認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術

湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術學院任務1認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術目錄1.1案例呈現(xiàn)與任務描述1.2任務解讀與實施1.2任務小結與作業(yè)認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術

教學目標01通過本任務的學習，希望能解答下述問題：

（1）自動識別主要有哪些技術方式？（2）一維條形碼和二維條形碼的編碼方式有哪些？兩類條碼各有什么特點？條碼的識讀設備有哪些類型，各有什么特點？（3）說明磁卡的存儲結構及國際標準，并分析磁卡的特點。（4）IC卡如何分類？各有什么特點？（5）什么是RFID技術？RFID與其它自動識別技術有何區(qū)別？RFID應用系統(tǒng)由哪些部分組成？認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.1.1案例呈現(xiàn)1.1圖1.1物聯(lián)網(wǎng)物品標識技術在日常生活中的應用認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.1.2任務描述1.1請結合圖1.1所示案例，查閱有關資料，理清下述問題：

（1）自動識別主要有哪些技術方式？（2）一維條形碼和二維條形碼的編碼方式有哪些？兩類條碼各有什么特點？條碼的識讀設備有哪些類型，各有什么特點？（3）說明磁卡的存儲結構及國際標準，并分析磁卡的特點。（4）IC卡如何分類？各有什么特點？（5）什么是RFID技術？RFID與其它自動識別技術有何區(qū)別？RFID應用系統(tǒng)由哪些部分組成？認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.2物品識別技術的發(fā)展過程1.2圖1.2物品識別方式的發(fā)展過程示意圖認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.2條形碼技術1.2圖1.3條形碼火車票對比示意圖認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.2一維條形碼技術1.2圖1.4一維條形碼編碼方法認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.2二維條形碼技術1.2二維條形碼是在一維條形碼的基礎上擴展出另一維具有可讀性的條形碼，使用黑白矩形圖案表示二進制數(shù)據(jù)，其優(yōu)點是信息容量大、譯碼可靠性高、糾錯能力強。二維條形碼的編碼方法有矩陣式二維條形碼和行列式二維條形碼兩種。

具有代表性的矩陣式二維條形碼有CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix，行排式二維條形碼有CODE49、CODE16K、PDF417等。認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.2一維條形碼與二維條形碼的區(qū)別1.2項目一維條形碼二維條形碼存儲密度與容量密度低，容量小密度高，容量大檢錯及糾錯能力可以檢錯，但沒有糾錯能力兼具檢錯和糾錯能力，并可根據(jù)實際應用設置不同的安全等級垂直方向的資料不存儲資料，垂直方向的高度是為了識讀方便，并彌補印刷缺陷或局部損壞攜帶資料，因?qū)τ∷⑷毕莼蚓植繐p壞等，可以應用糾錯機制恢復資料主要用途主要用于對物品的標識主要用于對物品的描述網(wǎng)絡依賴性多數(shù)場合需實時聯(lián)機可實時聯(lián)機運行，也可脫機運行識讀設備可用線掃描器識讀，如光筆、線型CCD、雷射槍對于行排式可用線型掃描器多次掃描，或圖像掃描儀識讀；對于矩陣式僅能用圖像掃描儀識讀。表1.1一維條形碼和二維條形碼的性能比較認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.2條形碼數(shù)據(jù)采集設備1.2圖1.5條形碼數(shù)據(jù)采集設備認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.3磁卡的類型及存儲結構1.2圖1.5條形碼數(shù)據(jù)采集設備磁卡（magneticcard）是一種卡片狀的磁性記錄介質(zhì)，利用磁性載體記錄字符與數(shù)字信息，與各種讀卡、讀寫器配合，用來標識身份或其它用途。按照使用基材的不同，磁卡可分為PET卡、PVC卡和紙卡三種；視磁層構造的不同，又可分為磁條卡和全涂磁卡兩種。認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術磁條上有一般3個磁道，稱為TK1、TK2、TK3。TK1與TK2是只讀磁道，在使用時磁道上記錄的信息只能讀出而不允許寫或修改。TK3為讀寫磁道，在使用時可以讀出，也可以寫入。TK1可記錄數(shù)字（0~9）、字母（A~Z）和其它一些符號（如括號、分隔符等），最大可記錄79個數(shù)字或字母。TK2和TK3所記錄的字符只能是數(shù)字（0~9），TK2最大可記錄40個字符，TK3最大可記錄107個字符。認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.3磁卡的識讀原理1.2

