射頻識別技術RFID

1、射頻識別技術RFID  RFID讀卡射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。常用的有低頻（125k134.2K）、高頻（13.56Mhz）、超高頻，無源等技術。RFID讀寫器也分移動式的和固定式的，目前RFID技術應用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等中文名：射頻識別外文名：Radio Frequency IDentification常用頻段：低頻、高頻、超高頻常見應用：門禁系統(tǒng)，食品

2、安全溯源目錄技術介紹RFID接口協(xié)議應用技術標準RFID標簽的類別技術發(fā)展RFID實用方案工作頻率指南展開技術介紹RFID接口協(xié)議應用技術標準RFID標簽的類別技術發(fā)展RFID實用方案工作頻率指南展開技術介紹RFID技術簡介RFID(RadioFrequencyIdentification)是一種無線射頻識別技術，  手持式rfid讀寫器它是自動識別技術的一種。從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對于條碼技術而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標物的RF

3、ID標簽，利用頻率信號將信息由RFID標簽傳送至RFID讀寫器。1從結構上講RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。最初在技術領域，應答器是指能夠傳輸信息回復信息的電子模塊，近些年，由于射頻技術發(fā)展迅猛，應答器有了新的說法和含義，又被叫做智能標簽或標簽。RFID電子電梯合格證的閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內存數(shù)據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元以及閱讀器天線。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過

4、射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。在未來，中國物聯(lián)網校企聯(lián)盟認為，RFID技術的飛速發(fā)展對于物聯(lián)網領域的進步具有重要的意義?；窘M成部分應答器：由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用標簽作為應答器，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。閱讀器（Reader）：由天線，耦合元件，芯片組成，讀取（有時還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式rfid讀寫器（如：C5000W）或固定式讀寫器；應用軟件系統(tǒng) ：是應用層軟件，主要是把收集的數(shù)據進一步處理，并為人們所使用

5、。RFID的特點（一）射頻技術的特點射頻識別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點是非接觸識別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100毫秒。有源式射頻識別系統(tǒng)的速寫能力也是重要的優(yōu)點?？捎糜诹鞒谈櫤途S修跟蹤等交互式業(yè)務。制約射頻識別系統(tǒng)發(fā)展的主要問題是不兼容的標準。射頻識別系統(tǒng)的主要廠商提供的都是專用系統(tǒng)，導致不同的應用和不同的行業(yè)采用不同廠商的頻率和協(xié)議標準，這種混亂和割據的狀況已經制約了整個射頻識別行業(yè)的增長。許多歐美組織正在著手解決這個問題，并已經取得了一些成績。標準化必將刺激射頻識別技術的大幅度發(fā)展和廣泛應用。（二）射頻技術在物流管理中的

6、適用性 物流管理的本質是通過對物流全過程的管理，實現(xiàn)降低成本和提高服務水平兩個目的。如何以正確的成本和正確的條件，去保證正確的客戶在正確的時間和正確的地點，得到正確的產品，成為物流企業(yè)追求的最高目標。為此，掌握存貨的數(shù)量、形態(tài)和分布，提高存貨的流動性就成為物流管理的核心內容。一般來說，企業(yè)存貨的價值要占企業(yè)資產總額的25%左右，占企業(yè)流動資產的50%以上。所以物流管理工作的核心就是對供應鏈中存貨的管理。在運輸管理方面采用射頻識別技術，只需要在貨物的外包裝上的安裝電子標簽，在運輸檢查站或中轉站設置閱讀器，就可以實現(xiàn)資產的可視化管理。在運輸過程中，閱讀器將電子標簽的信息通過衛(wèi)星或電話線傳輸?shù)竭\輸部

7、門的數(shù)據庫，電子標簽每通過一個檢查站，數(shù)據庫的數(shù)據就得到更新，當電子標簽到達終點時，數(shù)據庫關閉。與此同時，貨主可以根據權限，訪問在途可視化網頁，了解貨物的具體位置，這對提高物流企業(yè)的服務水平有著重要意義。 工作原理RFID技術的基本工作原理并不復雜：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據處理。一套完整的RFID系統(tǒng)， 是由閱讀器（Reader）與電子標簽（TAG）

8、也就是所謂的應答器（Transponder）及應用軟件系統(tǒng)三個部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder，用以驅動Transponder電路將內部的數(shù)據送出，此時 Reader便依序接收解讀數(shù)據， 送給應用程序做相應的處理。以RFID 卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成：感應耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）兩種。一般低頻的RFID大都采用第一種式，而較高頻大多采用第二種方式。閱讀器根據使用的結構和技術不同可以是讀或讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信

9、息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應答器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源應答器提供能量和時序。在實際應用中，可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。應答器是RFID系統(tǒng)的信息載體，應答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等）和微芯片組成無源單元。產品分類RFID技術中所衍生的產品大概有三大類：無源RFID產品、有源RFID產品、半有源RFID產品。無源RFID產品發(fā)展最早，也是發(fā)展最成熟，市場應用最廣的產品。比如，公交卡、食堂餐卡、銀行卡、賓館門禁卡、二代身份證等，

10、這個在我們的日常生活中隨處可見，屬于近距離接觸式識別類。其產品的主要工作頻率有低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ，超高頻915MHZ。有源RFID產品，是最近幾年慢慢發(fā)展起來的，其遠距離自動識別的特性，決定了其巨大的應用空間和市場潛質。在遠距離自動識別領域，如智能監(jiān)獄，智能醫(yī)院，智能停車場，智能交通，智慧城市，智慧地球及物聯(lián)網等領域有重大應用。有源RFID在這個領域異軍突起，屬于遠距離自動識別類。產品主要工作頻率有超高頻915MHZ，微波2.45GHZ。有源RFID產品和無源RFID產品，其不同的特性，決定了不同的應用領域和不同的應用模式，也有各自的優(yōu)勢所在。但在本系統(tǒng)

