第二章物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)—RFID技術(shù)第一頁，共141頁。學(xué)習(xí)要點(diǎn)RFID基礎(chǔ)知識RFID標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)外情況RFID應(yīng)用第二頁，共141頁。目錄2.5RFID技術(shù)的應(yīng)用2.4RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)2.3RFID技術(shù)的產(chǎn)品2.2RFID技術(shù)的工作原理2.1RFID技術(shù)概述第三頁，共141頁。2.1.1RFID技術(shù)的定義RFID概念：無線射頻識別技術(shù)RFID(RadioFrequencyIDentification)是一種非接觸的自動(dòng)識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識別物體的自動(dòng)識別。

第四頁，共141頁。典型的RFID系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：閱讀器(reader)，標(biāo)簽(tag)和中間件（應(yīng)用軟件）閱讀器由天線、射頻收發(fā)模塊和控制單元構(gòu)成。其中控制模塊通常包含放大器、解碼和糾錯(cuò)電路、微處理器、時(shí)鐘電路、標(biāo)準(zhǔn)接口以及電源電路等。標(biāo)簽一般包含天線、調(diào)制器、編碼器以及存儲器等單元。中間件是位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議第五頁，共141頁。2.1.2RFID技術(shù)的背景時(shí)間RFID技術(shù)發(fā)展1941-1950年雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1951-1960年早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。196l-1970年RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。第六頁，共141頁。1971-1980年RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種RFID技術(shù)測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。1981-1990年RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種封閉系統(tǒng)應(yīng)用開始出現(xiàn)。1991-2000年RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用。第七頁，共141頁。2001-今標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低。第八頁，共141頁。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中的標(biāo)識技術(shù)，是初級的感知技術(shù)，用于身份代表及身份識別。要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，首先要將物理世界那些不具有智能的種種“物”與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來。1999年AutoID中心提出的第一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)想，RFID就被選中成為實(shí)現(xiàn)感知層的技術(shù)。在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)雛形中，每件商品貼上一個(gè)RFID標(biāo)簽，內(nèi)含該商品的唯一代碼。2.1.3RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系第九頁，共141頁。在互聯(lián)網(wǎng)與商品的聯(lián)接終端，有一個(gè)RFID閱讀器。當(dāng)商品靠近閱讀器時(shí)，將標(biāo)簽中的商品代碼讀出。直到2010年，幾乎所有在零售業(yè)、物流、服飾以及藥品業(yè)等領(lǐng)域建立的物聯(lián)網(wǎng)都秉承了上述AutoID中心建立的雛形物聯(lián)網(wǎng)。第十頁，共141頁。目前采用RFID感知層的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“人-人”通信與“人-物”通信，但要實(shí)現(xiàn)“物-物”通信與互動(dòng)還需要經(jīng)歷一段艱難、漫長的道路。今后的發(fā)展無疑是進(jìn)一步增加RFID標(biāo)簽的智能，使聯(lián)網(wǎng)的“物”達(dá)到足夠的智能水平。RFID物聯(lián)網(wǎng)仍然是未來10年中物聯(lián)網(wǎng)的主流。第十一頁，共141頁。2.2.1RFID技術(shù)的基本工作原理RFID系統(tǒng)組成-系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下三個(gè)部分，一是閱讀器（或稱讀頭，解讀器，讀出裝置，掃描器，通信器、讀寫器等）(reader,tra-nsceiver)，二是電子標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器、標(biāo)簽、智能標(biāo)簽等)(tag,transponder)，三是應(yīng)用系統(tǒng)。另外還應(yīng)包括天線(antenna,coil)，主機(jī)等。第十二頁，共141頁。RFID工作原理1948年哈里斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。發(fā)生在閱讀器和標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。第十三頁，共141頁。1）電感耦合:變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律2）電磁反向散射耦合:雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁

