无线射频技术课件.ppt
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1、无线射频技术无线射频技术Radio Frequency Idenfication【总体说明】n射频技术和条形码技术相似,目的都是快速准确地确认追射频技术和条形码技术相似,目的都是快速准确地确认追踪目标物体。踪目标物体。n主要的区别是有无写入信息或更新内存的能力主要的区别是有无写入信息或更新内存的能力, ,条形码的内条形码的内存能否更改。存能否更改。n射频标签特有的辨识器不能被复制,标签的作用不仅射频标签特有的辨识器不能被复制,标签的作用不仅仅局限于视野之内,因为信息是由无线电波传输,而仅局限于视野之内,因为信息是由无线电波传输,而条形码必须在视野之内。条形码必须在视野之内。n由于条形码成本较低
2、,有完善的标准体系,已在全球由于条形码成本较低,有完善的标准体系,已在全球广泛使用,而射频技术由于成本相对较高,只被局限广泛使用,而射频技术由于成本相对较高,只被局限在有限的市场上使用,但它具有广阔的前景。在有限的市场上使用,但它具有广阔的前景。1.射频技术与条码技术的根本性区别?射频技术与条码技术的根本性区别?2.射频标签与读写器的内部构件中,相互对射频标签与读写器的内部构件中,相互对应关系?应关系?3.射频技术的工作原理和过程是?射频技术的工作原理和过程是?一、射频识别技术一、射频识别技术n一、射频识别技术一、射频识别技术n射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术射频识别技术是一种非接触式
3、的自动识别技术n通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据n利用无线电波进行双向通信的一种自动识别技术,完成利用无线电波进行双向通信的一种自动识别技术,完成识别工作时无需人工干预,适于实现自动化且不易损坏,识别工作时无需人工干预,适于实现自动化且不易损坏,可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡,操作快可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡,操作快捷方便。捷方便。n射频卡不怕油渍、灰尘污染等,短距离的射频卡可以在射频卡不怕油渍、灰尘污染等,短距离的射频卡可以在这样的环境中替代条码,长距离的产品多用于交通中,这样的环境中替代条码,长距离的产品多用于交通
4、中,距离可达几十米。距离可达几十米。n小常识:小常识:n自动识别技术是信息数据自动识读、自动输入计算机的自动识别技术是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段。目前几种常见的识别技术:重要方法和手段。目前几种常见的识别技术:n条码技术条码技术 - - 成本最低、采用纸制材料,较易磨损,且成本最低、采用纸制材料,较易磨损,且数据量小。数据量小。n磁卡技术磁卡技术 - - 磁卡数据可读写、可改造数据、成本低廉,磁卡数据可读写、可改造数据、成本低廉,易被伪造。易被伪造。nICIC卡识别技术卡识别技术 - - 有独立的运算和储存能力,数据安全有独立的运算和储存能力,数据安全性好,价格稍高。性好
5、,价格稍高。nRFIDRFID(Radio Frequency IDentification)技术技术 - -具有具有非接触式识读能力、能同时识别多个物品非接触式识读能力、能同时识别多个物品一、射频识别技术一、射频识别技术比较因素比较因素四种技术四种技术信息载体信息载体信息量信息量读读/ /写性写性读取方式读取方式安全性安全性智能化智能化抗干扰性抗干扰性寿命寿命成本成本条码技术条码技术纸、塑料、纸、塑料、金属表面金属表面小小只读只读激光束扫激光束扫描描差差无智能无智能差差较短较短最低最低磁卡技术磁卡技术磁性介质磁性介质一般一般读读/ /写写电磁转换电磁转换一般一般无智能无智能较差较差短短低低I
6、CIC卡技术卡技术EEPROMEEPROM大大读读/ /写写电擦除、电擦除、写入写入好好智能智能好好长长较高较高RFIDRFID技术技术EEPROMEEPROM大大读读/ /写写无线通信无线通信好好智能智能很好很好最长最长较高较高四种识别技术的优缺点比较四种识别技术的优缺点比较一、射频识别技术一、射频识别技术二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成nRFIDRFID系统主要由两部分组成:读写器和射频标签,如下系统主要由两部分组成:读写器和射频标签,如下图所示。图所示。计算机计算机 网络网络 系统系统 射射 频频 标标 签签 读读 写写 器器二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成 1
7、1读写器读写器nRFIDRFID系统的读写器由三个主要部分组成:系统的读写器由三个主要部分组成:n射频模块射频模块 用于发送和接收数据用于发送和接收数据n读写模块读写模块 接收射频模块传输的信号,译码后获得接收射频模块传输的信号,译码后获得标签内信息,或将要写入标签的信息译码后传给射频标签内信息,或将要写入标签的信息译码后传给射频模块,完成写标签操作。模块,完成写标签操作。n天线天线 是标签与读写器之间发射和接收射频载波信是标签与读写器之间发射和接收射频载波信号的设备号的设备n射频读写器应具有如下功能:射频读写器应具有如下功能:n读写器与标签通信的功能读写器与标签通信的功能n读写器与计算机通信