11、中，我們著重介紹介于有源RFID和無源RFID之間的半有源RFID產品，該產品集有源RFID和無源RFID的優(yōu)勢于一體，在門禁進出管理，人員精確定位，區(qū)域定位管理，周界管理，電子圍欄及安防報警等領域有著很大的優(yōu)勢。半有源RFID產品，結合有源RFID產品及無源RFID產品的優(yōu)勢，在低頻125KHZ頻率的觸發(fā)下，讓微波2.45G發(fā)揮優(yōu)勢。半有源RFID技術，也可以叫做低頻激活觸發(fā)技術，利用低頻近距離精確定位，微波遠距離識別和上傳數(shù)據，來解決單純的有源RFID和無源RFID沒有辦法實現(xiàn)的功能。簡單的說，就是近距離激活定位，遠距離識別及上傳數(shù)據。半有源RFID是一項易于操控、簡單實用且特別適合用于自

12、動化控制的靈活性應用技術，識別工作無須人工干預，它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或瞄準;可在各種惡劣環(huán)境下自由工作，短距離射頻產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可以替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體;長距射頻產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等2。RFID接口協(xié)議空中接口空中接口通信協(xié)議規(guī)范 讀寫器與電子標簽之間信息交互，目的是為 不同廠家生產設備之間的互聯(lián)互通性。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協(xié)議，主要因為不同頻段的RFID標簽在識讀速度、識讀距離、適用環(huán)境等方面存在較大差異，單一頻段的標準不能滿足各種應用的需求。這種思想充分體

13、現(xiàn) 標準統(tǒng)一的相對性，一個標準是對相當廣泛的應用系統(tǒng)的共同需求，但不是所有應用系統(tǒng)的需求，一組標準可以滿足更大范圍的應用需求。ISO/IEC 18000-1 信息技術基于單品管理的射頻識別參考結構和標準化的參數(shù)定義。它規(guī)范空中接口通信協(xié)議中共同遵守的讀寫器與標簽的通信參數(shù)表、知識產權基本規(guī)則等內容。這樣每一個頻段對應的標準不需要對相同內容進行重復規(guī)定。ISO/IEC 18000-2 信息技術基于單品管理的射頻識別適用于中頻125134KHz，規(guī)定在標簽和讀寫器之間通信的物理接口，讀寫器應具有與Type A(FDX)和Type B(HDX)標簽通信的能力；規(guī)定協(xié)議和指令再加上多標簽通信的防碰撞方

14、法。ISO/IEC 18000-3信息技術基于單品管理的射頻識別適用于高頻段13.56MHz，規(guī)定 讀寫器與標簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。關于防碰撞協(xié)議可以分為兩種模式，而模式1又分為基本型與兩種擴展型協(xié)議（無時隙無終止多應答器協(xié)議和時隙終止自適應輪詢多應答器讀取協(xié)議）。模式2采用時頻復用FTDMA協(xié)議，共有8個信道，適用于標簽數(shù)量較多的情形。ISO/IEC 18000-4信息技術基于單品管理的射頻識別適用于微波段2.45GHz，規(guī)定讀寫器與標簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。該標準包括兩種模式，模式1是無源標簽工作方式是讀寫器先講；模式2是有源標簽，工作方式是標

15、簽先講。ISO/IEC 18000-6信息技術基于單品管理的射頻識別適用于超高頻段860960MHz，規(guī)定讀寫器與標簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三種無源標簽的接口協(xié)議，通信距離最遠可以達到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，并于2006年7月獲得批準，它在識別速度、讀寫速度、數(shù)據容量、防碰撞、信息安全、頻段適應能力、抗干擾等方面有較大提高。2006年遞交 V4.0草案，它針對帶輔助電源和傳感器電子標簽的特點進行 擴展，包括標簽數(shù)據存儲方式和交互命令。帶電池的主動式標簽可以提供較大范圍的讀取能力和更強的通信可靠性，不過其尺

16、寸較大，價格也更貴一些。ISO/IEC 18000-7適用于超高頻段433.92 MHz，屬于有源電子標簽。規(guī)定讀寫器與標簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。有源標簽識讀范圍大，適用于大型固定資產的跟蹤。數(shù)據內容標準數(shù)據內容標準主要規(guī)定數(shù)據在標簽、讀寫器到主機（也即中間件或應用程序）各個環(huán)節(jié)的表示形式。因為標簽能力（存儲能力、通信能力）的限制，在各個環(huán)節(jié)的數(shù)據表示形式必須充分考慮各自的特點，采取不同的表現(xiàn)形式。另外主機對標簽的訪問可以獨立于讀寫器和空中接口協(xié)議，也就是說讀寫器和空中接口協(xié)議對應用程序來說是透明的。RFID數(shù)據協(xié)議的應用接口基于ASN.1，它提供 一套獨立于應用程序、操

