1、學(xué)術(shù)活動,射頻識別技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用,RFID是什么？,RFID：RFID是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽, 是利用無線射頻信號實現(xiàn)非接觸方式下的雙向通信，完成對目標(biāo)對象的自動識別和數(shù)據(jù)的讀寫操作。 區(qū)別于其他的短距離無線通信技術(shù)在于RFID的被動工作模式，即利用反射能量進(jìn)行通信。,RFID是什么？,RFID技術(shù)具有無接觸、精度高、抗干擾、速度快以及適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于諸如物流管理、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生、商品防偽、資產(chǎn)管理以及國防軍事等領(lǐng)域，被公認(rèn)為二十一世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。,二十一世紀(jì)十大重要技術(shù)包括：iPhon

2、e，社交網(wǎng)站，網(wǎng)格計算，外包，RFID ，虛擬技術(shù) ，博客 ，綠色技術(shù) ，VOIP ，網(wǎng)絡(luò)視頻。,歷史與發(fā)展,RFID在歷史上的首次應(yīng)用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間 (上世紀(jì)40年代) 。 在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國為了識別返航的飛機(jī)，就在盟軍的飛機(jī)上裝備有高耗電量的主動式標(biāo)簽(Active Tag)，當(dāng)控制塔上的探詢器向返航的飛機(jī)發(fā)射一個詢問信號后，飛機(jī)上的標(biāo)簽就會發(fā)出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，探詢器根據(jù)接收到的回傳信號來識別敵我。這是有記錄的第一個RFID敵我識別系統(tǒng)IFF(Identify: Friend or Foe) ，也是第一個RFID的第一次實際應(yīng)用。,1948年，Harry Stockman

3、發(fā)表了題為“利用反射功率進(jìn)行通信”一文， 奠定了RFID系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。,歷史與發(fā)展,利用三極管作為開關(guān)的已調(diào)反向散射電路,歷史與發(fā)展,上世紀(jì)70年代末期，美國開始將RFID技術(shù)轉(zhuǎn)向民用。 RFID技術(shù)最先在商業(yè)上的應(yīng)用是在牲畜身上。到了80年代，美國與歐洲的幾家公司開始著手生產(chǎn)RFID標(biāo)簽。 今天，RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，從門禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以見到RFID的蹤跡。,歷史與發(fā)展,RFID的組成,最簡單的RFID系統(tǒng)：由標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）及天線（Antenna）組成，實際應(yīng)用時需與計算機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)（數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）相結(jié)合。,RFID的工作流程,閱

4、讀器通過天線發(fā)送一定頻率的射頻信號, 當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流, 標(biāo)簽被“催醒”; 同時，標(biāo)簽獲得能量將自身編碼等信息通過內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;,無源標(biāo)簽獲取能量的方法,RFID的工作流程,利用三極管作為開關(guān)的已調(diào)反向散射電路,RFID的工作流程,RFID的工作流程,閱讀器天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的信號, 經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器, 閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理 。 后臺軟件系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行相應(yīng)的動作。,RFID的工作頻率(1),電子物品監(jiān)控,民用波段電臺,GSM:900/

5、1800/1900MHZ頻段,802.11b,11g:2.4GHz,射頻信號對物體的穿透能力,RFID的工作頻率(2),各國超高頻系統(tǒng)UHF的頻率,各國超高頻系統(tǒng)UHF的頻率,在我國，851960MHz的頻段都已經(jīng)被現(xiàn)有的應(yīng)用所占用，涉及的范圍包括集群通信、GSM、CDMA等，這決定了我國很難像美國（第二區(qū)）那樣開放出26M的頻寬給RFID使用。920 925MHz的頻段在我國屬于立體聲廣播傳輸?shù)念l段，因此新的應(yīng)用應(yīng)該不對原有的應(yīng)用造成太大影響。,我國UHF 頻段的頻率使用狀況,標(biāo)簽與閱讀器的耦合方式,電感耦合方式依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合。一般適合于中、低頻工作的近距

6、離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:125KHz, 225KHz, 13.56MHz。識別作用距離小于lm，典型作用距離為10-20cm。例如第二代身份證就工作在此模式下。,電磁耦合方式利用所謂的雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)電子標(biāo)簽后反射，同時攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。作用距離大于lm，典型的作用距離為3-l0m。典型的工作頻率有:433MHz,915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz。,標(biāo)簽與閱讀器的耦合方式,RFID與其他系統(tǒng)的比較,各種卡片,條碼卡,磁卡,接觸式IC卡,RFID卡,RFID不僅僅是改進(jìn)的條碼 (1)非