波的空間傳播規(guī)律。第十四頁，共141頁。射頻識別技術(shù)在工作頻率13.56MHz和小于135kHz時(shí)，基于電感耦合方式（能量及信息傳遞以電感耦合方式實(shí)現(xiàn)），在更高頻段基于雷達(dá)探測目標(biāo)的反向散射耦合方式（雷達(dá)發(fā)射電磁波信號碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī)）。電感耦合方式的基礎(chǔ)是電感電容（LC）。15第十五頁，共141頁。諧振回路及電感線圈產(chǎn)生的交變磁場，它是射頻卡工作的基本原理。基于雷達(dá)探測目標(biāo)的反向散射耦合方式的基礎(chǔ)是電磁波傳播和反射的形成，它用于微波電子標(biāo)簽。實(shí)現(xiàn)射頻能量和信息傳遞的電路稱為射頻前端電路，簡稱為射頻前端。第十六頁，共141頁。閱讀器天線電路17第十七頁，共141頁。在閱讀器中，串聯(lián)諧振回路具有電路簡單、成本低，激勵(lì)可采用低內(nèi)阻的恒壓源，諧振時(shí)可獲得最大的回路電流等特點(diǎn)，被廣泛采用。第十八頁，共141頁。串聯(lián)諧振回路R1是電感線圈L損耗的等效電阻，RS是信號源的內(nèi)阻，RL是負(fù)載電阻，回路總電阻值R=R1+RS+RL。19第十九頁，共141頁。串聯(lián)諧振回路回路電流

阻抗相角20第二十頁，共141頁。串聯(lián)諧振回路串聯(lián)回路的諧振條件21第二十一頁，共141頁。串聯(lián)諧振回路具有如下特性：（1）諧振時(shí)，回路電抗X=0，阻抗Z=R為最小值，且為純阻（2）諧振時(shí)，回路電流最大，即，且與同相（3）電感與電容兩端電壓的模值相等，且等于外加電壓的Q倍22第二十二頁，共141頁。串聯(lián)諧振回路回路的品質(zhì)因數(shù)通常，回路的Q值可達(dá)數(shù)十到近百，諧振時(shí)電感線圈和電容器兩端電壓可比信號源電壓大數(shù)十到百倍，在選擇電路器件時(shí)，必須考慮器件的耐壓問題，23第二十三頁，共141頁。諧振曲線取其模值24第二十四頁，共141頁。諧振曲線串聯(lián)諧振回路的諧振曲線25第二十五頁，共141頁。通頻帶諧振回路的通頻帶通常用半功率點(diǎn)的兩個(gè)邊界頻率之間的間隔表示，半功率的電流比Im/I0m為0.707通頻帶

26第二十六頁，共141頁。電感線圈的交變磁場安培定理指出，電流流過一個(gè)導(dǎo)體時(shí)，在此導(dǎo)體的周圍會產(chǎn)生一個(gè)磁場。27第二十七頁，共141頁。電感線圈的交變磁場在電感耦合的RFID系統(tǒng)中，閱讀器天線電路的電感常采用短圓柱形線圈結(jié)構(gòu)。28第二十八頁，共141頁。電感線圈的交變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B和距離r的關(guān)系r<<a時(shí)r>>a時(shí)29第二十九頁，共141頁。應(yīng)答器的天線電路：Microchip公司的13.56MHz應(yīng)答器（無源射頻卡）MCRF355和MCRF360芯片的天線電路30第三十頁，共141頁。e5550芯片的天線電路工作頻率為125kHz，電感線圈和電容器為外接。31第三十一頁，共141頁。并聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路適用于恒壓源，即信號源內(nèi)阻很小的情況。如果信號源的內(nèi)阻大，應(yīng)采用并聯(lián)諧振回路。在研究并聯(lián)諧振回路時(shí)，采用恒流源（信號源內(nèi)阻很大）分析比較方便。32第三十二頁，共141頁。第三十三頁，共141頁。串并聯(lián)阻抗等效互換34第三十四頁，共141頁。閱讀器和應(yīng)答器之間的電感耦合法拉第定理指出，一個(gè)時(shí)變磁場通過一個(gè)閉合導(dǎo)體回路時(shí)，在其上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并在回路中產(chǎn)生電流。當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器產(chǎn)生的交變磁場時(shí)，應(yīng)答器的電感線圈上就會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，當(dāng)距離足夠近，應(yīng)答器天線電路所截獲的能量可以供應(yīng)答器芯片正常工作時(shí)，閱讀器和應(yīng)答器才能進(jìn)入信息交互階段。35第三十五頁，共141頁。第三十六頁，共141頁。應(yīng)答器線圈感應(yīng)電壓的計(jì)算第三十七頁，共141頁。應(yīng)答器諧振回路端電壓的計(jì)算應(yīng)答器天線電路的等效電路38第三十八頁，共141頁。應(yīng)答器諧振回路端電壓的計(jì)算39第三十九頁，共141頁。應(yīng)答器直流電源電壓的產(chǎn)生應(yīng)答器直流電源電壓的產(chǎn)生40第四十頁，共141頁。整流與濾波采用MOS管的全波整流電路41第四十一頁，共141頁。負(fù)載調(diào)制應(yīng)答器向閱讀器的信息傳送時(shí)采用42第四十二頁，共141頁?；ジ旭詈匣芈返牡刃ё杩龟P(guān)系43第四十三頁，共141頁。電阻負(fù)載調(diào)制開關(guān)S用于控制負(fù)載調(diào)制電阻Rmod的接入與否，開關(guān)S的通斷由二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼信號控制。44第四十四頁，共141頁。電阻負(fù)載調(diào)制二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼信號用于控制開關(guān)S。當(dāng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼信號為“1”時(shí)，設(shè)開關(guān)S閉合，則此時(shí)應(yīng)答器負(fù)載電阻為RL和Rmod并聯(lián)；而二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼信號為“0”時(shí)，開關(guān)S斷開，應(yīng)答器負(fù)載電阻為RL。應(yīng)答器的負(fù)載電阻值有兩個(gè)對應(yīng)值，即RL（S