17、作系統(tǒng)和編程語言，也獨立于標簽讀寫器與標簽驅動之間的命令結構。ISO/IEC 15961規(guī)定 讀寫器與應用程序之間的接口3，側重于應用命令與數(shù)據協(xié)議加工器交換數(shù)據的標準方式，這樣應用程序可以完成對電子標簽數(shù)據的讀取、寫入、修改、刪除等操作功能。該協(xié)議也定義 錯誤響應消息。ISO/IEC 15962規(guī)定 數(shù)據的編碼、壓縮、邏輯內存映射格式3，再加上如何將電子標簽中的數(shù)據轉化為應用程序有意義的方式。該協(xié)議提供 一套數(shù)據壓縮的機制，能夠充分利用電子標簽中有限數(shù)據存儲空間再加上空中通信能力。ISO/IEC 24753擴展 ISO/IEC 15962數(shù)據處理能力3，適用于具有輔助電源和傳感器功能的電子標

18、簽。增加傳感器以后，電子標簽中存儲的數(shù)據量再加上對傳感器的管理任務大大增加 ，ISO/IEC 24753規(guī)定 電池狀態(tài)監(jiān)視、傳感器設置與復位、傳感器處理等功能。圖1表明ISO/IEC 24753與ISO/IEC 15962一起，規(guī)范 帶輔助電源和傳感器功能電子標簽的數(shù)據處理與命令交互。它們的作用使得ISO/IEC 15961獨立于電子標簽和空中接口協(xié)議。ISO/IEC 15963規(guī)定 電子標簽唯一標識的編碼標準5，該標準兼容ISO/IEC 7816-6、ISO/TS 14816、EAN.UCC標準編碼體系、INCITS 256再加上保留對未來擴展。注意與物品編碼的區(qū)別，物品編碼是對標簽所貼附物

19、品的編碼，而該標準標識的是標簽自身。實時定位系統(tǒng)實時定位系統(tǒng)可以改善供應鏈的透明性8，船隊管理、物流和船隊安全等。RFID標簽可以解決短距離尤其是室內物體的定位，可以彌補GPS等定位系統(tǒng)只能適用于室外大范圍的不足。GPS定位、手機定位再加上RFID短距離定位手段與無線通信手段一起可以實現(xiàn)物品位置的全程跟蹤與監(jiān)視。正在制訂的標準有：ISO/IEC 247301 應用編程接口API，它規(guī)范 RTLS服務功能再加上訪問方法，目的是應用程序可以方便地訪問RTLS系統(tǒng)，它獨立于RTLS的低層空中接口協(xié)議。ISO/IEC 247302 適用于2450MHz的RTLS空中接口協(xié)議。它規(guī)范 一個網絡定位系統(tǒng)，

20、該系統(tǒng)利用RTLS發(fā)射機發(fā)射無線電信標，接收機根據收到的幾個信標信號解算位置。發(fā)射機的許多參數(shù)可以遠程實時配置。ISO/IEC 247303適用于433MH的RTLS空中接口協(xié)議。內容與第2部分類似基本架構2006年ISO/IEC開始重視RFID應用系統(tǒng)的標準化工作，將ISO/IEC 24752調整為6個部分并重新命名為ISO/IEC 24791。制定該標準的目的是對RFID應用系統(tǒng)提供一種框架，并規(guī)范 數(shù)據安全和多種接口，便于RFID系統(tǒng)之間的信息共享；使得應用程序不再關心多種設備和不同類型設備之間的差異，便于應用程序的設計和開發(fā)；能夠支持設備的分布式協(xié)調控制和集中管理等功能，優(yōu)化密集讀寫器

21、組網的性能。該標準主要目的是解決讀寫器之間再加上應用程序之間共享數(shù)據信息，隨著RFID技術的廣泛應用RFID數(shù)據信息的共享越來越重要。應用技術標準早在二十世紀九十年代，ISO/IEC已經開始制定集裝箱標準ISO 10374標準，后來又制定集裝箱電子關封標準ISO 18185，動物管理標準ISO 11784/5、ISO 14223等。隨著RFID技術的應用越來越廣泛，ISO/IEC認識到需要針對不同應用領域中所涉及的共同要求和屬性制定通用技術標準，而不是每一個應用技術標準完全獨立制定，這就是上一節(jié)的通用技術標準。在制定物流與供應鏈ISO 1736317367系列標準時，直接引用ISO/IEC 1

22、8000系列標準。通用技術標準提供的是一個基本框架，而應用標準是對它的補充和具體規(guī)定，這樣既保證 不同應用領域RFID技術具有互聯(lián)互通與互操作性，又兼顧 應用領域的特點，能夠很好地滿足應用領域的具體要求。應用技術標準是在通用技術標準基礎上，根據各個行業(yè)自身的特點而制定，它針對行業(yè)應用領域所涉及的共同要求和屬性。應用技術標準與用戶應用系統(tǒng)的區(qū)別，應用技術標準針對一大類應用系統(tǒng)的共同屬性，而用戶應用系統(tǒng)針對具體的一個應用。如果用面向對象分析思想來比喻的話，把通用技術標準看成是一個基礎類，則應用技術標準就是一個派生類。集裝箱系列標準ISO TC 104技術委員會專門負責集裝箱標準制定，是集裝箱制造和

23、操作的最高權威機構。與RFID相關的標準，由第四子委員會（SC4）負責制定。包括如下標準：1）ISO 6346 集裝箱編碼、ID和標識符號，1995制訂該標準提供集裝箱標識系統(tǒng)。集裝箱標識系統(tǒng)用途很廣泛，比如在文件、控制和通信（包括自動數(shù)據處理），象集裝箱本身顯示一樣。在集裝箱標識中的強制標識再加上在自動設備標識AEI（Automatic Equipment Identification）和電子數(shù)據交換EDI（Electronic Data Interchange）應用的可選特征。該標準規(guī)定集裝箱尺寸、類型等數(shù)據的編碼系統(tǒng)再加上相應標記方法，操作標記和集裝箱標記的物理展示。2）ISO 1037

