第1章(RFID技术概述)分解.ppt

RFID原理及应用 主讲人：李 媚 TELQQ信息学院计算机系 第1章 RFID技术概述 1.1 RFID技术应用预览 （1）安全防护领域； （2）生产销售领域； （3）管理与数据统计领域； （4）交通运输领域； …… （1）安全防护领域 门禁保安，汽车防盗，电子物品监控 （2）生产销售 生产线自动化（宝马汽车装配），仓储管理，产品防伪，RFID卡收费（智能停车场） （3）管理与数据统计 畜牧管理，运动计时 （4）交通运输 高速自动收费，火车和集装箱自动识别。 （5）其它 智能图书馆 1.2　RFID技术的特点 RFID自动识别的优势及特点主要表现如下： 1. 快速扫描 2. 体积小型化、形状多样化 3. 抗污染能力和耐久性 4. 可重复使用 5. 穿透性和无屏障阅读 6. 数据的记忆容量大 条形码：50B，二维码：越500汉字，RFID：数M 7. 安全性 RFID各频段分类及典型频率 低（30-300KHz，125KHz），1米，工具识别 高（3M-30MHz，13.56MHz），1米，门禁卡 超高（850-910MHz，433MHz），4-10米，ETC 微波（2.45GHz） 1.3 RFID系统的组成 1.3.1 硬件组件 1. 阅读器（读写器，Reader）※ 阅读器通常由射频接口、逻辑控制单元和天线3部分组成，其内部结构如图1-3所示。负责与Tag双向通信，接受来自主机的控制指令。 逻辑控制单元： 执行指令，控制阅读器和电子标签的通信，编码与解码，对数据加密与解密，执行防碰撞算法，对阅读器和标签身份验证。 射频接口： 产生高频发射能量并激活电子标签 对发射信号调制，并传输给电子标签 接受来自于电子标签的射频信号 天线：接收电磁波 电流信号，或 电流信号 电磁波 发射出去。 2. 电子标签（Electronic Tag） 电子标签的内部结构如图所示。 电子标签（Electronic Tag）：也称为智能标签（Smart Label），是指由IC芯片和无线通信天线组成的超微型的小标签，其内置的射频天线用于和阅读器进行通信。电子标签是射频识别系统真正的数据载体。 1.3.2 软件组件 1. RFID软件系统分类 （1）前端软件：供应商提供演示、驱动、接口，集成商或客户开发的前端操作软件。读写、防碰撞、安全、检测纠错。 （2）中间件软件：RFID运作的中枢 （3）后端软件：处理采集信息的后台软件系统。系统管理、电子标签管理、数据分析和储存。 （4）其它软件：开发、测试、评估、演示、模拟等。 2. 什么是中间件（Middleware）？ 属于软件复用的范畴； 处于操作系统和用户应用软件中间，在操作系统、网络、和数据库之上，应用软件的下层； 为上层应用软件提供运行与开发环境，帮助用户灵活高效的开发和集成复杂应用软件。 RFID中间件 RFID中间件扮演着电子标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件提供的一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID阅读器，读取电子标签数据。 为何要用RFID中间件 RFID中间件主要包括以下4个功能 阅读器协调控制：终端用户通过RFID中间件直接配置、监控以及发送指令给Reader。 数据过滤与处理：纠错、过滤掉冗余数据、防碰撞（不同阅读器读取同一电子标签）。 数据路由与集成：对采集到的数据进行分发。 进程管理：根据定制负责数据的监控与事件的触发。 RFID中间件的需求 3.RFID应用系统软件 RFID应用系统软件是针对不同行业的特定需求开发的应用软件，可以有效地控制阅读器对电子标签信息进行读写，并且对收集到的目标信息进行集中的统计与处理。RFID应用系统软件可以集成到现有的电子商务和电子政务平台中，与ERP、CRM以及SCM等系统结合以提高各行业的生产效率。 1.4 RFID技术的物理学原理 RFID是一种易于操控、简单实用且特别适用于自动化控制的应用技术，其基本原理是利用射频信号耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。 1.4.1与RFID相关的电磁场理论 了解电磁传播规律有助于更好地理解和应用射频识别系统。 1. 天线场的概念 射频标签和读写器通过各自的天线构建起两者之间的非接触信息传输通道，这种空间信息传输通道的性能完全由天线周围的场区特性决定，是电磁传播的基本规律。 射频信号加载到天线之后，在紧邻天线的空间中，除了辐射场之外，还有一个非辐射场。该场与距离的高次幂成反比，随着离开天线的距离增大迅速减小。在这个区域