無線射頻識別rfid技術緒論

1、射頻識別RFID技術概論,,,一、射頻識別基本概念,,二、RFID技術發(fā)展,,三、 RFID應用現(xiàn)狀,,四、RFID技術展望,主要內容,,五、實訓與實踐,初識RFID技術,門票高效防偽打擊造假，“世博芯”帶你暢游,分析與討論：,上海世博門票,（1）“世博芯”是用什么技術來實現(xiàn)的？（2）“世博芯”的門票是如何進行防偽打假的？請設想一下未來的演唱會門票會是怎樣的？,每個展臺附近都部署有RFID 讀取器，這樣對參展者來說，參觀者在展會中走過

2、哪些地方，在哪里駐足時間較長，參觀者的基本信息是什么等就了然于胸了，當參觀者走近時，可以更精確地提供服務。同時，主辦者可以在會展上部署帶有RFID 讀取器的多媒體查詢終端，參觀者可以通過終端知道自己當前的位置及所在展區(qū)的信息，還能通過查詢終端追蹤到走失的同伴信息。,,初識RFID技術,RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別。自溫總理提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為我國五大新興戰(zhàn)略

3、性產業(yè)之一，射頻識別技術作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵，得到了飛速的發(fā)展，成為市場的熱點。射頻識別（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術，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。,初識RFID技術,自動識別技術就是應用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理的一種技術。自動識別技術包括條碼技術

4、、RFID技術、磁卡識別、光學字符識別、語音識別技術、生物識別技術等,光符號識別&語音識別,光學字符識別（Optical Character Recognition，OCR），是模式識別（Pattern Recognition，PR）的一種技術，目的是要使計算機知道它到底看到了什么，尤其是文字資料。OCR技術能使設備通過光學機制識別字符。語音識別研究如何采用數(shù)字信號處理技術自動提取及決定語言信號中最基本有意義的信息，同時也包

5、括利用音律特征等個人特征識別說話人。,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,自動識別技術,語音識別框架：典型的模式識別系統(tǒng),自動識別技術,虹膜識別：合適的生物特征,虹膜識別是當前應用最方便精確的生物識別技術，虹膜的高度獨特性和穩(wěn)定性是其用于身份鑒別的基礎。虹膜識別的特點：生物活性: 虹膜處在鞏膜的保護下，生物活性強。非接觸性: 從無需用戶接觸設備,對人身沒有侵犯。唯一性: 形態(tài)完全相同

6、虹膜的可能性低于其他組織。穩(wěn)定性: 虹膜定型后終身不變，一般疾病不會對虹膜組織造成損傷。防偽性: 不可能在對視覺無嚴重影響的情況下用外科手術改變虹膜特征。,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,自動識別技術,指紋識別技術,從實用角度看，指紋識別是優(yōu)于其他生物識別技術的身份鑒別方法。因為指紋具有各不相同、終生基本不變的特點，且目前的指紋識別系統(tǒng)已達到操作方便、準確可靠、價格適中的階段，正逐步應用

7、于民用市場。指紋識別的處理流程：通過特殊的光電轉換設備和計算機圖像處理技術，對活體指紋進行采集、分析和比對，可以迅速、準確地鑒別出個人身份。系統(tǒng)一般主要包括對指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、特征值的比對與匹配等過程。,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,自動識別技術,指紋特征有哪些（總體特征）？,自動識別技術,指紋特征有哪些（局部特征）？,終結點（Ending）：一條紋路在此終結。,

8、分叉點（Bifurcation) ：一條紋路在此分開成為兩條或更多的紋路。,分歧點（Ridge Divergence）：兩條平行的紋路在此分開。,孤立點（Dot or Island） : 一條特別短的紋路，以至成為一點。,環(huán)點（Enclosure）: 一條紋路分開成為兩條之后，立即有合并成為一條，這樣形成的一個小環(huán)稱為環(huán)點。,短紋（Short Ridge）: 一端較短但不至于成為一點的紋路。,自動識別技術,IC卡技術,IC卡（I