24、4 集裝箱自動識別標準，1991制訂，1995年修訂該標準基于微波應答器的集裝箱自動識別系統(tǒng)，是把集裝箱當作一個固定資產來看。應答器為有源設備，工作頻率為850MHz950Mhz及2.4GHz2.5GHz。只要應答器處于此場內就會被活化并采用變形的FSK副載波通過反向散射調制做出應答。信號在兩個副載波頻率40kHz和20kHz之間被調制。因為它在1991年制定，還沒有用RFID這個詞，實際上有源應答器就是今天的有源RFID電子標簽。此標準和ISO 6346共同應用于集裝箱的識別，ISO 6346規(guī)定 光學識別，ISO 10374則用微波的方式來表征光學識別的信息。3）ISO 18185，集裝箱

25、電子關封標準草案（陸、海、空）該標準是海關用于監(jiān)控集裝箱裝卸狀況9，包含7個部分，它們是：空中接口通信協(xié)議、應用要求、環(huán)境特性、數(shù)據保護、傳感器、信息交換的消息集、物理層特性要求。以上兩個標準涉及到的空中接口協(xié)議并沒有引用ISO/IEC 18000系列空中接口協(xié)議，主要原因它們的制定時間早于ISO/IEC 18000系列空中接口協(xié)議。物流供應鏈標準為使RFID能在整個物流供應鏈領域發(fā)揮重要作用，ISO TC 122包裝技術委員會和ISO TC 104貨運集裝箱技術委員會成立聯(lián)合工作組JWG，負責制定物流供應鏈系列標準。工作組按照應用要求、貨運集裝箱、裝載單元、運輸單元、產品包裝、單品五級物流單

26、元，制定六個應用標準。1）ISO 17358 應用要求這是供應鏈RFID的應用要求標準，由TC 122技術委員會主持，正在制訂過程中。該標準定義 供應鏈物流單元各個層次的參數(shù)，定義 環(huán)境標識和數(shù)據流程。2）ISO 1736317367系列標準供應鏈RFID物流單元系列標準分別對貨運集裝箱、可回收運輸單元、運輸單元、產品包裝、產品標簽的RFID應用進行規(guī)范。該系列標準內容基本類同，如空中接口協(xié)議采用ISO/IEC 18000系列標準。在具體規(guī)定上存在差異，分別針對不同的使用對象做 補充規(guī)定，如使用環(huán)境條件、標簽的尺寸、標簽張貼的位置等特性，根據對象的差異要求采用電子標簽的載波頻率也不同。貨運集裝

27、箱、可回收運輸單元和運輸單元使用的電子標簽一定是重復使用的，產品包裝則要根據實際情況而定，而產品標簽來說通常是一次性的。另外還要考慮數(shù)據的完整性、可視識讀標識等?？苫厥諉卧跀?shù)據容量、安全性、通信距離要求較高。這個系列標準正在制訂過程中。這里需要注意的是ISO 10374、ISO 18185和ISO 17363三個標準之間的關系，它們都針對集裝箱，但是ISO 10374是針對集裝箱本身的管理，ISO 18185是海關為監(jiān)視集裝箱，而ISO 17363是針對供應鏈管理目的而在貨運集裝箱上使用可讀寫的RFID標識標簽和貨運標簽。動物管理標準ISO TC 23/SC 19負責制訂動物管理RFID方面

28、標準，包括ISO 11784/11785和ISO 14223三個標準。1）ISO 11784 編碼結構它規(guī)定動物射頻識別碼的64位編碼結構，動物射頻識別碼要求讀寫器與電子標簽之間能夠互相識別。通常由包含數(shù)據的比特流再加上為 保證數(shù)據正確所需要的編碼數(shù)據。代碼結構為64位，其中的27至64位可由各個國家自行定義。標準的具體內容ISO/IEC 24791-1 體系架構：給出軟件體系的總體框架和各部分標準的基本定位。它將體系架構分成三大類：數(shù)據平面、控制平面和管理平面。數(shù)據平面?zhèn)戎赜跀?shù)據的傳輸與處理，控制平面?zhèn)戎赜谶\行過程中對讀寫器中空中接口協(xié)議參數(shù)的配置，管理平面?zhèn)戎赜谶\行狀態(tài)的監(jiān)視、和設備管理。

29、三個平面的劃分可以使得軟件架構體系的描述得以簡化，每一個平面包含的功能將減少，在復雜協(xié)議的描述中經常采用這種方法。每個平面包含數(shù)據管理、設備管理、應用接口、設備接口和數(shù)據安全五個方面的部分內容。已經給出標準草案。ISO/IEC 24791-2 數(shù)據管理：主要功能包括讀、寫、采集、過濾、分組、事件通告、事件訂閱等功能。另外支持ISO/IEC 15962 提供的接口，也支持其它標準的標簽數(shù)據格式。該標準位于數(shù)據平面，已經給出標準草案。ISO/IEC 24791-3 設備管理：類似于EPCglobal讀寫器管理協(xié)議，能夠支持設備的運行參數(shù)設置、讀寫器運行性能監(jiān)視和故障診斷。設置包括初始化運行參數(shù)、動

