項目六自動識別技術及應用

任務一自動識別技術的認知目錄1.1物聯網與射頻識別技術

物聯網的定義是，通過射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物體與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。

1.1物聯網與射頻識別技術什么是射頻識別

射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）是一種自動識別技術，它利用無線射頻信號實現無接觸信息傳遞，達到自動識別目標對象的目的。RFID技術無需人工干預，即可完成物品信息的采集和傳輸，被稱為21世紀十大重要技術之一。1.1物聯網與射頻識別技術2、RFID與物聯網的關系

RFID是實現物聯網的關鍵技術。RFID技術與互聯網、移動通訊等技術相結合，可以實現全球范圍內物體的跟蹤與信息的共享，從而給物體賦予智能，實現人與物體以及物體與物體的溝通和對話，最終構成聯通萬事萬物的物聯網。

RFID技術將物聯網的觸角伸到了物體之上。互聯網時代，人與人之間的距離變小了；而繼互聯網之后的物聯網時代，RFID技術將人與物、物與物之間的距離變小了1.2自動識別技術1.什么是自動識別

傳統(tǒng)的信息采集是通過人工手段錄入的，不僅勞動強度大，而且數據誤碼率高。以計算機和通信技術為基礎的自動識別技術，可以對信息自動識別，使得人類得以對大量數據信息進行及時、準確的處理。

自動識別技術是物聯網體系的重要組成部分，是構造全球物品信息實時共享的重要組成部分，是物聯網的基石。

自動識別技術是一種高度自動化的信息或數據采集技術，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理。1.2自動識別技術2.自動識別技術的分類按照應用領域和具體特征，自動識別技術可以分為：

條碼識別技術、磁卡識別技術IC卡識別技術、射頻識別技術其中，條碼是光識別技術、磁卡是磁識別技術、IC卡是電識別技術、射頻識別是無線識別技術。

此外，還有生物識別技術、圖像識別技術、光學字符識別技術和等。1.2自動識別技術（1）條碼識別技術

條碼是由一組條、空和數字符號組成，按一定編碼規(guī)則排列，用以表示一定的字符、數字及符號等信息。

條碼識別是對紅外光或可見光進行識別，由掃描器發(fā)出的紅外光或可見光照射條碼標記，深色的“條”吸收光，淺色的“空”將光反射回掃描器，掃描器將光反射信號轉換成電子脈沖，再由譯碼器將電子脈沖轉換成數據，最后傳至后臺。1.2自動識別技術1.2自動識別技術（2）磁卡識別技術

磁卡最早出現在20世紀60年代，當時倫敦交通局將地鐵票背面全涂上磁介質，用來儲值。

磁條從本質意義上講和計算機用的磁帶或磁盤是一樣的，它可以用來記載字母、字符及數字信息。磁條記錄信息的方法是變化磁的極性（如S-N和N-S），一部解碼器可以識讀到磁性變換，并將它們轉換回字母或數字的形式，以便由一部計算機來處理。1.2自動識別技術

磁卡的特點是數據可讀寫，即具有現場改變數據的能力。這個優(yōu)點使得磁卡的應用領域十分廣泛，如信用卡、銀行ATM卡、電話磁卡和機票等。

磁卡數據存儲的時間長短受磁性粒子極性耐久性的限制，另外磁卡存儲數據的安全性一般較低。1.2自動識別技術（3）IC卡識別技術

IC卡，英文名稱為IntegratedCircuit。IC卡是一種電子式數據自動識別卡。

按照是否帶有微處理器，IC卡可分為存儲卡和智能卡兩種。存儲卡僅包含存儲芯片而無微處理器，一般的電話IC卡即屬于此類。將帶有內存和微處理器芯片的大規(guī)模集成電路嵌入到塑料基片中，就制成了智能卡，銀行的IC卡通常是指智能卡，現在我國開始推廣銀行IC卡。1.2自動識別技術1.2自動識別技術（4）射頻識別技術

射頻識別技術是通過無線電波進行數據傳遞的自動識別技術。射頻識別技術逐漸成為自動識別領域中最優(yōu)秀和應用最廣泛的技術之一，是目前最重要的自動識別技術。1.2自動識別技術RFID技術