8、的功能读写器与计算机通信的功能二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成2 2射频标签射频标签n射频标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要射频标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要识别传输的信息。识别传输的信息。n与条码不同的是标签必须能够自动或在外力的作用下,与条码不同的是标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。把存储的信息主动发射出去。二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成2 2射频标签射频标签 (1 1)射频标签的构成)射频标签的构成RFIDRFID系统的射频标签由系统的射频标签由射频模块、存储器、控制模块及天射频模块、存储器、控制模块及天线线四个
9、主要部分构成。四个主要部分构成。n由于读写器和标签之间采用无线通信方式,因此它们由于读写器和标签之间采用无线通信方式,因此它们都有无线收发模块及天线。都有无线收发模块及天线。n标签中存储器的内存容量在几个比特到几十干字节之标签中存储器的内存容量在几个比特到几十干字节之间,可储存永久性数据和非永久性数据。间,可储存永久性数据和非永久性数据。n控制模块则完成接收、译码及执行读写器命令,控制控制模块则完成接收、译码及执行读写器命令,控制读写数据,负责数据安全等功能。读写数据,负责数据安全等功能。二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成 射频标签具有如下功能:射频标签具有如下功能:n具有一定容量的
10、存储器,用以存储被识别对象的信息。具有一定容量的存储器,用以存储被识别对象的信息。n在一定的工作环境及技术条件下标签数据可读写。在一定的工作环境及技术条件下标签数据可读写。n具有确定的使用期限,使用期限内无需维修。具有确定的使用期限,使用期限内无需维修。n维持对识别对象的识别及相关信息的完整。维持对识别对象的识别及相关信息的完整。n数据信息编码后,工作时可传输给读写器。数据信息编码后,工作时可传输给读写器。n可编程,且一旦编程后,永久性数据不能再修改。可编程,且一旦编程后,永久性数据不能再修改。n对于有源标签,通过读写器能显示出电池的工作情况。对于有源标签,通过读写器能显示出电池的工作情况。二
11、、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成 (2 2)射频标签的分类)射频标签的分类n按按标签获取电能的方式标签获取电能的方式不同,可分为:不同,可分为: 有源射频标签有源射频标签( (主动式标签主动式标签) )和和无源射频标签无源射频标签( (被动式标签被动式标签) )n有源射频标签内部自带电池进行供电,电能充足、工有源射频标签内部自带电池进行供电,电能充足、工作可靠性高、信号传送的距离远。作可靠性高、信号传送的距离远。n无源射频标签内部不带电池,要靠外界提供能量。无无源射频标签内部不带电池,要靠外界提供能量。无源射频标签具有永久的使用期,支持长时间的数据传源射频标签具有永久的使用期,支持长
12、时间的数据传输和永久性的数据存储。输和永久性的数据存储。n缺点:数据传输的距离要比有源射频标签小缺点:数据传输的距离要比有源射频标签小二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成 (2 2)射频标签的分类)射频标签的分类n按按内部使用存储器类型内部使用存储器类型的不同,可分为:的不同,可分为: 只读标签只读标签 和和 可读可写标签可读可写标签。n只读标签内部只有只读存储器只读标签内部只有只读存储器(Read Only(Read Only:MemoryMemory,ROM)ROM)和随机存储器和随机存储器(Random Access Memory(Random Access Memory,RAM
13、)RAM)。n可读可写标签内部的存储器除了可读可写标签内部的存储器除了ROMROM、RAMRAM和缓冲和缓冲存储器之外,还有非活动可编程记忆存储器。存储器之外,还有非活动可编程记忆存储器。二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成(2 2)射频标签的分类)射频标签的分类n按按标签中存储器数据存储能力标签中存储器数据存储能力的不同,可分为:的不同,可分为: 标识标签标识标签与与便携式数据文件便携式数据文件。n标识标签中存储的只是标识号码,用于对特定的标识标识标签中存储的只是标识号码,用于对特定的标识项目,如人、物、地点进行标识,关于被标识项目的项目,如人、物、地点进行标识,关于被标识项目的详细