30、態(tài)改變的運行參數(shù)再加上軟件升級等。性能監(jiān)視包括歷史運行數(shù)據收集和統(tǒng)計等功能。故障診斷包括故障的檢測和診斷等功能。該標準位于管理平面，正在制定過程中，還沒有公布草案。ISO/IEC 24791-4 應用接口：位于最高層，提供讀、寫功能的調用格式和交互流程。據估計類似于ISO/IEC 15961應用接口，但是肯定還需要擴展和調整。該標準位于數(shù)據平面，正在制定中，還沒有看到草案。ISO/IEC 24791-5 設備接口：類似于EPCglobal LLRP低層讀寫器協(xié)議，它為客戶控制和協(xié)調讀寫器的空中接口協(xié)議參數(shù)提供通用接口規(guī)范，它與空中接口協(xié)議相關。該標準位于控制平面，正在制定中，還沒有看到草案。I

31、SO/IEC 24791-6 數(shù)據安全：正在制定中，沒有見到草案。6、實施指南ISO/IEC 24729實施指南7，它是正在制定過程中標準，包含以下三個部分：ISO/IEC 247291 RFID使能標簽標識與包裝；ISO/IEC 247292 RFID可回收標簽；ISO/IEC 247293 RFID讀寫器/天線安裝。應該注意的是以上RFID系列標準中包含 大量專利，如ISO/IEC 18000系列中列出 部分專利，其實還有很多專利并沒有在標準中列出來。零售商推崇據Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計，通過采用RFID，沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元，其

32、中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省的勞動力成本。盡管另外一些分析師認為80億美元這個數(shù)字過于樂觀，但毫無疑問，RFID有助于解決零售業(yè)兩個最大的難題：商品斷貨和損耗（因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產品），而單是盜竊一項，沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元，如果一家合法企業(yè)的營業(yè)額能達到這個數(shù)字，就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機構估計，這種RFID技術能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。典型應用物流和供應管理、生產制造和裝配 、航空行李處理、郵件/快運包裹處理 、文檔追蹤/圖書館管理、動物身份標識 、運動計時、門禁控制/電子門票 、道路自動收費、一卡通、倉

33、儲中塑料托盤、周轉筐中等RFID讀寫設備只有當有讀寫設備時，RFID才能發(fā)揮其作用。RFID讀寫設備有RFID讀卡器，RFID讀寫模塊等。這些設備可以將RFID的數(shù)據讀取或寫入，讀卡器連接的識別系統(tǒng)有密鑰芯片，能做到很好的加密。射頻識別技術射頻識別技術（Radio Frequency Identification，縮寫RFID），射頻識別技術(2張)是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新興自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。原理射頻識別技術在低頻段基于變壓器耦合模型（初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞）

34、，在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型（雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機）。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識別技術的理論基礎。RFID標簽的類別RFID backscatter. 3電子標簽(2張)RFID標簽分為被動、半被動（也稱作半主動）、主動三類。被動式被動式標簽沒有內部供電電源。其內部集成電路通過接收到的電磁波進行驅動，這些電磁波是由RFID讀取器發(fā)出的。當標簽接收到足夠強度的訊號時，可以向讀取器發(fā)出數(shù)據。這些數(shù)據不僅包括ID號（全球唯一標示ID），還可以包括預先存在于標簽內EEPROM中的數(shù)據。由于被

35、動式標簽具有價格低廉，體積小巧，無需電源的優(yōu)點。市場的RFID標簽主要是被動式的。半主動式一般而言，被動式標簽的天線有兩個任務，第一：接收讀取器所發(fā)出的電磁波，藉以驅動標簽IC；第二：標簽回傳信號時，需要靠天線的阻抗作切換，才能產生0與1的變化。問題是，想要有最好的回傳效率的話，天線阻抗必須設計在“開路與短路”，這樣又會使信號完全反射，無法被標簽IC接收，半主動式標簽就是為了解決這樣的問題。半主動式類似于被動式，不過它多了一個小型電池，電力恰好可以驅動標簽IC，使得IC處于工作的狀態(tài)。這樣的好處在于，天線可以不用管接收電磁波的任務，充分作為回傳信號之用。比起被動式，半主動式有更快的反應速度，更

36、好的效率。主動式與被動式和半被動式不同的是，主動式標簽本身具有內部電源供應器，用以供應內部IC所需電源以產生對外的訊號。一般來說，主動式標簽擁有較長的讀取距離和較大的記憶體容量可以用來儲存讀取器所傳送來的一些附加訊息。射頻識別技術包括了一整套信息技術基礎設施，包括：射頻識別標簽，又稱射頻標簽、電子標簽，主要由存有識別代碼的大規(guī)模集成線路芯片和收發(fā)天線構成，主要為無源式，使用時的電能取自天線接收到的無線電波能量；射頻識別讀寫設備以及 與相應的信息服務系統(tǒng)，如進存銷系統(tǒng)的聯(lián)網等。將射頻識別技術與條碼（Barcode）技術相互比較，射頻類別擁有許多優(yōu)點，如：可容納較多容量、通訊距離長、難以復制、對環(huán)

37、境變化有較高的忍受能、可同時讀取多個標簽等。相對地有缺點，就是建置成本較高。不過透過該技術的大量使用，生產成本就可大幅降低。編輯本段技術發(fā)展發(fā)展進程1940-1950年：雷達的改進和應用催生了射頻識別技術，1948年奠定了射頻識別技術的理論基礎。1950-1960年：早期射頻識別技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。1960-1970年：射頻識別技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。1970-1980年：射頻識別技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應用。1980-1990年：射頻識別技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現(xiàn)。19

