云计算模式基础设施即服务课件.ppt
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1、1内容提要 物联网与数字图书馆 物联网对信息检索的影响 云计算与数字图书馆 图书馆需要怎样的云 云计算与云服务平台 大数据与数字图书馆 大数据与数据策管 数字图书馆的发展趋势物联网对信息检索的影响 什么是物联网 RFID(电子标签)技术 组成(标签、读写器、天线)、有(无)源、寿命(510年)频率(超)高频)信息位长度 传感器技术 以RFID等传感器技术为核心的物联网 物联网对信息检索的影响 被动检索与主动发现2RFID是什么?RFID:RFID是Radio Frequency Identification 的缩写,即射频识别,俗称电子标签,是利用无线射频信号实现非接触方式下的双向通信,完成对
2、目标对象的自动识别和数据的读写操作。区别于其他的短距离无线通信技术在于RFID的被动工作模式,即利用反射能量进行通信。RFID是什么?RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点 可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域,被公认为二十一世纪十大重要技术之一 二十一世纪十大重要技术包括:iPhone,社交网站,网格计算,外包,RFID,虚拟技术,博客,绿色技术,VOIP,网络视频。历史与发展 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间(上世纪40年代)。在第二次世界大战期间,英国为了识别返航的飞机,就在盟军的飞机
3、上装备有高耗电量的主动式标签(Active Tag)当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后,飞机上的标签就会发出适当的响应,探询器根据接收到的回传信号来识别敌我 这是有记录的第一个RFID敌我识别系统IFF(Identify:Friend or Foe),也是第一个RFID的第一次实际应用历史与发展1948年,Harry Stockman发表了题为“利用反射功率进行通信”一文,奠定了RFID系统的理论基础。利用三极管作为开关的已调反向散射电路历史与发展历史与发展上世纪70年代末期,美国开始将RFID技术转向民用。RFID技术最先在商业上的应用是在牲畜身上。到了80年代,美国与欧洲的几
4、家公司开始着手生产RFID标签。今天,RFID技术已经被广泛应用于各个领域,从门禁管制、牲畜管理,到物流管理,都可以见到RFID的踪迹。RFID的组成 最简单的RFID系统:由标签(Tag)、阅读器(Reader)及天线(Antenna)组成,实际应用时需与计算机及应用系统(数据管理系统)相结合。RFID的工作流程阅读器通过天线发送一定频率的射频信号,当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,标签被“催醒”;同时,标签获得能量将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去;无源标签获取能量的方法RFID的工作流程利用三极管作为开关的已调反向散射电路RFID的工作流程RFID的工作流程 阅读器天线接收
5、到从标签发送来的信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理。后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,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相应的动作。电子物品监控民用波段电台GSM:900/1800/1900MHZ频段802.11b,11g:2.4GHzRFID的工作频率射频信号对物体的穿透能力RFID的工作频率各国超高频系统UHF的频率标签与阅读器的耦合方式 电感耦合方式依据的是电磁感应定律,通过空间高频交变磁场实现耦合。一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有:125KHz,225KHz,13.56
6、MHz。识别作用距离小于lm,典型作用距离为10-20cm。例如第二代身份证就工作在此模式下标签与阅读器的耦合方式 电磁耦合方式利用所谓的雷达原理模型,发射出去的电磁波碰到目标电子标签后反射,同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律。一般适合于高频、微波工作的远距离系统。作用距离大于lm,典型的作用距离为3-l0m。典型的工作频率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。RFID与其他系统的比较阅读器阅读器阅读器是RFID系统中最重要的基础设施:UHF频段的RFID阅读器可分为射频电路和基带电路两部分。射频电路部分用于完成高频调制信号的调制解调、发射接收。基带电路部
7、分主要实现编解码、帧成形等功能,同时完成UHF RFID读写器与外部设备或者Host主机之间的通信接口的任务。阅读器天线电子标签 电子标签是RFID主要核心部件,也称射频卡,用于存储物体的识别信息。内部包含一个电子芯片和一个微型天线。每个芯片都含有唯一的识别码,在实际的应用中,射频标签粘贴在待识别物体的表面。电子标签原理图RFID标签的分类按供电方式分:有源(Active)标签和无源(Passive)标签按工作频率分:低频(LF)标签、高频(HF)标签、超高频(UHF)标签和微波(MW)标签按通信方式分:主动式标签(TTF)和被动式标签(RTF)按标签读写分:只读(R/O)标签、读写(R/W)
8、标签和CPU标签 防碰撞技术 由于射频区域内所有标签的发射频率都一样,在阅读器的天线区域中有多个射频标签同时到达时,它们几乎同时响应阅读器的指令而发送信号。这样就会产生信道争用的问题,信号互相干扰,阅读器不能正确接收数据,也就不能正确识别标签,即发生了碰撞(Collusion)必须找到一种防碰撞(Anti-Collusion)技术,以解决在识别多个目标时标签的数据在传输过程中相互冲突而导致阅读器难以识别的问题防碰撞技术 无线电通信系统中多路存取方式的几种形式 空分多路法(SDMA)频分多路法(FDMA)时分多路法(TDMA)码分多路法(CDMA)RFID技术的协议标准标准化是指对产品、过程或服
9、务现实和潜在的问题做出规定,提供可共同遵守的工作语言,以利于技术合作和防止贸易壁垒。射频标准体系是将无线技术作为一个大系统,并形成一个完整的标准体系表。如果标准采用过早,有可能会制约技术的发展进步;如果标准出台过晚,则可能会限制其应用范围。尤其是世界的一些知名公司分别推出各自的标准,而标准之间互不兼容,表现在频段和数据格式上的差异,这会为RFID的大范围使用带来了困难。RFID技术的协议标准 RFID标准大致包含四类:1.技术标准(如符号、射频识别技术、IC卡标准等);2.数据内容标准(如编码格式、语法标准等);3.一致性标准(如印刷质量、测试规范等标准);4.应用标准(如船运标签、产品包装标
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