斷開時(shí)）和RL與Rmod的并聯(lián)值RL//Rmod（S閉合時(shí)）。45第四十五頁，共141頁。電阻負(fù)載調(diào)制次級回路等效電路中的端電壓46第四十六頁，共141頁。電阻負(fù)載調(diào)制數(shù)據(jù)信息傳遞的原理（a）是應(yīng)答器上控制開關(guān)S的二進(jìn)制數(shù)據(jù)

編碼信號，（b）是應(yīng)答器電感線圈上的電壓波形，（c）是閱讀器電感線圈上的電壓波形，（d）是對閱讀器電感線圈上的電壓解調(diào)

后的波形。47第四十七頁，共141頁。第四十八頁，共141頁。電容負(fù)載調(diào)制電容負(fù)載調(diào)制是用附加的電容器Cmod代替調(diào)制電阻Rmod49第四十九頁，共141頁。電容負(fù)載調(diào)制電容負(fù)載調(diào)制時(shí)初、次級回路的等效電路50第五十頁，共141頁。功率放大電路功率放大電路位于RFID系統(tǒng)的閱讀器中，用于向應(yīng)答器提供能量。采用諧振功率放大器：分為A類（或稱甲類）、B類（或稱乙類）、C類（或稱丙類）三類工作狀況。在電感耦合RFID系統(tǒng)的閱讀器中，常采用B、D和E類放大器51第五十一頁，共141頁。B類功率放大器采用兩個(gè)特性相同的功率管接成推挽電路，它使一管在正半周導(dǎo)通，另一管在負(fù)半周導(dǎo)通，而后在負(fù)載上將它們的集電極電流波形合成，就可獲得完整的正弦波。52第五十二頁，共141頁。53第五十三頁，共141頁。用于125kHz閱讀器的B類放大器L3，C4和C5組成濾波網(wǎng)絡(luò)，該帶通濾波器的中心頻率。第五十四頁，共141頁。功率傳輸?shù)刃щ娐窂淖杩蛊ヅ涞臈l件下負(fù)載可獲得最大功率考慮，則應(yīng)滿足：55第五十五頁，共141頁。D類功率放大器D類諧振式功率放大器有電壓開關(guān)型、電流開關(guān)型等電路形式56第五十六頁，共141頁。57第五十七頁，共141頁。第五十八頁，共141頁。功率放大器效率電流基波幅值負(fù)載電阻RL上的輸出功率59第五十九頁，共141頁。在L1C1諧振回路的設(shè)計(jì)上應(yīng)注意下述問題L1C1諧振回路應(yīng)準(zhǔn)確調(diào)諧于激勵(lì)信號的基波頻率上為保護(hù)功率放大管，可在其集電極C和發(fā)射極E間并接一個(gè)保護(hù)二極管諧振回路中的負(fù)載RL在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)中很容易理解為應(yīng)答器反射電阻Rf1和電感線圈損耗電阻R1之和60第六十頁，共141頁。電流開關(guān)型D類功率放大器61第六十一頁，共141頁。第六十二頁，共141頁。第六十三頁，共141頁。電壓開關(guān)型Vs電流開關(guān)型在電壓開關(guān)型電路中，兩管是與電源電壓Vcc串聯(lián)的。電流開關(guān)型電路中，兩管與電源電壓Vcc并聯(lián)電壓開關(guān)型電路中，兩管集電極電流是正弦半波，集電極與發(fā)射極間電壓為方波，負(fù)載流過的電流是正弦波。64第六十四頁，共141頁。電流開關(guān)型電路中，兩管集電極電流是方波，集電極和發(fā)射極間電壓是正弦半波，負(fù)載兩端電壓是正弦波。在電流開關(guān)型電路中，電流是方波，電壓開關(guān)型電路中，兩管集電極電流是正弦半波第六十五頁，共141頁。傳輸線變壓器耦合功率放大器具有兩種方式：一種按傳輸線方式來工作，另一種是按照變壓器方式工作。66第六十六頁，共141頁。1:1傳輸線變壓器應(yīng)用67第六十七頁，共141頁。傳輸線變壓器信號端呈現(xiàn)的輸入阻抗傳輸線的特性阻抗68第六十八頁，共141頁。v1和v2為晶體管VT1和VT2的集電極電壓，很顯然在輸入開關(guān)信號激勵(lì)下，兩管集電極電壓為方波，且電壓反相。兩管集電極電流為正弦半波，各電流的方向如箭頭所指。69第六十九頁，共141頁。E類功率放大器單管工作于開關(guān)狀態(tài)，諧波成分主要為二次諧波。它選取適當(dāng)?shù)呢?fù)載網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以使它的瞬態(tài)響應(yīng)最佳。當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通（或斷開）的瞬間，只有當(dāng)器件的電壓（或電流）將為零后，才能導(dǎo)通（或斷開）。70第七十頁，共141頁。E類功率放大器E類功率放大器基本電路71第七十一頁，共141頁。E類功率放大器等效電路圖72第七十二頁，共141頁。73第七十三頁，共141頁。設(shè)計(jì)一個(gè)E類功率放大器，工作頻率為1MHz，輸出到負(fù)載RL=50Ω上的功率Po=5W，電源電壓VCC=24V。74第七十四頁，共141頁。電磁兼容:電子產(chǎn)品的電磁兼容性（EMC）包含兩方面,一是電磁干擾（EMI），二是抗電磁干擾的能力（EMS）。在13.56MHz頻率，F(xiàn)CC的15.225節(jié)的規(guī)定為:載波頻率范圍:13.56MHz±7kHz；基波頻率的場強(qiáng):10mV/m，測量距離為30m；諧波功率:基波功率的-50.45dB

75第七十五頁，共141頁。具有EMC濾波電路的13.56MHz閱讀器的E類功率放大器電路76第七十六頁，共141頁。電感線圈的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式:

薄長方導(dǎo)體的電感量:

單層螺管形線圈77第七十七頁，共141頁。78第七十八頁，共141頁。應(yīng)答器（射頻卡）常用的電感線圈的結(jié)構(gòu)和外形79第七十九頁，共141頁。

RFID頻率分類及具體參數(shù)參數(shù)低頻（LF）高頻（HF）超高頻（UHF）微波（MW）頻率125~134KHz13.56MHz433MHz,860~960MHz2.45GHz,5.8GHz技術(shù)特點(diǎn)穿透及繞射能力強(qiáng)（能穿透水及繞射金屬物質(zhì)）；但速度慢、距離近性價(jià)比適中，適用于絕大多數(shù)環(huán)境；但抗沖突能力差速度快、作用距離遠(yuǎn)；但穿透能力弱（不能穿透水，被金屬物質(zhì)全反射），且全球標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一一般為有源系統(tǒng)，作用距離遠(yuǎn)；但抗干擾力差作用距離<10cm1~20cm3~8m>10m典型應(yīng)用門禁、防盜系統(tǒng)等智能卡，電子票務(wù)等自動(dòng)控制、倉儲管理、物流跟蹤等道路收費(fèi)第八十頁，共141頁。數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議與方式：常用的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)方式A、幅度調(diào)制鍵控(ASK)；