38、90-2000年：射頻識別技術標準化問題日趨得到重視，射頻識別產品得到廣泛采用，射頻識別產品逐漸成為人們生活中的一部分。2000年后：標準化問題日趨為人們所重視，射頻識別產品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。射頻識別技術射頻識別技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的射頻識別技術與產品正在成為現(xiàn)實并走向應用。RFID實用方案用于病患監(jiān)測的雙接口無源RFID系統(tǒng)設計病患監(jiān)測設備通常用于測量病患的生命跡象，例如，血壓、心率等參數(shù)，管理這些重要數(shù)據的要

39、求遠遠超出了簡單的庫存控制范圍，需要設備能夠提供設備檢查、校準和自檢結果，并具有安全升級功能，同時最大限度降低設備故障停機時間。維修人員經常把記錄維修數(shù)據的標簽粘貼在設備上，由于需要記錄大量數(shù)據，過一段時間后逐漸損壞，標簽貼紙不再是一個合理的選擇。與靜態(tài)的標簽貼紙不同，動態(tài)的雙接口RFID EEPROM電子標簽解決方案則能夠記錄測量參數(shù)，以備日后讀取，還能把新數(shù)據輸入系統(tǒng)。基于RFID的物聯(lián)網智能公交系統(tǒng)應用方案基于物聯(lián)網技術的公交停車場站安全監(jiān)管系統(tǒng)，主要由車輛出入口管理系統(tǒng)、場站智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分組成，利用先進的“物物相聯(lián)技術”，將用戶端延伸和擴展到公交車輛、停產場站中的任何物品間進行

40、數(shù)據交換和通信，全面立體的解決公交行業(yè)監(jiān)管問題?；赗FID技術的小區(qū)安防系統(tǒng)設計解決方案在小區(qū)的各個通道和人員可能經過的通道中安裝若干個閱讀器，并且將它們通過通信線路與地面監(jiān)控中心的計算機進行數(shù)據交換。同時在每個進入小區(qū)的人員車輛上放置安置有RFID電子標簽身份卡，當人員車輛進入小區(qū)，只要通過或接近放置在通道內的任何一個閱讀器，閱讀器即會感應到信號同時立即上傳到監(jiān)控中心的計算機上，計算機就可判斷出具體信息（如：是誰，在哪個位置，具體時間），管理者也可以根據大屏幕上或電腦上的分布示意圖點擊小區(qū)內的任一位置，計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。同時，一旦小區(qū)內發(fā)生事故（如：火災、搶劫等

41、），可根據電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點周圍的人員車輛情況，然后可再用探測器在事故處進一步確定人員準確位置，以便幫助公安部門準確快速的方式營救出遇險人員和破案。4工作頻率指南不同特性不同頻段的RFID產品會有不同的特性，定義RFID產品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率范圍內的符合不同標準的不同的產品，而且不同頻段的RFID產品會有不同的特性。其中感應器有無源和有源兩種方式，下面詳細介紹無源的感應器在不同工作頻率產品的特性以及主要的應用。低頻其實RFID技術首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作， 也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用

42、。通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用. 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。特性：1 工作在低頻的感應器的一般工作頻率從120KHz到134KHz,TI的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為2500m.2 除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。3 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。4低頻產品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴，但是有10年以上的使用壽命。5雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產生相對均勻的讀寫區(qū)域。6相對于其他頻段的RFID產品，該頻段數(shù)據傳輸速率比較慢。7感應器的

43、價格相對與其他頻段來說要貴。主要應用：1 畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)。2 汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應用。3 馬拉松賽跑系統(tǒng)的應用。4 自動停車場收費和車輛管理系統(tǒng)。5 自動加油系統(tǒng)的應用。6 酒店門鎖系統(tǒng)的應用。7 門禁和安全管理系統(tǒng)。符合國際標準的：a) ISO 11784 RFID畜牧業(yè)的應用編碼結構。b) ISO 11785 RFID畜牧業(yè)的應用技術理論。c) ISO 14223-1 RFID畜牧業(yè)的應用空氣接口。d) ISO 14223-2 RFID畜牧業(yè)的應用協(xié)議定義。e) ISO 18000-2 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協(xié)議。f) DIN 30745 主要是歐洲對垃圾管理應用定義的標

44、準。高頻在該頻率的感應器不再需要線圈進行繞制，可以通過腐蝕或者印刷的方式制作天線。感應器一般通過負載調制的方式進行工作。也就是通過感應器上的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化，實現(xiàn)用遠距離感應器對天線電壓進行振幅調制。如果人們通過數(shù)據控制負載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據就能夠從感應器傳輸?shù)阶x寫器。值得關注的是，在13.56MHz頻段中主要有ISO14443和ISO15693兩個標準來組成，ISO14443俗稱現(xiàn)在的Mifare 1系列產品，識別距離近但價格低保密性好，常作為公交卡、門禁卡來使用。ISO15693的最大優(yōu)點在于他的識別效率，通過較大功率的閱讀器可將識別距離擴展至

45、1.5米以上，由于波長的穿透性好在處理密集標簽時有優(yōu)于超高頻的讀取效果。特性：1 工作頻率為13.56MHz，該頻率的波長大概為22m。2 除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會降低讀取距離。標簽需要離開金屬4mm以上距離，其抗金屬效果在幾個頻段中較為優(yōu)良。3 該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制。4 感應器一般以電子標簽的形式。5 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產生相對均勻的讀寫區(qū)域。6. 該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標簽。7 可以把某些數(shù)據信息寫入標簽中。8 數(shù)據傳輸速率比低頻要快，價格不是很貴。主要應用：1圖書管理系統(tǒng)的應用2瓦斯鋼瓶的管理應