圖1.6磁卡與磁卡讀卡器認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.3IC卡的概念1.2

所謂IC卡（IntegratedCircuitCard，集成電路卡），是指將一個微電子芯片嵌入符合ISO7816標準的卡基中封裝而成的一種集成電路卡，又稱智能卡(SmartCard)、智慧卡(IntelligentCard)、微電路卡(MicrocircuitCard)或微芯片卡等。認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.3IC卡的概念1.2

IC卡類型讀寫器名稱主要國際標準識讀距離CICCCCDISO/IEC10536緊靠PICCPCDISO/IEC14443<10cmVICCVCDISO/IEC15693<50cm表1.2非接觸式IC卡的識讀距離及相關信息認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.3IC卡的概念1.2

2.依據(jù)IC卡是否有微處理器來分類3.依據(jù)IC卡的應用領域來分類分類存儲器卡邏輯加密卡CPU卡金融卡非金融卡認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4IC卡應用系統(tǒng)的構成1.2

圖1.9IC卡應用系統(tǒng)的組成認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4IC卡應用系統(tǒng)的構成1.2

認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID的發(fā)展歷史1.2

RFID起源于20世界40年代，最早的應用要追溯到第二次世界大戰(zhàn)時期，其功用主要是用來辨識友方的飛機。RFID的具體發(fā)展過程為：1941~1950年雷達的改進和應用催生了RFID技術，1948年哈里.斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識別RFID的理論基礎。。

1951~1970年RFID技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。

1971~1980年RFID技術與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術測試得到加速，出現(xiàn)了一些最早的RFID應用。

1981~1990年RFID技術及產(chǎn)品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用出現(xiàn)。

1991~2000年RFID技術標準化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用，RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。

2001~今標準化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子卷標、無源電子卷標及半無源電子卷標均得到發(fā)展，電子卷標成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2

圖1.11RFID系統(tǒng)的組成認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2

1.電子標簽圖1.12RFID標簽結構示意圖認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2

圖1.13RFID標簽的分類圖1.14RFID標簽實物圖認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2

2.RFID讀寫器圖1.15RFID讀寫器實物圖(1)RFID讀寫器的機械結構認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2天線RS485或TCP/IP傳輸饋線

控制主機電子標簽圖1.16RFID在汽車收費系統(tǒng)中的應用示意圖認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2圖1.17RFID在圖書管理系統(tǒng)中的應用示意圖認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2(2)RFID讀寫器的電路結構圖1.18RFID讀寫器的電路結構認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2圖1.19不同頻段RFID的天線實物圖射頻通信模塊的主要功能是：①產(chǎn)生高頻發(fā)射能量，激活電子標簽并為其提供能量。②對發(fā)射信號進行調(diào)制，將數(shù)據(jù)傳輸給電子標簽。③接收并調(diào)制來自電子標簽的射頻信號。在高頻、甚高頻和超高頻RFID領域，射頻通信模塊通常采用集成芯片輔以少量的外圍器件實現(xiàn)。典型的集成芯片有13.56MHz頻段的MFRC500/522/532/562及復旦微電子FM172/1725、UHF頻段的ImpinjR500/2000。1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2射頻處理模塊的主要功能是：①對讀寫器和標簽的身份進行驗證。②與RFID中間件或RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行通信，執(zhí)行從它們發(fā)送來的指令。③控制讀寫器與電子標簽的通信過程。④信號的編碼與解碼。⑤對讀寫器和標簽之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密和解密。⑥執(zhí)行防碰撞算法。1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2①RS232/422/485傳輸協(xié)議。②USB傳輸協(xié)議。③TCP/IP傳輸協(xié)議。④韋根傳輸協(xié)議⑤Modbus傳輸協(xié)議1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2在RFID應用系統(tǒng)中，電子標簽是物品標識，讀寫器是前端設備，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)則是系統(tǒng)的核心，它們的功能因應用領域不同而各異。1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2