B、頻移鍵控(FSK)；C、相移鍵控(PSK)常用的數(shù)據(jù)編碼方式：A、反向不歸零碼(NRZ)B、曼徹斯特編碼(Manchester)2.2.2RFID技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和安全性第八十一頁，共141頁。D、單極性歸零編碼(UnipolarRZ)E、差動(dòng)雙相編碼(DBP)F、米勒編碼(Miller)G、差動(dòng)編碼H、脈沖寬度編碼(PulseWidthModulation,PWM)I、脈沖位置編碼(PulsePositionModulation,PPM)第八十二頁，共141頁。數(shù)據(jù)安全性根據(jù)實(shí)際情況考慮是否選擇具有密碼功能的系統(tǒng)相互對稱的鑒別：加密密鑰和解密密鑰一樣-建立在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO9798-2“三通相互鑒別”的礎(chǔ)上。-讀寫器和標(biāo)簽在通信中互相檢測另一方的密碼利用導(dǎo)出密鑰的鑒別：-所有屬于同一應(yīng)用的標(biāo)簽都是用相同的密鑰K來保護(hù)。-每個(gè)標(biāo)簽采用不同的密鑰來保護(hù)第八十三頁，共141頁。加密的數(shù)據(jù)傳輸攻擊者的類型試圖竊聽數(shù)據(jù)（被動(dòng)攻擊）試圖修改數(shù)據(jù)（主動(dòng)攻擊）傳輸數(shù)據(jù)（明文）可以在傳輸前使用密鑰和加密算法（密碼術(shù)）變換為秘密數(shù)據(jù)（密文），防止被攻擊

