物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)RFID

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)RFID的簡(jiǎn)要概述信管0801 趙艷華 內(nèi)容摘要物聯(lián)網(wǎng) RFID是指把射頻識(shí)別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng) RFID通過(guò)在物品上嵌入電子標(biāo)簽、條形碼等能夠存儲(chǔ)物體信息的標(biāo)識(shí)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式將其即時(shí)信息發(fā)送到后臺(tái)信息處理系統(tǒng)，而各大信息系統(tǒng)可互聯(lián)形成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)。從而可達(dá)到對(duì)物品進(jìn)行實(shí)施跟蹤、監(jiān)控等智能化管理的目的。通俗來(lái)講，物聯(lián)網(wǎng) RFID可實(shí)現(xiàn)人與物之間的信息溝通。引言在生活

2、節(jié)奏快捷以及科技發(fā)達(dá)的今天，“物聯(lián)網(wǎng)”逐漸成為人們熱議的話題。IBM前首席執(zhí)行官郭士納提出一個(gè)重要觀點(diǎn)：15周年定律，即計(jì)算機(jī)模式每隔15年發(fā)生一次變革。1965年前后發(fā)生的變革以大型機(jī)為標(biāo)志，1980年前后以個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及為標(biāo)志，1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命，2010年前后，是以物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的改變。每一次這樣的技術(shù)變革都引起企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間甚至國(guó)家間競(jìng)爭(zhēng)格局的重大動(dòng)蕩和變化。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)概念物聯(lián)網(wǎng)定義物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡(jiǎn)單:把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)

3、連接起來(lái),進(jìn)行信息交換和通訊,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的特征感知：利用RFID、傳感器、二維碼等能夠隨時(shí)隨地采集物體的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)物體的標(biāo)識(shí)功能，采用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體的識(shí)別、感知功能。傳輸：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將感知層的各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，主要實(shí)現(xiàn)信息的傳輸：采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。智能：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，及時(shí)地對(duì)海量的 數(shù)據(jù)進(jìn)行信息控制，真正達(dá)到了 人與物的溝通、物與物的溝通感知識(shí)別是一個(gè)基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)傳輸是一個(gè)平臺(tái)，是一個(gè)支撐，智能應(yīng)用是一個(gè)標(biāo)志和體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)應(yīng)用層：應(yīng)用層是關(guān)鍵在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)上的應(yīng)用系統(tǒng)，包括商業(yè)貿(mào)易、物流、農(nóng)業(yè)、軍事等等不同的應(yīng)用系

4、統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是進(jìn)行信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)，包括有Internet，WIFI網(wǎng)以及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集是指通過(guò)包括條碼、射頻識(shí)別、無(wú)線傳感器、藍(lán)牙等在內(nèi)的自動(dòng)識(shí)別與近場(chǎng)通信技術(shù)回去物品編碼信息的過(guò)程。編碼層：編碼層是物聯(lián)網(wǎng)的基石，是物聯(lián)網(wǎng)信息交換內(nèi)容的核心和關(guān)鍵字。4.國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 從國(guó)際上看,歐盟、美國(guó)、日本等國(guó)都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作,并且已作了大量研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。如美國(guó)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶,所以非常重視物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,它的核心是利用信息通信技術(shù)(ICT)來(lái)改變美國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)(金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等),改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效

5、率、靈活性和響應(yīng)速度。按歐盟專家講,歐盟發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)先于美國(guó),確實(shí)歐盟圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用作了不少創(chuàng)新性工作。在北京全球物聯(lián)網(wǎng)會(huì)議上,他們介紹了歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃(Internet of things-Anactionplan for Europe)其目的也是企圖在“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展上引領(lǐng)世界。 我國(guó)在“物聯(lián)網(wǎng)”的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后,我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)中有重點(diǎn)專項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”,國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。 雖然,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈包括傳感器和芯片供應(yīng)商、應(yīng)用設(shè)備提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)及服務(wù)