RFID與傳統(tǒng)的條碼識別相比有很大優(yōu)勢，其優(yōu)勢如下。①RFID電子標簽抗污損能力強。②RFID電子標簽安全性高。③RFID電子標簽容量大。④RFID可遠距離同時識別多個電子標簽。⑤RFID是物聯網的基石。1.3RFID的歷史與未來1.RFID技術的產生RFID的誕生源于戰(zhàn)爭的需要，二戰(zhàn)期間，英國空軍首先在飛機上使用RFID技術，是用來分辨敵方飛機和我方飛機。1.3RFID的歷史與未來2RFID技術推廣階段20世紀60年代是RFID技術應用的初始期，一些公司引入RFID技術，開發(fā)電子監(jiān)控設備來保護財產、防止偷盜。例如，1位的電子標簽系統(tǒng)用于商場防盜。20世紀70年代是RFID技術應用的發(fā)展期，RFID技術成為人們研究的熱門課題，出現了一系列RFID技術的研究成果。20世紀80年代是RFID技術應用的成熟期，挪威使用了RFID電子收費系統(tǒng)，美國鐵路用RFID系統(tǒng)識別車輛，歐洲用RFID電子標簽跟蹤野生動物來對野生動物進行研究。20世紀90年代RFID技術首先在美國的公路自動收費系統(tǒng)得到了廣泛應用。發(fā)達國家配置了大量的RFID電子收費系統(tǒng)，并將RFID用于安全和控制系統(tǒng)。1.3RFID的歷史與未來2RFID技術推廣階段20世紀60年代是RFID技術應用的初始期，一些公司引入RFID技術，開發(fā)電子監(jiān)控設備來保護財產、防止偷盜。例如，1位的電子標簽系統(tǒng)用于商場防盜。20世紀70年代是RFID技術應用的發(fā)展期，RFID技術成為人們研究的熱門課題，出現了一系列RFID技術的研究成果。20世紀80年代是RFID技術應用的成熟期，挪威使用了RFID電子收費系統(tǒng)，美國鐵路用RFID系統(tǒng)識別車輛，歐洲用RFID電子標簽跟蹤野生動物來對野生動物進行研究。20世紀90年代RFID技術首先在美國的公路自動收費系統(tǒng)得到了廣泛應用。發(fā)達國家配置了大量的RFID電子收費系統(tǒng)，并將RFID用于安全和控制系統(tǒng)。1.3RFID的歷史與未來3.RFID技術的普及階段

RFID技術在沃爾瑪公司的應用。沃爾瑪的100個主要供應商2005年應用RFID電子標簽，在2006年將擴展到其他的供應商，同時將很快在歐洲實施，然后是剩下的其他海外區(qū)域。RFID技術在美國國防部的應用。美國國防部認為，RFID在集裝箱聯運跟蹤和庫存物資跟蹤方面具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。RFID的技術標準。目前國際上有多種RFID標準，其中ISO/IEC、EPCglobal和UID是三種主要RFID標準。1.3RFID的歷史與未來4物聯網RFID現狀與未來

物聯網RFID應用領域

（1）制造領域

（2）物流領域

（3）零售領域

（4）醫(yī)療領域

（5）身份識別領域

（6）軍事領域

（7）防偽安全領域

（8）資產管理領域1.3RFID的歷史與未來

（9）交通領域

（10）食品領域

（11）圖書領域

（12）動物領域

（13）農業(yè)領域

（14）電力管理領域

（15）電子支付領域

（16）環(huán)境監(jiān)測領域

（17）智能家居領域1.3RFID的歷史與未來

（9）交通領域

（10）食品領域

（11）圖書領域

（12）動物領域

（13）農業(yè)領域

（14）電力管理領域

（15）電子支付領域

（16）環(huán)境監(jiān)測領域

（17）智能家居領域1.4RFID系統(tǒng)構成1.4.1RFID基本組成

1.RFID系統(tǒng)的構成

RFID系統(tǒng)因應用不同其組成會有所不同，但基本都是由電子標簽、讀寫器和系統(tǒng)高層這三大部分組成。1.4RFID系統(tǒng)構成（1）電子標簽

電子標簽由芯片及天線組成，附在物體上標識目標對象，每個電子標簽具有唯一的電子編碼，存儲著被識別物體的相關信息。

（2）讀寫器

讀寫器是利用射頻技術讀寫電子標簽信息的設備。

（3）系統(tǒng)高層

復雜的RFID系統(tǒng)會有多個讀寫器，這需要系統(tǒng)高層處理問題。系統(tǒng)高層是計算機網絡系統(tǒng)，數據交換與管理由計算機網絡完成。1.4RFID系統(tǒng)構成2.RFID系統(tǒng)的分類