第八十四頁，共141頁。2.3RFID技術(shù)的產(chǎn)品2.3.1閱讀器在RFID系統(tǒng)主要構(gòu)成部分之一主要功能與標(biāo)簽之間通信與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通信第八十五頁，共141頁。在讀寫區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽同時(shí)識讀，具備防碰撞功能能夠校驗(yàn)讀寫過程中的錯(cuò)誤信息對有源標(biāo)簽，能夠標(biāo)識電池信息，如電量等第八十六頁，共141頁。軟件部分控制軟件（controller）導(dǎo)入軟件（bootloader）解碼器（decoder）硬件部分控制系統(tǒng)接收器發(fā)送器閱讀器的基本構(gòu)成第八十七頁，共141頁。固定式閱讀器：將射頻控制器和高頻接口封裝在一個(gè)固定的外殼中，完全集成射頻識別的功能閱讀器的分類第八十八頁，共141頁。手持機(jī)（handheldreader,HR）:便攜式閱讀器的簡稱，是適合于用戶手持使用的一類射頻電子標(biāo)簽讀寫設(shè)備，常用在動(dòng)物識別、巡檢、付款掃描、測試等情況中第八十九頁，共141頁。發(fā)卡器（cardissuer或registrationreader）也稱讀卡器、發(fā)卡機(jī)、發(fā)卡管理機(jī)等主要用來對射頻卡進(jìn)行具體內(nèi)容的操作，包括建立檔案、消費(fèi)糾錯(cuò)、掛失、補(bǔ)卡、信息修正等通常與計(jì)算機(jī)放在一起。第九十頁，共141頁。閱讀器的發(fā)展趨勢模塊化將不同協(xié)議繼承在一個(gè)讀頭模塊上兼容讀取多頻段及多種協(xié)議的標(biāo)簽，如EPC，ISO18000-6等多天線接口相位控制技術(shù)多種通信數(shù)據(jù)接口第九十一頁，共141頁。小型化，便攜化，嵌入化-與其他多種自動(dòng)識別技術(shù)集成，如與條碼集成、智能信道分配、擴(kuò)頻技術(shù)、碼分多址技術(shù)。第九十二頁，共141頁。標(biāo)簽（tag,transponder)：也稱電子標(biāo)簽，射頻卡，射頻卷標(biāo)，應(yīng)答器，智能標(biāo)簽或感應(yīng)標(biāo)簽主要功用:在于接收到閱讀器(reader)的命令后，將本身所存儲的編碼(code)回傳給閱讀器。2.3.2標(biāo)簽第九十三頁，共141頁。電路成本低，性能可靠，十分方便于大規(guī)模生產(chǎn)標(biāo)簽的分類：根據(jù)不同的功能分：只讀；單次寫入多次讀取；多次讀寫。根據(jù)有無電源分：被動(dòng)式；半主動(dòng)式；主動(dòng)式被動(dòng)式(passive)標(biāo)簽:本身沒有電源，其電源是來自閱讀器，由閱讀器發(fā)射頻率使感應(yīng)標(biāo)簽產(chǎn)生能量而將數(shù)據(jù)回傳給閱讀器。第九十四頁，共141頁。體積比較小擁有相當(dāng)長的使用年限感應(yīng)的距離較短第九十五頁，共141頁。主動(dòng)式(active)標(biāo)簽:有內(nèi)建電池，用于與閱讀器通信有較長的感應(yīng)距離價(jià)格較高體積較大使用年限較短。第九十六頁，共141頁。根據(jù)頻率的高低低頻率高頻率超高頻率低頻率低頻率(lowfrequency)標(biāo)簽使用100~500KHz頻帶通信，以125KHz為主，穿透能力好，感應(yīng)距離較短，讀取速度較慢。第九十七頁，共141頁。高頻率高頻率(highfrequency)標(biāo)簽使用10~15MHz頻帶，以13.56MHz為主，感應(yīng)距離略長，讀取速度較低頻快。超高頻率超高頻(ultrahighfrequency/microwave)標(biāo)簽使用860~960MHz的超高頻以及2.4GHz~6GHz的微波段，感應(yīng)距離最長，速度也最快，穿透性差。第九十八頁，共141頁。射頻識別系統(tǒng)的各種區(qū)別特征技術(shù)特性分類工作方式全雙工系統(tǒng)/半雙工系統(tǒng)/時(shí)序系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大于1bit/1bit標(biāo)簽可否編程閱讀器/編程器數(shù)據(jù)載體EEPROM/FRAM/SRAM狀態(tài)模式狀態(tài)機(jī)/微處理器能量供應(yīng)有源系統(tǒng)/無源系統(tǒng)（電池供電/頻率場供電）頻率范圍低頻/中高頻/超高頻/微波數(shù)據(jù)傳輸方式次諧/波反向散射（負(fù)載調(diào)制）/其他標(biāo)簽應(yīng)答頻率n,1/n倍/1:1/多樣化第九十九頁，共141頁。作用距離更遠(yuǎn)無線可讀寫性能更加完善適合高速移動(dòng)物品識別快速多標(biāo)簽讀/寫功能一致性更好強(qiáng)場強(qiáng)下的自保護(hù)功能更完善標(biāo)簽的發(fā)展趨勢第一百頁，共141頁。智能性更強(qiáng)，更完善的加密特性帶有傳感器功能的標(biāo)簽帶有其他附屬功能的標(biāo)簽體積更小成本更低第一百零一頁，共141頁。2.3.3中間件中間件是位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。中間件應(yīng)具備的特點(diǎn)：滿足大量應(yīng)用的需要；運(yùn)行于多種硬件和OS平臺；支持分布計(jì)算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺的透明性的應(yīng)用或服務(wù)的交互支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議；第一百零二頁，共141頁。