無線射頻識別rfid技術(shù)緒論

1、射頻識別RFID技術(shù)概論,,,一、射頻識別基本概念,,二、RFID技術(shù)發(fā)展,,三、 RFID應(yīng)用現(xiàn)狀,,四、RFID技術(shù)展望,主要內(nèi)容,,五、實訓(xùn)與實踐,初識RFID技術(shù),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(shù)來實現(xiàn)的？（2）“世博芯”的門票是如何進(jìn)行防偽打假的？請設(shè)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(dāng)參觀者走近時，可以更精確地提供服務(wù)。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(dāng)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(shù),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(chǎn)業(yè)之一，射頻識別技術(shù)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(shù)，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(dá)到識別目的。,初識RFID技術(shù),自動識別技術(shù)就是應(yīng)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(guān)信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。自動識別技術(shù)包括條碼技術(shù)

4、、RFID技術(shù)、磁卡識別、光學(xué)字符識別、語音識別技術(shù)、生物識別技術(shù)等,光符號識別&語音識別,光學(xué)字符識別（Optical Character Recognition，OCR），是模式識別（Pattern Recognition，PR）的一種技術(shù)，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(shù)能使設(shè)備通過光學(xué)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(shù)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(shù)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(shù),語音識別框架：典型的模式識別系統(tǒng),自動識別技術(shù),虹膜識別：合適的生物特征,虹膜識別是當(dāng)前應(yīng)用最方便精確的生物識別技術(shù)，虹膜的高度獨特性和穩(wěn)定性是其用于身份鑒別的基礎(chǔ)。虹膜識別的特點：生物活性: 虹膜處在鞏膜的保護(hù)下，生物活性強。非接觸性: 從無需用戶接觸設(shè)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(yán)重影響的情況下用外科手術(shù)改變虹膜特征。,自動識別技術(shù)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(shù),指紋識別技術(shù),從實用角度看，指紋識別是優(yōu)于其他生物識別技術(shù)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(dá)到操作方便、準(zhǔn)確可靠、價格適中的階段，正逐步應(yīng)用

7、于民用市場。指紋識別的處理流程：通過特殊的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和計算機圖像處理技術(shù)，對活體指紋進(jìn)行采集、分析和比對，可以迅速、準(zhǔn)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(shù)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(shù),指紋特征有哪些（總體特征）？,自動識別技術(shù),指紋特征有哪些（局部特征）？,終結(jié)點（Ending）：一條紋路在此終結(jié)。,

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(shù),IC卡技術(shù),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(biāo)準(zhǔn)的IC卡應(yīng)用系統(tǒng)通常包括：IC卡、IC卡接口設(shè)備（IC卡讀寫器）、PC，較大的系統(tǒng)還包括通信網(wǎng)絡(luò)和主計算機等，如圖所示。,自動識別技術(shù)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(shù),CPU卡：按交換界面分類,自動識別技術(shù),條形碼技術(shù),自動識別技術(shù)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(shù)是在計算機應(yīng)用發(fā)展過程中，為消除數(shù)據(jù)錄入的“瓶頸”問題而產(chǎn)生的，可以說是最“古老”的自動識別技術(shù)。條形碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應(yīng)的字符組成的標(biāo)記。當(dāng)使用專門的條形碼識別設(shè)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(zhuǎn)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(fù)雜，但信息量可達(dá)幾千字符。,自動識別技

11、術(shù),條形碼技術(shù)：一維條形碼,自動識別技術(shù)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(yīng)的字符組成的標(biāo)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(yīng)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(shù),,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(zhuǎn)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(jīng)過條或空的反射后返回閱讀器，由一個鏡子進(jìn)行采集、聚焦，通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，該信號將通過掃描期或終端上的譯碼軟件進(jìn)行譯碼。,自動識別技術(shù),一維條形碼：典型一維條形碼制比較,自動識別技術(shù),條形碼技術(shù)：二維條形碼,自動識別技術(shù)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(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。二維碼具有條碼技術(shù)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(zhuǎn)變化等

14、特點。,自動識別技術(shù),條形碼技術(shù)：二維條形碼,自動識別技術(shù)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(yīng)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(shù),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(nèi)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(guān)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(nèi)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(shù),RFID與其它系統(tǒng)的比較,RFID的技術(shù)特點,RFID不僅僅是改進(jìn)的條碼非接觸式，中遠(yuǎn)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(xì)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(shù)在二代身份證上的應(yīng)用,生活中的RFID技術(shù),帶有RFID芯片的第二代身份證及讀寫設(shè)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(jīng)過加密的 。,（2）典型應(yīng)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(shù)的較新應(yīng)用。已經(jīng)開發(fā)

17、出足夠小的應(yīng)答器，能夠封裝到汽車鑰匙里。該鑰匙中含有特定的應(yīng)答器，在汽車上裝有閱讀器。當(dāng)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(shù),（3）RFID遠(yuǎn)距離識別停車場管理系統(tǒng),RFID遠(yuǎn)距離識別車輛管理系統(tǒng)示意圖,生活中的RFID技術(shù),,生活中的RFID技術(shù),（4）超市應(yīng)用,（5）醫(yī)療產(chǎn)業(yè),生活中的RFID技術(shù),（6）物流產(chǎn)業(yè),（7）服飾業(yè),生活中的