14、的特定信息,只能在与系统相连接的数据库中进详细的特定信息,只能在与系统相连接的数据库中进行查找。行查找。n便携式数据文件是指标签中存储的数据非常大,可以便携式数据文件是指标签中存储的数据非常大,可以看作是一个数据文件。这种标签一般都是用户可编程看作是一个数据文件。这种标签一般都是用户可编程的,如包装说明、工艺过程说明等。的,如包装说明、工艺过程说明等。二、二、RFIDRFID系统的组成系统的组成RFIDRFID的工作原理的工作原理n无线射频识别技术(无线射频识别技术(RFID)是一种非接触的自动识别技术,其)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷基
15、本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。 nRFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。系统至少包含电子标签和阅读器两部分。RFID阅读器阅读器(读写器)通过天线与(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。 三、三、RFIDRFID的工作原理及过程的工作原理及过程RFIDRFID的工作过程的工作过程n标签与阅读器之间的数据传输是标签与阅读器之间的数据传输是通过空气介质
16、以无线电波的形式通过空气介质以无线电波的形式进行的进行的。 读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。 当射频标签进入发射天线的工作区时,射频标签被激活后即将自身信息代码经天当射频标签进入发射天线的工作区时,射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发线发 射出去。射出去。 系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号,经天线的调制器传给读写器。系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号,经天线的调制器传给读写器。读写器对接到的信号进行解调解码,送后台电脑控制器。读写器对接到的信号进行解调解码,送后台电脑控制器。 计算机控制器根据逻辑
17、运算判断该射频标签的合法性,针对不同的设定做出相应计算机控制器根据逻辑运算判断该射频标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构的动作。的处理和控制,发出指令信号控制执行机构的动作。 执行机构按计算机的指令动作。执行机构按计算机的指令动作。 通过计算机通信网络将各个监控点连接起来,构成总控信息平台,根据不同的项通过计算机通信网络将各个监控点连接起来,构成总控信息平台,根据不同的项目设计不同的软件来完成要达到的功能。目设计不同的软件来完成要达到的功能。三、三、RFIDRFID的工作原理及过程的工作原理及过程四、四、RFIDRFID的种类的种类n根据根据RFIDRFI
18、D系统完成的功能不同,可以把系统完成的功能不同,可以把RFIDRFID系统分成四种类型:系统分成四种类型:EASEAS系统、便携式数据采集系统、物流控制系统和定位系统系统、便携式数据采集系统、物流控制系统和定位系统。 1 1EASEAS系统系统nEAS(Electronic Article Surveillance)EAS(Electronic Article Surveillance)是一种设置在需要控制物品出入门口的是一种设置在需要控制物品出入门口的RFIDRFID技术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆和数据中心等地方,技术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆和数据中心等地方,当未被
19、授权的人从这些地方非法取走物品时,当未被授权的人从这些地方非法取走物品时,EASEAS系统会发出警告。系统会发出警告。n典型的典型的EASEAS系统一般由三部分组成:系统一般由三部分组成: 附着在商品上的电子标签,电子传感器。附着在商品上的电子标签,电子传感器。 电子标签灭活装置,以便授权商品能正常出入。电子标签灭活装置,以便授权商品能正常出入。 监视器,在出口形成一定区域的监视空间。监视器,在出口形成一定区域的监视空间。 2 2便携式数据采集系统便携式数据采集系统n便携式数据采集系统是使用带有便携式数据采集系统是使用带有RFIDRFID阅读器的手持式数阅读器的手持式数据采集器采集据采集器采集
20、RFIDRFID标签上的数据。标签上的数据。n这种系统具有比较大的灵活性,适用于不宜安装固定这种系统具有比较大的灵活性,适用于不宜安装固定式式RFIDRFID系统的应用环境。系统的应用环境。n手持式阅读器手持式阅读器( (数据输入终端数据输入终端) )可以在读取数据的同时,可以在读取数据的同时,通过无线电波数据传输方式实时地向主计算机系统传通过无线电波数据传输方式实时地向主计算机系统传输数据,也可以暂时将数据存储在阅读器中,成批地输数据,也可以暂时将数据存储在阅读器中,成批地向主计算机系统传输数据。向主计算机系统传输数据。四、四、RFIDRFID的种类的种类3 3物流控制系统物流控制系统n在物
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