支持標(biāo)準(zhǔn)的接口中間件的功能及實(shí)現(xiàn)原理RFID標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介提供一組通用的應(yīng)用程序接口（API）接受應(yīng)用系統(tǒng)的請求對指定的閱讀器發(fā)起操作命令RFID中間件的系統(tǒng)架構(gòu)以應(yīng)用程序?yàn)橹行模╝pplicationcentric）以架構(gòu)為中心（infrastructurecentric）第一百零三頁，共141頁。RFID中間件具有的特征獨(dú)立于架構(gòu)（insulationinfrastructure）、數(shù)據(jù)流（dataflow）處理流（processflow）標(biāo)準(zhǔn)（standard）第一百零四頁，共141頁。中間件的發(fā)展趨勢與閱讀器管理系統(tǒng)融合能夠支持多標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽和多廠商閱讀器普通商品化面向服務(wù)第一百零五頁，共141頁。目前，RFID還未形成統(tǒng)一的全球化標(biāo)準(zhǔn)，市場為多種標(biāo)準(zhǔn)并存的局面隨著全球物流行業(yè)RFID大規(guī)模應(yīng)用的開始，RFID標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一已經(jīng)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)同已經(jīng)發(fā)布或者是正在制定中的標(biāo)準(zhǔn)主要是與數(shù)據(jù)采集相關(guān)。2.4RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)第一百零六頁，共141頁。標(biāo)簽與讀寫器之間的空中接口(airinterface）讀寫器與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議RFID標(biāo)簽與讀寫器的性能和一致性測試規(guī)范RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼標(biāo)準(zhǔn)五大標(biāo)準(zhǔn)組織EPCGlobal；ISO；AIM；UID；IP-X第一百零七頁，共141頁。2.4.1ISO標(biāo)準(zhǔn)體系制定機(jī)構(gòu)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）國際電工委員會（IEC）國際電信聯(lián)盟（ITU）空中接口通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：RFID標(biāo)簽和讀寫器之間的信號形式、編解碼規(guī)范、多標(biāo)簽碰撞協(xié)議，以及命令格式等內(nèi)容第一百零八頁，共141頁。覆蓋了RFID應(yīng)用的常用頻段，如125~134.2kHz、13.56MHz、433MHz、860~960MHz、2.45GHz、5.8GHz等數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC15961:應(yīng)用層中的數(shù)據(jù)協(xié)議ISO/IEC15962:數(shù)據(jù)的編碼、壓縮、存儲格式，以及將電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可利用的應(yīng)用程序的方法第一百零九頁，共141頁。ISO/IEC15963:RFID唯一標(biāo)識的編碼體系，該體系兼容ISO/IEC7816-6、ISO/TS14816、EAN/UCC編碼、INCITS256等第一百一十頁，共141頁。ISO/IEC18046:RFID設(shè)備的性能檢測方法：對標(biāo)簽性能參數(shù)、速度、標(biāo)簽陣列、方向、單標(biāo)簽檢測及多標(biāo)簽檢測等標(biāo)簽性能檢測方法。對讀取距離、讀取率、單標(biāo)簽和多標(biāo)簽讀取等讀寫器性能檢測方法IS0/IEC18047組成性能測試和一致性測試標(biāo)準(zhǔn)第一百一十一頁，共141頁。名稱頻率對應(yīng)協(xié)議ISO/IEC18047-2125kHz~134kHzISO18000-2ISO/IEC18047-313.56MHzISO18000-3ISO/IEC18047-42.45GHzISO18000-4ISO/IEC18047-6860~960MHzISO18000-6ISO/IEC18047-7433MHzISO18000-7第一百一十二頁，共141頁。實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RealTimeLocatingSystems，RTLS）是應(yīng)用于單品管理中大范圍或小范圍定位的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC24730-12006《RTLS應(yīng)用編程接口API》描述了RTLS服務(wù)的訪問方法使客戶應(yīng)用程序可以方便地訪問RTLS系統(tǒng)第一百一十三頁，共141頁。ISO/IEC24730-22006《RTLS-2.4GHz空中接口通信協(xié)議》查詢精度在3m左右ISO/IEC24730-5《RTLS-2.4GHz線性調(diào)頻擴(kuò)展頻譜（CSS）空中接口通信協(xié)議》ISO/IEC24730-6《RTLS-超寬帶空中接口通信協(xié)議》第一百一十四頁，共141頁。2.4.2EPCGlobal標(biāo)準(zhǔn)體系EPCglobal