（1）按照頻率分類

低頻系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、微波系統(tǒng)。（2）

按照供電方式分類

無源供電系統(tǒng)、有源供電系統(tǒng)、半有源供電系統(tǒng)。（3）

按照耦合方式分類

電感耦合方式、電磁反向散射方式。1.4RFID系統(tǒng)構成（4）

按照技術方式分類

主動廣播式、被動倍頻式、被動反射調制式。（5）

按照保存信息方式分類

只讀電子標簽、一次寫入只讀電子標簽、現場有線可改寫式、現場無線可改寫式。（6）

按照系統(tǒng)檔次分類

低檔系統(tǒng)、中檔系統(tǒng)、高檔系統(tǒng)。（7）

按照工作方式分類

全雙工和半雙工工作方式、時序工作方式。1.4RFID系統(tǒng)構成

1.4.2

電子標簽

電子標簽（Tag）又稱為射頻標簽、應答器或射頻卡。電子標簽附著在待識別的物品上，每個電子標簽具有唯一的電子編碼，是射頻識別系統(tǒng)真正的數據載體。

在RFID系統(tǒng)中，電子標簽的價格遠比讀寫器低，但電子標簽的數量很大，應用場合多樣，電子標簽的組成、外形和特點也各不相同。

1.4RFID系統(tǒng)構成

1.電子標簽的基本組成

一般情況下，電子標簽由標簽專用芯片和標簽天線組成。芯片用來存儲物品的數據，天線用來收發(fā)無線電波。

1.4RFID系統(tǒng)構成

2.電子標簽的結構形式

電子標簽的結構形式多種多樣，有卡片型、環(huán)型、鈕扣型、條型、盤型、鑰匙扣型和手表型等。電子標簽可能會是獨立的標簽形式，也可能會和諸如汽車點火鑰匙集成在一起進行制造。1.4RFID系統(tǒng)構成

（1）

卡片型電子標簽

我國第二代身份證

門禁卡（2）標簽類電子標簽

具有粘貼功能

鑰匙扣型

1.4RFID系統(tǒng)構成

3.電子標簽的工作特點

（1）低頻電子標簽的特點

低頻頻率使用自由；電波穿透力強；采用普通CMOS工藝，省電、廉價；有不同封裝形式；磁場能產生相對均勻的讀寫區(qū)域。

存儲數據量?。蛔R別距離近；數據傳輸速率比較慢，天線價格相對較貴。1.4RFID系統(tǒng)構成

（2）高頻電子標簽的特點

存貯的數據量增大；用更高的傳輸速率傳送信息；天線的制作更為簡單；頻段全球都免許可使用。

該頻率的波長可以穿過大多數的材料，但是會降低讀取距離；識別距離近。1.4RFID系統(tǒng)構成

（3）微波電子標簽的特點

電子標簽與讀寫器的距離較遠；有很高的數據傳輸速率；可以讀取高速運動物體的數據；多個電子標簽同時讀取。

微波穿透力弱。1.4RFID系統(tǒng)構成

4.電子標簽的技術參數

標簽激活的能量要求；

標簽信息的讀寫速度；

標簽信息的傳輸速率；標簽信息的容量；

標簽的封裝尺寸；標簽的讀寫距離；

標簽的可靠性；標簽的工作頻率；5.電子標簽的封裝

紙標簽、塑料標簽、玻璃標簽。

1.4RFID系統(tǒng)構成

6.電子標簽的發(fā)展趨勢

體積更小；成本更低；作用距離更遠；

無源可讀寫性能更加完善；適合高速移動物體的識別；

多標簽同時讀寫功能；電磁場下自我保護功能更完善；

智能性更強；加密特性更完善；

帶有其他附屬功能的標簽；具有殺死功能的標簽；

新的生產工藝；帶有傳感器功能。1.4RFID系統(tǒng)構成1.4.3

讀寫器

讀寫器（ReaderandWriter）又稱為閱讀器（Reader），是讀取和寫入電子標簽內存信息的設備。

讀寫器可以與計算機網絡進行連接，計算機網絡可以完成數據信息的存儲、管理和控制。

讀寫器是一種數據采集設備，將前端電子標簽所包含的信息，傳遞給后端的計算機網絡。

1.4RFID系統(tǒng)構成

1.讀寫器的基本組成

讀寫器基本由射頻模塊、控制處理模塊和天線三部分組成。讀寫器通過天線與電子標簽進行無線通信，讀寫器可以看成一個特殊的收發(fā)信機；同時，讀寫器也是電子標簽與計算機網絡的連接通道。1.4RFID系統(tǒng)構成