7、接觸式，中遠(yuǎn)距離工作 (2)大批量、由讀寫器快速自動讀取 (3)信息量大、可以細(xì)分單品 (4)芯片存儲，可多次讀取 (5)可以與其他各種傳感器共同使用,RFID的技術(shù)特點(diǎn),閱讀器,閱讀器,閱讀器是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施 ：UHF頻段的RFID閱讀器可分為射頻電路和基帶電路兩部分。 射頻電路部分用于完成高頻調(diào)制信號的調(diào)制解調(diào)、發(fā)射接收。 基帶電路部分主要實現(xiàn)編解碼、幀成形等功能，同時完成UHF RFID讀寫器與外部設(shè)備或者Host主機(jī)之間的通信接口的任務(wù)。,閱讀器天線,電子標(biāo)簽是RFID主要核心部件，也稱射頻卡，用于存儲物體的識別信息。內(nèi)部包含一個電子芯片和一個微型天線。每個芯片都含有唯

8、一的識別碼，在實際的應(yīng)用中，射頻標(biāo)簽粘貼在待識別物體的表面。,電子標(biāo)簽,電子標(biāo)簽原理圖,按供電方式分 :有源 (Active) 標(biāo)簽和無源 (Passive)標(biāo)簽 按工作頻率分:低頻(LF)標(biāo)簽、高頻(HF)標(biāo)簽、超高頻(UHF)標(biāo)簽和微波(MW)標(biāo)簽 按通信方式分:主動式標(biāo)簽(TTF)和被動式標(biāo)簽(RTF)。 按標(biāo)簽讀寫分:只讀(R/O)標(biāo)簽、讀寫(R/W)標(biāo)簽和CPU標(biāo)簽。,RFID標(biāo)簽的分類,RFID的行業(yè)應(yīng)用,應(yīng)用與案例研究 交通管理,現(xiàn)狀： 套牌：交通違章，侵害合法車主權(quán)益； 車輛盜搶：每年近10萬輛汽車被盜； 交通的通行限行管理； 高速公路的收費(fèi)； 公交優(yōu)先； 車輛通行信息的精準(zhǔn)記

9、錄。,交通管理,車輛擋風(fēng)玻璃上安裝車載通行支付RFID電子標(biāo)簽。 電子標(biāo)簽與收費(fèi)站ETC車道上的微波天線之間的通過微波短程通信。 利用計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)與銀行系統(tǒng)進(jìn)行后臺結(jié)算處理,高速公路ETC 系統(tǒng),ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng),高速公路全國聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費(fèi) 高速公路路徑識別 隨著高速公路路網(wǎng)建設(shè)的逐步完成，主要出現(xiàn)下面兩個問題急需解決： 路徑識別及通行費(fèi)精確拆分問題 通行效率問題,未來重點(diǎn)解決的問題,路徑識別及通行費(fèi)拆分問題,路徑識別及通行費(fèi)拆分問題,路徑識別應(yīng)用框架,RF-SIM的應(yīng)用案例,RF-SIM的應(yīng)用案例,RF-SIM的應(yīng)用案例,RF-SIM的應(yīng)用案例,RF-SIM的國內(nèi)應(yīng)用案例,Google

10、錢包,功能：不僅取代銀行卡的無線支付功能，還能收到商場廣告，收到推銷郵件，存儲優(yōu)惠券，通過 Google Checkout 等方式完成交易。對商家而言，Goolge NFC 支付系統(tǒng)提供了無縫營銷廣告的機(jī)會：通過特殊產(chǎn)品吸引顧客，然后提供一個從促銷到電子優(yōu)惠券的流暢交易過程，然后完成購買和支付。,地鐵電子車票,手機(jī)付費(fèi)直接將芯片裝在手機(jī)內(nèi)的方式，手機(jī)可以和儲值票一樣使用，用手機(jī)即可直接過AGM，可以購單程票，可以通過移動支付帳戶充值；,目前，日本NTT的DoCoMo已推出這種手機(jī)，手機(jī)付費(fèi)在軌道交通的應(yīng)用即將進(jìn)入實施階段；韓國的移動通信運(yùn)營商也打算將“漢城通”T-Money應(yīng)用放到手機(jī)上，一方面作為用戶身份識別，另一方面是要用于無線移動支付。國內(nèi)廣州和重慶已經(jīng)開始試點(diǎn)。,地鐵電子車票,RFID的發(fā)展瓶頸,隱私權(quán)問題 : 道高一尺，魔高一丈 失業(yè)問題 : 流程自動化，人力縮減 技術(shù)的突破 : 讀取無法百分百 成本的降低 : 尚未大量使用，制造成本高。目前，僅一個RFID電