46、用3服裝生產線和物流系統(tǒng)的管理和應用4三表預收費系統(tǒng)5酒店門鎖的管理和應用6大型會議人員通道系統(tǒng)7固定資產的管理系統(tǒng)8醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應用9智能貨架的管理10珠寶盤點管理。符合的國際標準：a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡，最大的讀取距離為10cm.b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡，最大的讀取距離為1m.c) ISO/IEC 18000-3 該標準定義了13.56MHz系統(tǒng)的物理層，防沖撞算法和通訊協(xié)議。d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定義13.56MHz符合EPC的接口定義。超高頻超高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，

47、但是讀取的區(qū)域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠，無源可達10m左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現(xiàn)。特性：1 在該頻段，全球的定義不是很相同歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz，北美定義的頻段為902到905MHz之間，在日本建議的頻段為950到956之間。該頻段的波長大概為30cm左右。2 該頻段功率輸出沒有統(tǒng)一的定義（美國定義為4W，歐洲定義為500mW，可能歐洲限制會上升到2W EIRP。3 超高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是金屬，液體，灰塵，霧等懸浮顆粒物質，可以說環(huán)境對超高頻段的影響是很大的。4 電子標簽的天線一般是長條和標簽狀。天線有線性和圓極化兩種設計，滿足不同應

48、用的需求。5 該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區(qū)域很難進行定義。6 有很高的數(shù)據傳輸速率，在很短的時間可以讀取大量的電子標簽。主要應用：1 供應鏈上的管理和應用2 生產線自動化的管理和應用3 航空包裹的管理和應用4 集裝箱的管理和應用5 鐵路包裹的管理和應用6 后勤管理系統(tǒng)的應用。符合的國際標準：a) ISO/IEC 18000-6 定義了超高頻的物理層和通訊協(xié)議；空氣接口定義了Type A和Type B兩部分；支持可讀和可寫操作。b) EPCglobal 定義了電子物品編碼的結構和甚高頻的空氣接口以及通訊的協(xié)議。例如：Class 0,Class 1,UHF Gen2。c) Ubiq

49、uitous ID 日本的組織，定義了UID編碼結構和通信管理協(xié)議。在將來，超高頻的產品會得到大量的應用。例如WalMart,Tesco，美國國防部和麥德龍超市都會在它們的供應鏈上應用RFID技術。有源RFID技術（2.45GHz、5.8G）有源RFID具備低發(fā)射功率、通信距離長、傳輸數(shù)據量大，可靠性高和兼容性好等特點，與無源RFID相比，在技術上的優(yōu)勢非常明顯。被廣泛地應用到公路收費、港口貨運管理等應用中。射頻識別作為一種新興的自動識別技術，在中國擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。射頻識別技術（RFID，Radio Frequency Identification）實際上是自動識別技術（AEI，Autom

50、atic Equipment Identification）在無線電技術方面的具體應用與發(fā)展。該項技術的基本思想是，通過采用一些先進的技術手段，實現(xiàn)人們對各類物體或設備（人員、物品） 在不同狀態(tài)（移動、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理。與管理軟件結合MES精益制造管理系統(tǒng)又稱APS+MES系統(tǒng)（高級排產計劃系統(tǒng)+制造執(zhí)行系統(tǒng)），是根據不同行業(yè)的制造流程，可選擇性地集合系統(tǒng)管理軟件和人機界面設備（PLC觸摸屏）、LED生產看板、LCD看板、PDA智能手持終端、工業(yè)平板電腦、條碼采集器、傳感器、I/O、DCS、RFID、工業(yè)AP、WIFI等多類硬件的綜合智能一體化系統(tǒng)。它由一組共享數(shù)據的程序，通

51、過布置在生產現(xiàn)場的專用設備，并通過嵌入式軟件對原材料上線到成品入庫的整個生產過程實時采集數(shù)據、監(jiān)控、控制和智能分析處理。它能控制物料、倉庫、設備、人員、品質、工藝、異常、流程指令和其他設施等工廠資源以提高生產效率。應用范圍：制造型企業(yè)。使用RFID技術后指標可達：生產周期縮短35%；數(shù)據輸入時間縮短36%；在制品減少32%；文書工作減少90%；交貨期縮短22%；不合格產品降低22%；文書丟失減少95%；信息的反饋效率提升3860倍。RFID應用實例射頻門禁門禁系統(tǒng)應用射頻識別技術，可以實現(xiàn)持有效電子標簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時間，提高路口的通行效率，更重要的是可以對小區(qū)或停車場的車輛出入進

52、行實時的監(jiān)控，準確驗證出人車輛和車主身份，維護區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化5。電子溯源系統(tǒng)溯源技術大致有三種：一種是RFID無線射頻技術，在產品包裝上加貼一個帶芯片的標識，產品進出倉庫和運輸就可以自動采集和讀取相關的信息，產品的流向都可以記錄在芯片上；一種是二維碼，消費者只需要通過帶攝像頭的手機拍攝二維碼，就能查詢到產品的相關信息，查詢的記錄都會保留在系統(tǒng)內，一旦產品需要召回就可以直接發(fā)送短信給消費者，實現(xiàn)精準召回；還有一種是條碼加上產品批次信息（如生產日期、生產時間、批號等），采用這種方式生產企業(yè)基本不增加生產成本。電子溯源系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有批次產品從原