6、提供商、軟件與應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和系統(tǒng)集成商。但是,作為“金字塔”的塔座,傳感器將會(huì)是整個(gè)鏈條需求總量最大和最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)?！皞鞲衅魇俏锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐、應(yīng)用的支撐和未來(lái)泛在網(wǎng)的支撐,傳感器感知了物體的信息,RFID賦予它電子編碼,傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演變是信息技術(shù)發(fā)展的階段表征?！?二物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)：RFID物聯(lián)網(wǎng)主要涉及電子標(biāo)簽、傳感器、芯片及智能卡等三大領(lǐng)域，而在對(duì)傳感網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)的拓展中，其中非常關(guān)鍵的技術(shù)之一是RFID技術(shù)。實(shí)質(zhì)是利用RFID技術(shù)結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器Reader和無(wú)數(shù)移動(dòng)的標(biāo)簽Tag組成比互聯(lián)網(wǎng)更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)，因此RFID技

7、術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵。1.RFID 概念RFID（Radio Frequency Identification ）即射頻識(shí)別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并對(duì)其信息進(jìn)行標(biāo)志、登記、儲(chǔ)存和管理。 國(guó)際上目前還沒(méi)有統(tǒng)一的RFID編碼規(guī)則。目前，日本支持的UID（Universal Identification，泛在識(shí)別）標(biāo)準(zhǔn)和歐美支持的EPC（Electronic Product Code，電子產(chǎn)品碼）標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)今影響力最大的兩大標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)的RFID標(biāo)準(zhǔn)還未形成。 2.RFID系統(tǒng)組成 （1）系統(tǒng)組成電子標(biāo)簽：由芯片和標(biāo)簽天線或線圈組成，通過(guò)電感耦合或電磁反射原理與讀寫(xiě)器進(jìn)行

8、通信； 讀寫(xiě)器：讀取(在讀寫(xiě)卡中還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備 ； 天線：可以內(nèi)置在讀寫(xiě)器中，也可以通過(guò)同軸電纜與讀寫(xiě)器天線接口相連。 （2）系統(tǒng)應(yīng)用流程a.對(duì)物體屬性進(jìn)行標(biāo)識(shí)，屬性包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的屬性，靜態(tài)屬性可以直接存儲(chǔ)在標(biāo)簽中，動(dòng)態(tài)屬性需要先由傳感器實(shí)時(shí)探測(cè)；b.識(shí)別設(shè)備完成對(duì)物體屬性的讀取，并將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式；c.將物體的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模ㄌ幚碇行目赡苁欠植际降?，如家里的電腦或者手機(jī)，也可能是集中式的，如中國(guó)移動(dòng)的IDC），由處理中心完成物體通信的相關(guān)計(jì)算。3.RFID技術(shù)革沿在1940-1950年，雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了射頻識(shí)別技術(shù)，1948年奠定了射頻識(shí)

9、別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1950-1960年：早期射頻識(shí)別技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。 1960-1970年：射頻識(shí)別技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始了一些應(yīng)用嘗試。 1970-1980年：射頻識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種射頻識(shí)別技術(shù)測(cè)試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的射頻識(shí)別應(yīng)用 1980-1990年：射頻識(shí)別技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開(kāi)始出現(xiàn) 1990-2000年：射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題日趨得到重視，射頻識(shí)別產(chǎn)品得到廣泛采用，射頻識(shí)別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。 至今，射頻識(shí)別技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無(wú)線可讀可寫(xiě)、無(wú)源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)

10、距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的射頻識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。 4.系統(tǒng)工作原理 讀寫(xiě)器將要發(fā)送的信息，經(jīng)編碼后加載到高頻載波信號(hào)上再經(jīng)天線向外發(fā)送。 進(jìn)入讀寫(xiě)器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此信號(hào)，卡內(nèi)芯片的有關(guān)電路對(duì)此信號(hào)進(jìn)行倍壓整流、調(diào)制、解碼、解密，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過(guò)片上天線再發(fā)送給閱讀器，閱讀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至信息系統(tǒng)進(jìn)行處理。若為修改信息的寫(xiě)命令，有關(guān)控制邏輯引起電子標(biāo)簽內(nèi)部電荷泵提升工作電壓，提供電壓擦寫(xiě)E2PROM。若經(jīng)判斷其對(duì)應(yīng)密碼和權(quán)限不符，則返回出錯(cuò)信息。

