能。
2 工作原理
当附有电子标签的物体进入读写器的读写区域 时，读写器发出的信号会激活标签；同时读写 器接收到标签反射回来的微波信号后， 将电 子标签内的识别代码信息识别出来。
这些识别信息作为物体的特征数据被传送到特 定计算机作进一步处理， 从而完成与物体相 关的信息查询和管理等应用。
智能档案管理系统采用先进的RFID技术和成熟的计算机软 件技术根据档案管理的实际需求而研发。
系统从档案的生成、存档、借阅、查找、盘点、安全等各个 管理环节，以RFID作为信息存储媒介，在RFID芯片中存储 了档案的基本信息和使用记录。
图7-3 电子标签
按照数据调制方式的不同，电子标签一般可分 为被动式、半主动式和主动式三类。
表7-1 三种形式的电子标签比较
方式 能量来源
特点
被动式
电磁感应
价格低廉、体积小、工作寿命长、工作距离较短( 20～40 cm) 、容量小( 128 字节)
一般
半主动式
电磁感应、 较被动式反应速度更快、容量更大、工作距离更远; 电池 动式寿命更长
目的要求
本项目主要介绍现代检测技术中几种新型传感 器的应用，包括RFID传感器在物流自动化领 域的应用、传感器在机器人中的应用及图像传 感器在数码产品中的应用。要求学生能了解这 几种新型传感器的工作原理，学会分析新型传 感器的典型案例。
项目引入
随着近代科学的飞速发展，人类生活水准亦加速提升，因 此无论在工业领域还是日常生活中皆快速迈向高效、高质 量的自动化，达到自动化的首要条件则在于嗅觉、触觉、 听觉等的取代，传感器便在此要求下应运而生。传感器作 为信息采集的首要部件，是实现自动测量和自动控制的主 要环节，是现代自动测量和自动控制的主要环节，是现代 信息产业的源头和重要组成部分。
较主
主动式
自身电池
读取距离长( 可达100 m) 、容量大( 强度要求低、寿命较短( 2～4年)
16
k字节)
、对信号
(2) 读写器
读写器主要由射频模块、控制模块及读写天线 构成，一般分为固定式和手持式。
(a)固定式 图7-4 读写器
(b)手持式
(3) 后台数据管理系统
一个完整的后台数据管理系统主要由中间件、 信息处理系统和数据库组成，主要用来存储、 处理RFID 系统的相关信息。