9、ntegrated Circuit Card），即“集成電路卡”在日常生活中已隨處可見。實際上是一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，如有必要還可附加計算能力。一個標準的IC卡應用系統(tǒng)通常包括：IC卡、IC卡接口設備（IC卡讀寫器）、PC，較大的系統(tǒng)還包括通信網(wǎng)絡和主計算機等，如圖所示。,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,自動識別技術,CPU卡：按交換界面分類,自動識別技術,條形碼技術,自動識別技術舉例光

10、符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,條碼技術是在計算機應用發(fā)展過程中，為消除數(shù)據(jù)錄入的“瓶頸”問題而產生的，可以說是最“古老”的自動識別技術。條形碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應的字符組成的標記。當使用專門的條形碼識別設備如手持式條碼掃描器掃描這些條碼時，條碼中包含的信息就轉化為計算機可識別的數(shù)據(jù)。目前市場上常見的是一維條形碼，信息量約幾十位數(shù)據(jù)和字符；二維條形碼相對復雜，但信息量可達幾千字符。,自動識別技

11、術,條形碼技術：一維條形碼,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,一維條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應的字符組成的標記。普通的一維條碼在使用過程中僅作為識別信息，它的意義是通過在計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應的信息而實現(xiàn)的。一個完整的條碼的組成次序依次為：靜區(qū)（前）、起始符、數(shù)據(jù)符、（中間分割符，主要用于EAN碼）、(校驗符)、終止符、靜區(qū)（后）。,自動識別技術,,EAN-13碼,一維條形碼

12、：譯碼原理,激光掃描儀通過一個激光二極管發(fā)出一束光線，照射到一個旋轉的棱鏡或來回擺動的鏡子上，反射后的光線穿過閱讀窗照射到條碼表面，光線經過條或空的反射后返回閱讀器，由一個鏡子進行采集、聚焦，通過光電轉換器轉換成電信號，該信號將通過掃描期或終端上的譯碼軟件進行譯碼。,自動識別技術,一維條形碼：典型一維條形碼制比較,自動識別技術,條形碼技術：二維條形碼,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,二維碼利

13、用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。二維碼具有條碼技術的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度；具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等

14、特點。,自動識別技術,條形碼技術：二維條形碼,自動識別技術舉例光符號識別語音識別虹膜識別指紋識別IC卡條形碼,目前，世界上應用最多的二維條碼符號有Aztec Code、PDF147、DataMatrix、QR Code、Code16K等。,Code 16K,DataMatrix,PDF147,Aztec Code,QR Code,自動識別技術,一維條形碼與二維條形碼的比較,一維條形碼特點：可直接顯示內容為英文、數(shù)字、簡單

15、符號；貯存數(shù)據(jù)不多，主要依靠計算機中的關聯(lián)數(shù)據(jù)庫：保密性能不高；損污后可讀性差。,二維條形碼特點：可直接顯示英文、中文、數(shù)字、符號、圖型；貯存數(shù)據(jù)量大，可存放1K字符，可用掃描儀直接讀取內容，無需另接數(shù)據(jù)庫；保密性高（可加密），安全級別最高時，損污50%仍可讀取完整信息。,自動識別技術,RFID與其它系統(tǒng)的比較,RFID的技術特點,RFID不僅僅是改進的條碼非接觸式，中遠距離工作大批量、由讀寫器快速自動讀取信

16、息量大、可以細分單品芯片存儲，可多次讀取可以與其他各種傳感器共同使用,RFID的發(fā)展歷史,（1）RFID防偽技術在二代身份證上的應用,生活中的RFID技術,帶有RFID芯片的第二代身份證及讀寫設備,利用二代身份證的優(yōu)勢：,1）擁有視讀和機讀兩種方式 ；2）防偽性好，身份證和閱讀器之間的通信是經過加密的 。,（2）典型應用—汽車防盜,RFID汽車防盜鎖,RFID汽車防盜鎖的基本原理 ：,汽車防盜是射頻識別技術的較新應用。已經開發(fā)