11、其原理如圖：5.RFID應(yīng)用領(lǐng)域 RFID應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涉及到各個(gè)領(lǐng)域，各個(gè)方面。在物流領(lǐng)域，可應(yīng)用在物流過(guò)程中的貨物追蹤，信息自動(dòng)采集，倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用，港口應(yīng)用，郵政，快遞。在零售領(lǐng)域，可應(yīng)用在商品的銷售數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)貨，防盜。在制造業(yè)領(lǐng)域，可應(yīng)用在生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，質(zhì)量追蹤，自動(dòng)化生產(chǎn)。在服裝業(yè)領(lǐng)域，可應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)，倉(cāng)儲(chǔ)管理，品牌管理，單品管理，聚到管理。在身份識(shí)別和防偽領(lǐng)域，可應(yīng)用與電子護(hù)照，身份證，學(xué)生證等各種電子證件的檢查，以及貴重物品（煙、酒、藥品）、票據(jù)等的防偽等。在資產(chǎn)管理領(lǐng)域，可對(duì)各類資產(chǎn)（貴重的或數(shù)量大的相似性高的或危險(xiǎn)品等）進(jìn)行管理。在軍事領(lǐng)域，可應(yīng)用彈藥、槍支、物資、

12、人員、卡車等的識(shí)別與追蹤。在食品領(lǐng)域，可應(yīng)用于水果、蔬菜、生鮮食品的保鮮管理問(wèn)題。在交通領(lǐng)域，可應(yīng)用于高速不停車、出租車管理，公交車樞紐管理，鐵路機(jī)車識(shí)別等。在航空領(lǐng)域，可以用于制造、旅客機(jī)票管理，行李包裹追蹤等隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用也會(huì)進(jìn)一步深入。6.RFID和WSN融合 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。 RFID側(cè)重于識(shí)別，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的標(biāo)識(shí)和管理，同時(shí)RFID系統(tǒng)具有讀寫(xiě)距離有限、抗干擾性差、實(shí)現(xiàn)成本較高的不足

13、；WSN側(cè)重于組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，具有部署簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但一般WSN并不具有節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)功能。RFID與WSN的結(jié)合存在很大的契機(jī)。 RFID與WSN可以在兩個(gè)不同的層面進(jìn)行融合：物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下RFID與WSN的融合，傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合。如圖所示： 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下RFID與WSN的融合傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合：智能基站傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下RFID與WSN的融合：智能傳感標(biāo)簽三總結(jié)美國(guó)政府是RFID應(yīng)用的積極推動(dòng)者，在其推動(dòng)下美國(guó)在RFID標(biāo)準(zhǔn)的建立、相關(guān)軟硬件技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域均走在世界前列。目前，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、瑞典、瑞士、RFID本、南非等國(guó)家均有較

14、為成熟且先進(jìn)的RFID產(chǎn)品，RFID被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域，如汽車及火車交通監(jiān)控、高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、物品管理、流水線生產(chǎn)自動(dòng)化、安全出入檢查、倉(cāng)儲(chǔ)管理、動(dòng)物管理、車輛防盜等場(chǎng)合。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)以及成本的迅速降低，RFID技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模正處于高速增長(zhǎng)期。目前，我國(guó)RFID企業(yè)總數(shù)雖然超過(guò)100家，但是缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)，特別是在超高頻RFID方面。從包括芯片、天線、標(biāo)簽和讀寫(xiě)器等硬件產(chǎn)品來(lái)看，低高頻RFID技術(shù)門檻較低，國(guó)內(nèi)發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，目前處于完全競(jìng)爭(zhēng)狀況；在物聯(lián)網(wǎng) RFID的概念中，所有物體可以通過(guò)Intenet主動(dòng)進(jìn)行交互，除了互聯(lián)網(wǎng)外，主要涉及RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能嵌入技術(shù)、微波/納米技術(shù)等。預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng) RFID是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。物聯(lián)網(wǎng) RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵技術(shù)之一。以簡(jiǎn)單RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無(wú)數(shù)移動(dòng)的標(biāo)簽組成的，比Internet更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)成為RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。參考文獻(xiàn): 1張應(yīng)福.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用J.通