網(wǎng)絡(luò)提供對全球供應(yīng)鏈上貿(mào)易單元即時(shí)、準(zhǔn)確、自動(dòng)的識別和跟蹤。系統(tǒng)成員終端成員系統(tǒng)服務(wù)商。第一百一十五頁，共141頁。提供的服務(wù)分配、維護(hù)和注冊EPC管理者代碼對用戶進(jìn)行EPC技術(shù)和EPC網(wǎng)絡(luò)相關(guān)內(nèi)容的教育和培訓(xùn)參與EPC商業(yè)應(yīng)用案例實(shí)施和EPCglobal網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的制定參與EPCglobal網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)組成、研究開發(fā)和軟件系統(tǒng)等的規(guī)范制定和實(shí)施。第一百一十六頁，共141頁。引領(lǐng)EPC研究方向認(rèn)證和測試；與其他用戶共同進(jìn)行試點(diǎn)和測試。EPCglobal的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架：硬件；軟件；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及由EPCglobal運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等多個(gè)方面的內(nèi)容第一百一十七頁，共141頁。UbiquitousID（泛在ID）在“某地”或“某物”上裝上世界上獨(dú)一無二的泛在識別碼“uCode”通過計(jì)算機(jī)的自動(dòng)識別，將現(xiàn)實(shí)世界與虛擬空間緊密連接在一起的技術(shù)簡稱“UID”，日本推出。2.4.3UbiquitousID標(biāo)準(zhǔn)體系第一百一十八頁，共141頁。始于20世紀(jì)80年代中期的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)eTronT-Engine是其中核心的體系架構(gòu)體系架構(gòu)泛在識別碼（uCode）信息系統(tǒng)服務(wù)器泛在通信器uCode解析服務(wù)器第一百一十九頁，共141頁。uCode128bit340×1036編碼空間可以以128bit為單元進(jìn)一步擴(kuò)展至256bit、384bit或512bit第一百二十頁，共141頁。2005年11月，中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會完成了兩份報(bào)告《我國RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架報(bào)告》《我國RFID標(biāo)準(zhǔn)體系表》2.4.4我國標(biāo)準(zhǔn)體系第一百二十一頁，共141頁。專題組業(yè)務(wù)領(lǐng)域總體組規(guī)劃總體目標(biāo)和工作計(jì)劃，統(tǒng)籌負(fù)責(zé)RFID標(biāo)準(zhǔn)的制定工作；協(xié)調(diào)推進(jìn)各專題組的各項(xiàng)工作標(biāo)簽與讀寫器組負(fù)責(zé)制定標(biāo)簽與讀寫器物理特性、電特性及實(shí)驗(yàn)方法等標(biāo)準(zhǔn)頻率與通信組負(fù)責(zé)提出我國RFID頻率需求、制定RFID通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的檢測方法數(shù)據(jù)格式組負(fù)責(zé)制定基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、術(shù)語、產(chǎn)品編碼、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等標(biāo)準(zhǔn)信息安全組負(fù)責(zé)制定RFID相關(guān)的信息安全標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用組負(fù)責(zé)制定RFID相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)知識產(chǎn)權(quán)組制定RFID標(biāo)準(zhǔn)知識產(chǎn)權(quán)政策、起草知識產(chǎn)權(quán)法律文件，提供知識產(chǎn)權(quán)咨詢服務(wù)第一百二十二頁，共141頁。2.5.1智能工業(yè)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬人在制造過程中和