53、料到成品、從成品到原料100%的雙向追溯功能。這個系統(tǒng)最大的特色功能就是數(shù)據的安全性，每個人工輸入的環(huán)節(jié)均被軟件實時備份6。食品溯源采用rfid技術進行食品藥品的溯源在一些城市已經開始試點，包括寧波，廣州，上海等地，食品藥品的溯源主要解決來食品來路的跟蹤問題，如果發(fā)現(xiàn)了有問題的產品，可以簡單的追溯，直到找到問題的根源。應用客戶背景總部設于波士頓的吉列（Gillette）公司成立于1901年，有雇員3萬人，主要生產剃須產品、電池和口腔清潔衛(wèi)生產品。吉列在美國市場占有率高達90%，全球市場的份額達到70%以上。據估計，如今在北美每3個男性中就有1個使用吉列速鋒剃須刀。零售挑戰(zhàn)吉列公司和各零售公司都

54、建有網絡機制，可以實時了解自己產品的銷售和庫存情況。但吉列做了現(xiàn)場調查后發(fā)現(xiàn)，在更多時候，新品銷售、促銷結果的不好，是由于零售店沒有將新品上架、沒有及時補貨等造成的，而這些情況，不是現(xiàn)有網絡機制能解決的。博物館應用（美國）加州技術創(chuàng)新博物館正使用RFID技術來拓展和增強參觀者的參觀體驗。他們給前來參觀的訪問者每人一個RFID標簽，使其能夠在今后其個人網頁上瀏覽此項展會的相關信息；這種標簽還可用來確定博物館的參觀者所訪問的目錄列表中的語言類別?；蛟S在未來的某天，美國的技術創(chuàng)新博物館將會開發(fā)出一種展示品，用來探測RFID技術對于整個世界的影響。但是，位于加州的該博物館正使用RFID技術來拓展和增強

55、參觀者的參觀體驗。該博物館成立于1990年。自成立以來，就成為了硅谷有名又受歡迎的參觀地，并吸引了很多家庭和科技愛好者前來參觀訪問。每年大約能接待40萬參觀者。從參觀者所做出的積極良好的反應看來，使用RFID標簽是成功的。博物館對于那些對人類科學、生命科學及交流等做出貢獻的科學技術將會進行永久性的展列，并將對硅谷的革新者等所做出的業(yè)績進行詳細的展示。一個名為"Genetics: Technology With a Twist"的生命科學展會于2004年3月舉行，在此會上，該博物館展示了使用RFID 標簽的方案，即給前來參觀的訪問者每人一個RFID標簽，使其能夠在今后其個人網

56、頁上瀏覽采集此項展會的相關信息。由于其他參觀者的影響以及時間限制等問題，參觀者并不能夠像其所期望的能夠很好的了解和學習較多的與展示相關的知識。事實上，美國明尼蘇達州的科技博物館曾對此進行調查并指出平均每個參觀者參觀科技博物館中的每個陳列展品所用的時間約為30秒鐘。通過使用RFID標簽來自動的創(chuàng)造出個人化的信息網頁，參觀者便可以選擇在其方便的時候在網頁上查詢某個展示議題的相關資料，或者找尋博物館中的相關資料文獻。在參觀結束之后，參觀者還可以在學校或家中通過網絡訪問網站并鍵入其標簽上一個16位長的ID號碼并登陸。這樣他們就可以訪問其獨有的個人網頁了。很多家美國及其它國家的博物館都打算在卡片或徽章的

57、同一端上使用RFID技術。至少丹麥的一家自然歷史博物館以PDA的形式將識讀器交到前來參觀者手中，并將標簽與展示內容結合起來。但是據技術創(chuàng)新博物館的副館長Greg Brown所知，其博物館是第一家使用RFID技術腕圈的博物館。博物館認為這是參觀了解博物館的一種最好的方法，因為這樣參觀者能夠實現(xiàn)與展示會之間的互動。這種RFID腕圈很像一個帶有飾物的手鏈。它是由一個三英寸長一英寸寬的黑色橡皮圈將該博物館的標簽固定住的。每一個RFID標簽都有一個特有的16位長的數(shù)字密碼粘貼在飾物上面。數(shù)字密碼被刻在一個薄膜狀的藍綠色鋁制金屬薄片天線上，天線中央是一個十分顯眼的數(shù)字配線架日立公司推出的-Chip。這種僅

58、0.4平方毫米大的-chip是最小的用于標識日期的RFID芯片，工作頻率為2.45GHz，其最適合用于像技術創(chuàng)新博物館的應用程序之類的閉環(huán)系統(tǒng)。對于用戶來說，他們根本不需要提供任何的郵箱地址或其它類似的信息，他們只需要提供一個16位長的數(shù)字密碼就可以直接登陸到他們的個人網頁。因此，據 Brown說，使用這種標簽并沒有引發(fā)破壞隱私等問題。實際上，許多前來參觀的高新技術的愛好者都對此做出的良好的反應。Brown又接著說到：“這種技術與前來參觀者的個人品格簡直是完美結合。人們確實很想要更多的了解它到底是怎樣工作的?！辈┪镳^當下已擁有約40個此種標簽站點且數(shù)目一直在增加中。而在每一個站點都設有向參觀者介紹怎樣使用該種標簽的招牌和標語。這樣就可以使每一個標簽都進入RF