17、出足夠小的應答器，能夠封裝到汽車鑰匙里。該鑰匙中含有特定的應答器，在汽車上裝有閱讀器。當鑰匙插入到點火器中時，閱讀器能夠辨識鑰匙的身份。如果閱讀器接收不到射頻卡發(fā)送來的特定信號，汽車的引擎將不會發(fā)動。,生活中的RFID技術,（3）RFID遠距離識別停車場管理系統(tǒng),RFID遠距離識別車輛管理系統(tǒng)示意圖,生活中的RFID技術,,生活中的RFID技術,（4）超市應用,（5）醫(yī)療產業(yè),生活中的RFID技術,（6）物流產業(yè),（7）服飾業(yè),生活中的

18、RFID技術,（8）智能圖書館,生活中的RFID技術,1.全球RFID產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1）國外RFID產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,RFID技術發(fā)展現(xiàn)狀,,從全球來看，美國已經在RFID標準的建立，相關軟硬件技術的開發(fā)、應用領域走在世界的前列。歐洲RFID標準追隨美國主導的EPCglobal標準。在封閉系統(tǒng)應用方面，歐洲與美國基本處在同一階段。日本雖然已經提出UID標準，但主要得到的是本國廠商的支持，如要成為國際標準還有很長的路要走。,2）我國R

19、FID產業(yè)發(fā)展與政策支持現(xiàn)狀,2006年6月9日，我國15個部委聯(lián)合編寫的《中國射頻識別（RFID）技術政策白皮書》正式以國家技術產業(yè)政策的形式對外公布，作為我國第一次針對單一技術發(fā)表的政策白皮書，為我國RFID技術與產業(yè)未來幾年的發(fā)展提供了系統(tǒng)性指南。隨后，科技部確定了國家先進制造技術“863計劃”中的19個方面的課題的專項資金，共計1.28億元，支持RFID技術在我國的研發(fā)與應用；信息產業(yè)部在2007年正式發(fā)布《800/900MHz

20、頻段射頻識別(RFID)技術應用規(guī)定》的通知，規(guī)劃了800/900MHz頻段RFID技術的具體使用頻率，掃除了RFID正式商用的技術障礙，為RFID大規(guī)模普及提供了重要保障。國家切實可行的政策指導規(guī)劃和實實在在的項目支持，極大地促進了RFID產業(yè)的發(fā)展，我國RFID發(fā)展進入了快車道。,2. RFID技術發(fā)展趨勢,,RFID結合感測裝置RFID結合人體RFID結合顯示裝置結合定位功能的卷標印刷技術于卷標制造水中讀取標簽技術金屬

21、中讀取標簽技術,RFID技術發(fā)展趨勢,RFID結合感測裝置,TempSens有64種范本及讀物三種模式間隔（2秒至18小時）超出范圍－事件超出范圍－過大或過?。ü扪b食品等的）貨架壽命／耐儲時間：18個月多應用于易腐壞的食物、藥品,RFID技術發(fā)展趨勢,RFID結合人體,VeriChip（侵入式感測裝置）,RFID技術發(fā)展趨勢,RFID結合顯示裝置,前攝顯示：大型顯示裝置具有傳感器可偵測周圍之環(huán)境與人人與人的感覺和互動虛

22、擬社群?實體社群,電子檔案(WWW),實體卷標(RFID),真實的互動,+,=,RFID技術發(fā)展趨勢,結合定位功能的卷標,由讀取器接收到主動式RFID卷標所發(fā)射訊號之強弱，來判定主動式RFID標簽與讀取器之間的距離,左上角藍色圈圈代表著，這臺讀取器有效的判定區(qū)域，也就是說當這臺讀取器有接收到某一個有效強度的卷標訊號時，則該卷標的所在位置，就在這個藍色圈圈內,(系統(tǒng)架構),(讀取器之室內布置圖),RFID技術發(fā)展趨勢,印刷技術于卷標制