18、RFID技術(shù),（8）智能圖書館,生活中的RFID技術(shù),1.全球RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1）國外RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,,從全球來看，美國已經(jīng)在RFID標(biāo)準(zhǔn)的建立，相關(guān)軟硬件技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用領(lǐng)域走在世界的前列。歐洲RFID標(biāo)準(zhǔn)追隨美國主導(dǎo)的EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)。在封閉系統(tǒng)應(yīng)用方面，歐洲與美國基本處在同一階段。日本雖然已經(jīng)提出UID標(biāo)準(zhǔn)，但主要得到的是本國廠商的支持，如要成為國際標(biāo)準(zhǔn)還有很長的路要走。,2）我國R

19、FID產(chǎn)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(shù)政策白皮書》正式以國家技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策的形式對外公布，作為我國第一次針對單一技術(shù)發(fā)表的政策白皮書，為我國RFID技術(shù)與產(chǎn)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(jìn)制造技術(shù)“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(shù)在我國的研發(fā)與應(yīng)用；信息產(chǎn)業(yè)部在2007年正式發(fā)布《800/900MHz

20、頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應(yīng)用規(guī)定》的通知，規(guī)劃了800/900MHz頻段RFID技術(shù)的具體使用頻率，掃除了RFID正式商用的技術(shù)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(dǎo)規(guī)劃和實實在在的項目支持，極大地促進(jìn)了RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國RFID發(fā)展進(jìn)入了快車道。,2. RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,,RFID結(jié)合感測裝置RFID結(jié)合人體RFID結(jié)合顯示裝置結(jié)合定位功能的卷標(biāo)印刷技術(shù)于卷標(biāo)制造水中讀取標(biāo)簽技術(shù)金屬

21、中讀取標(biāo)簽技術(shù),RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,RFID結(jié)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(yīng)用于易腐壞的食物、藥品,RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,RFID結(jié)合人體,VeriChip（侵入式感測裝置）,RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,RFID結(jié)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(biāo)(RFID),真實的互動,+,=,RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,結(jié)合定位功能的卷標(biāo),由讀取器接收到主動式RFID卷標(biāo)所發(fā)射訊號之強弱，來判定主動式RFID標(biāo)簽與讀取器之間的距離,左上角藍(lán)色圈圈代表著，這臺讀取器有效的判定區(qū)域，也就是說當(dāng)這臺讀取器有接收到某一個有效強度的卷標(biāo)訊號時，則該卷標(biāo)的所在位置，就在這個藍(lán)色圈圈內(nèi),(系統(tǒng)架構(gòu)),(讀取器之室內(nèi)布置圖),RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,印刷技術(shù)于卷標(biāo)制

23、造,RFID標(biāo)簽的成本障礙印刷技術(shù)在標(biāo)簽成本上的優(yōu)勢導(dǎo)電油墨的推動力直接印刷天線技術(shù)的研究,(制作 RFID 天線的機器、導(dǎo)電油墨 ),RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,水中讀取RFID技術(shù),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(shù)發(fā)展趨勢,金屬上讀取RFID技術(shù),RFID技術(shù)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(zhuǎn)的“移動信息網(wǎng)”,商業(yè)、資金流轉(zhuǎn)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò),+,+,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(yīng)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(guān)鎖,1）與移動信息化有機結(jié)合，實現(xiàn)物流、信息流、資金流的“三流合一”應(yīng)用范圍更廣闊：由目前“B-B”應(yīng)用，拓展至于“B-B-B”及“B-B-C”應(yīng)用；由生產(chǎn)流通領(lǐng)域拓展至商貿(mào)、服務(wù)及消費領(lǐng)域,RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,2）RFID與移動信

25、息化的結(jié)合：電子關(guān)鎖RFID產(chǎn)品的應(yīng)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(fēng)險。,圖1-37 RFID與移動信息化的結(jié)合：電子關(guān)鎖,RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,3）RFID構(gòu)建優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)社會的生活情境 RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)：以構(gòu)建RFID技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用服務(wù)體系為目標(biāo)，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(yīng)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(wù)水平，方便百姓生活，構(gòu)建和諧社會做出新貢獻(xiàn)。,圖1-38 RFID構(gòu)建優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)社會的生活情境,RFID技術(shù)發(fā)展趨勢,4. RFID技術(shù)面臨的問題,在現(xiàn)階段，RFID應(yīng)用仍有一些關(guān)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(biāo)簽?zāi)繕?biāo)價格為5美分，日本也正朝著推出5日元的標(biāo)簽而努力。改善制造流程與提高市場規(guī)模是RFID降價的關(guān)鍵。2)信號干擾問題 RFID主要是基于無線

27、電波傳送原理，當(dāng)無線電波遇到金屬或是液體時，信號傳導(dǎo)會產(chǎn)生干擾與衰減，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)讀取的可靠性與準(zhǔn)確度。在一些特殊環(huán)境中，如將RFID標(biāo)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(yīng)用時產(chǎn)生許多問題。RFID設(shè)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(shè)備成本，從而不利于

28、應(yīng)用推廣。4)國際標(biāo)準(zhǔn)制訂 目前，RFID技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的制訂機構(gòu)包括EPCglobal與ISO，其中，EPCglobal制訂了EPC(Electronic Product Code)標(biāo)準(zhǔn)，使用UHF頻段。ISO制定了ISO14443A/B、ISO15693與ISO18000標(biāo)準(zhǔn)，前兩者采用13.56MHz，后者采用860.930MHz。5)隱私權(quán)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(dāng)消費者