在分布式異構系統(tǒng)中，通常存在多種硬件系統(tǒng)平臺（如PC、工作站、小型機等），這些硬件平臺上又存在各種各樣的系統(tǒng)軟件（如不同的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫，語言編輯器等），及各種風格的用具界面，這些硬件系統(tǒng)平臺可能采用不同的網(wǎng)絡協(xié)議和網(wǎng)絡體系結構連接。為了解決如何將這些系統(tǒng)集成起來，人們提出了中間件（middleware）的概念。1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2如圖1.20所示，中間件是位于平臺（硬件和操作系統(tǒng)）和應用之間的通用服務，它使用系統(tǒng)軟件提供的基礎服務，銜接網(wǎng)絡上應用系統(tǒng)的各個部分或銜接不同的應用系統(tǒng)，以達到資源共享、功能共享的目的。其典型的特點有：①滿足大量應用的需要；②支持標準的協(xié)議和接口，可實現(xiàn)不同硬件和操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和應用互操作；③支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡、硬件和OS平臺的透明性的應用或服務的交互。④能運行于多種硬件和操作系統(tǒng)平臺上。1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2圖1.21RFID中間件在企業(yè)RFID項目的存在位置1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2圖1.22RFID中間件的主要功能RFID中間件主要的功能如下：①讀寫器協(xié)調(diào)控制②數(shù)據(jù)過濾與處理③數(shù)據(jù)路由與集成④進程管理1.2.4RFID系統(tǒng)的組成1.2認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID中間件廠商及其產(chǎn)品1.2RFID企業(yè)RFID中間件產(chǎn)品IBMWebSphereRFIDDeviceInfrastructureWebSphereRFIDPremisesServerOracleOracleFusionMiddlewareSuiteWebLogicRFIDEdgeServerWebLogicRFIDEnterpriseServerSAPSAVANT*/SmartItemInfrastructure（SII）SAPBusinessInformationWarehouseMicrosoftBiztalkServerSUNSunJavaSystemRFID軟件SunEPCEventManagerSybaseAnywhere安全中間件CiscoApplicationOrientedNetwork(AON)HPHPe-logistics/OpenViewTagsyse-connectware中間件平臺NECWebOTXRFIDManagerInformationServiceSIEMENSSIMATICRF-MANAGER認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID國內(nèi)廠商及其產(chǎn)品1.2RFID企業(yè)RFID中間件產(chǎn)品青島中科恒信HIFA-RMSRFID中間件系統(tǒng)HIFA-DPPRFID數(shù)據(jù)后處理平臺

HIFA-DGS電子標簽數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)

代理Reva“Tap”中間件與管理軟件清華同方軟件ezONERFID中間件ezCAS（IC卡應用套件）

ezONEezFramework基礎應用套件廣東電子工業(yè)研究院RFID中間件科識通KTIRFID中間件認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的工作原理1.21.2.4RFID系統(tǒng)的工作原理1.2認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術1.2.4RFID系統(tǒng)的工作原理1.2認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術圖1.24RFID反向散射耦合方式原理1.2.4RFID與其它自動識別技術的比較1.2認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術圖1.24RFID反向散射耦合方式原理性能條形碼磁卡IC卡RFID存儲容量一維條碼幾十個字符；二維條碼可達數(shù)千個字符數(shù)百字符可達數(shù)MB幾十KB復制及偽造容易容易難難使用壽命沒有污、損，可重復使用幾千次10萬次10萬次抗機械損傷可折疊可局部穿孔不可折疊不可局部穿孔不可折疊不可局部穿孔柔性標簽可彎折，其它不能，不可局部穿孔抗電磁干擾好差良差抗靜電好良良好防潮防污差差好好價格非常低低較高較高多目標識讀否否否是識讀距離近距離非接觸式接觸式接觸式和近距離非接觸式可遠距離識讀識讀速率低低低高穿透性不能穿透障礙物不能穿透障礙物近距離非接觸式可穿透部分障礙物穿透性強作業(yè)模式脫機或?qū)崟r聯(lián)機脫機或?qū)崟r聯(lián)機脫機或非實時聯(lián)機脫機或非實時聯(lián)機網(wǎng)絡依賴性實時聯(lián)機需聯(lián)通網(wǎng)絡實時聯(lián)機需聯(lián)通網(wǎng)絡較低較低1.2.4RFID特點1.2認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術RFID技術以無線方式進行雙向通信，不受空間限制，可快速進行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換，具有以下幾個顯著特點：1.數(shù)據(jù)的讀寫功能只要通過RFID讀寫器即可不需接觸，直接讀取標簽信息至數(shù)據(jù)庫內(nèi)，且可一次處理多個標簽，并可以將處理的狀態(tài)寫入標簽，供后續(xù)處理讀取判斷使用。2.容易小型化和多樣化的形狀RFID在讀取中并不受尺寸大小與形狀限制，標簽可往小型化與多樣形狀方向發(fā)展，以應用在不同領域。1.2.4RFID特點1.2認識物聯(lián)網(wǎng)的物品標識技術3.耐環(huán)境性RFID經(jīng)封裝處理后對水、油和化學藥品等物質(zhì)有強力的抗污性，RFID在黑暗或強光環(huán)境之中，也可以讀取數(shù)據(jù)。4.可重復使用RFID標簽可以重復擦