23、造,RFID標簽的成本障礙印刷技術在標簽成本上的優(yōu)勢導電油墨的推動力直接印刷天線技術的研究,(制作 RFID 天線的機器、導電油墨 ),RFID技術發(fā)展趨勢,水中讀取RFID技術,利用低頻頻段近場原理讀寫器 DSP整合特殊改良的水中天線,(圖：水試所電子報),RFID技術發(fā)展趨勢,金屬上讀取RFID技術,RFID技術發(fā)展趨勢,物品與物品之間的“物聯(lián)網(wǎng)”,信息、數(shù)據(jù)流轉的“移動信息網(wǎng)”,商業(yè)、資金流轉的商業(yè)網(wǎng)絡,+,+,RFI

24、D,移動通信,商業(yè)金融,,,,B-B-B,B-B,B-B-C,1,2,3,,初級階段,發(fā)展階段,成熟階段,,供應鏈管理,庫存管理,藥品跟蹤,假藥防偽,移動支付,RF-SIM,RFID手機,…………,電子關鎖,1）與移動信息化有機結合，實現(xiàn)物流、信息流、資金流的“三流合一”應用范圍更廣闊：由目前“B-B”應用，拓展至于“B-B-B”及“B-B-C”應用；由生產流通領域拓展至商貿、服務及消費領域,RFID技術發(fā)展趨勢,2）RFID與移動信

25、息化的結合：電子關鎖RFID產品的應用以及與GPS的聯(lián)動，能夠監(jiān)控車輛和貨物，有效的掌握車輛和貨物的實時情況，有效減少物流車安全風險。,圖1-37 RFID與移動信息化的結合：電子關鎖,RFID技術發(fā)展趨勢,3）RFID構建優(yōu)質網(wǎng)絡社會的生活情境 RFID產業(yè)發(fā)展目標：以構建RFID技術、產業(yè)與應用服務體系為目標，從實際出發(fā)探討符合我國國情的創(chuàng)新發(fā)展模式，提升RFID應用水平，真正實現(xiàn)“科技改善我們生活”的美好愿景；為提高城市現(xiàn)代

26、化管理及服務水平，方便百姓生活，構建和諧社會做出新貢獻。,圖1-38 RFID構建優(yōu)質網(wǎng)絡社會的生活情境,RFID技術發(fā)展趨勢,4. RFID技術面臨的問題,在現(xiàn)階段，RFID應用仍有一些關鍵性的問題等待解決，具體包括：1)成本問題 成本影響了RFID的拓展速度。美國號稱電子標簽目標價格為5美分，日本也正朝著推出5日元的標簽而努力。改善制造流程與提高市場規(guī)模是RFID降價的關鍵。2)信號干擾問題 RFID主要是基于無線

27、電波傳送原理，當無線電波遇到金屬或是液體時，信號傳導會產生干擾與衰減，進而影響數(shù)據(jù)讀取的可靠性與準確度。在一些特殊環(huán)境中，如將RFID標簽貼于裝飲料的鋁罐外，或是計算機金屬外殼上，都會遇到這類問題。3)頻段管制問題 目前，各國電磁波管制頻段的范圍不盡相同，尤其是在超高頻和微波頻段，各國開放的頻率不一，使得RFID在跨國應用時產生許多問題。RFID設備制造商正朝著提供多頻段功能的方式來解決此問題，但此舉會增加設備成本，從而不利于

28、應用推廣。4)國際標準制訂 目前，RFID技術及標準的制訂機構包括EPCglobal與ISO，其中，EPCglobal制訂了EPC(Electronic Product Code)標準，使用UHF頻段。ISO制定了ISO14443A/B、ISO15693與ISO18000標準，前兩者采用13.56MHz，后者采用860.930MHz。5)隱私權問題 RFID具有追蹤物品的功能，尤其是在消費性商品的使用上。當消費者