產(chǎn)品使用過程中的智力活動(dòng)包括:生產(chǎn)過程控制生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測2.5RFID技術(shù)的應(yīng)用第一百二十三頁，共141頁。制造供應(yīng)鏈跟蹤產(chǎn)品全生命周期監(jiān)測促進(jìn)安全生產(chǎn)和節(jié)能減排，智能生產(chǎn)線

標(biāo)簽可向制造過程和零配件供應(yīng)過程的自動(dòng)控制裝置提供數(shù)部件的歷程路徑都可以全程記錄下來并實(shí)現(xiàn)追溯跟蹤質(zhì)量檢驗(yàn)證明也可以記錄在RFID系統(tǒng)上。第一百二十四頁，共141頁。第一百二十五頁，共141頁。工業(yè)化生產(chǎn)集約高效可持續(xù)發(fā)展高度的技術(shù)規(guī)范高效益的集約化規(guī)模經(jīng)營例如：實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、土壤溫度、

2.5.2智能農(nóng)業(yè)第一百二十六頁，共141頁。CO2濃度、濕度信號以及光照、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，對大棚溫濕度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制養(yǎng)殖動(dòng)物識別：每只動(dòng)物有一個(gè)耳標(biāo)（RFID標(biāo)簽）上的號碼中央管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫里記錄動(dòng)物全部記錄用于動(dòng)物的識別和跟蹤，用于動(dòng)物疫情監(jiān)控第一百二十七頁，共141頁。貨物從供應(yīng)者向需求者的智能移動(dòng)過程運(yùn)輸倉儲配送包裝裝卸信息獲取加工和處理2.5.3智