RFID技术原理及应用
•射频识别技术
–RFID(R adio F requency ID entification)
–利用射频信号实现的一种非接触式的自动识别技术附在被识别物体表面或内部的电子标签存储
着物体的信息,当电子标签进入阅读器的适
度区域时,阅读器以非接触的方式将电子标
签内的信息按照一定的规则传输给后台计算
机处理系统或电控系统,从而实现自动识别
物品或自动收集物品标识信息的功能。
• 射频识别技术
– RFID (R adio F requency ID entification )
– 利用射频信号实现的一种非接触式的自动识别技术 物品信息 标签 物 品 天线 •
• • 国内发展情况 • 国家金卡工程作为我国信息化建设的四个起步工程之一,自1993年以电子货币 银行卡应用启动实施,同时启动了智能IC 卡应用; • 自1995年起,在国家金卡工程智能卡应用中探索利用RF 射频技术发行非接触IC 卡, 并在门 禁、交通、身份认证、防伪识别、大型会议管理等领域进行试点。
自2000
年起,经国务院 批准,利用非接触式IC 卡换发第二代居民身份证;
• 2004年国家金卡工程将物联网RFID 应用试点列为重点工作,启动了一批行业与试
点城市的 应用示范工程;
• 2005年信息产业部批准成立RFID 标准工作组;经信产部、民政部批准,成立了中
国RFID 产 业联盟; • 2006年《国家中长期科学与技术发展规划纲要( 2006-2020年)》与《2006- 2020年国家信 息化发展战略》发布:
•国内发展情况
·2006年科技部会同15个部委联合颁布了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》; ·2007年信息产业部颁布了800-900兆频段供RFID使用的频率资源;
·2007年国家金卡工程多功能卡应用联盟成立;国家电子标签产品检测中心成立;
·2008年元月国家金卡工程协调领导小组颁布了《国家金卡工程全国IC卡应(2008-2013 年)发展规划》,正式将RFID列入发展规划,明确了目标、任务、与重点。
·2008年国家发改委在“信息化应用示范工程”专项中,列项支持RFID应用发展;
·2009年中央领导提出“感知中国”理念,自此,物联网RFID发展提到国家议事日程,并
正式纳入国家“十二五”发展规划。
·2010年国务院颁布《关于加快培育与发展战略性新兴产业的决定》,物联网在内。
RFID就是物联网感知层最重要的技术之一
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•物联网感知技术……
自动/半自动
识别技术
•物联网感知技术比较
•RFID系统的组成
阅读器
–RFID标签:附着于需要标识的物品,存有相关
标识物品物品信息
–RFID阅读器与天线:发射接收射频信号
网络
–智能终端:控制阅读器工作
–网络:实现各种应用
智能终端
•RFID系统的基本原理
天线
标签
阅读器
智能终端
阅读器获得相关读取指令
•RFID系统的基本原理
天线
RF调制器
标签
阅读器
智能终端
阅读器射频调制器将信号发送到天线
•RFID系统的基本原理
天线
RF 调制器
标签
阅读器
智能终端
天线询问标签
•RFID系统的基本原理
标签信息通信
天线
RF 调制器
标签
阅读器
智能终端
天线将获得的标签信息回传
•用于不同场合的RFID系统基本组成类似,但
就是具体的标签与阅读器要根据应用场景的不同做相应改变:
–频段的选择
•LF、HF、UHF、SHF……
–标签感应电磁信号的方式
•磁耦合、电磁波
–标签获得自身能量的方式
•感应供电、电池供电
•按照频率分类
•低频(LF)RFID系统–典型频率约125KHz
–空气中波长约2000米
–不受水或者金属影响
–信息传输速率很慢
•高频(HF)RFID系统
–典型频率约13、56MHz
–空气中波长约20米
–受水或者金属影响不严重–信息传输速率慢
•超高频(UHF)RFID系统–典型频率约840-960MHz
–空气中波长约31-36厘米
–受水或者金属影响严重
–信息传输速率快
•微波(MIcrowave)RFID系统–典型频率约2、45GHz、5、8GHz –空气中波长约12厘米、5厘米
–受水或者金属影响严重
–信息传输速率快
•不同工作频率下的标签
•不同工作频率下的阅读器
•电磁感应
–在低频(LF)与高频(HF)频段,阅读器的能
量通过电磁感应耦合到标签
–阅读器天线与标签直接相互作用
–没有电磁能量向外辐射
•电磁感应
–靠近阅读器天线的位置,电磁场很强
–随着距离的增加,电磁场迅速减弱
靠近天线远离天线
阅读器天线
阅读器
天线
天线直径天线直径
•电磁传播
–大多数情况下UHF波段电磁波通过传播的方式辐射能量
–阅读器天线向着标签辐射电磁波,部分电磁波
经标签调制后反射回阅读器天线
•电磁传播
–电磁场场强与二者之间的距离成反比–随着距离的增加,场强减弱不明显
阅读器天线
阅读器
天线
远离天线
场强呈反比递减靠近天线
场强较强
•电磁感应:当标签与阅读器天线间距离远远小于波长
•电磁传播:当标签与阅读器天线见距离与波长相当时
阅读器天线
阅读器
天线
标
签
标
签
阅读器阅读器
磁耦合电磁波耦合
•无源标签:标签能量完全来
自阅读器
•半无源标签:标签电池仅维
持数据电路或者辅助支持, 电池能量不转化为射频能量。
•有源标签:标签电源完全来
自内部电池,同时也转换为
射频能量。
•不同供电方式的比较
无源读取距离近半无源
中等
有源
远
使用寿命>5年1-5年1-5年
传感器无法集成可以集成可以集成
US$10-100 US$0、1-0、2US$1-30
价格
•不同频率的比较
LF(125KHz)HF(13、56MHz)UHF(900MHz)
耦合方式电磁感应传输速率慢电磁感应
较快
电磁传播
快
长
读取距离短短
环境影响不受水与金属可以有水
影响水、金属影响较大
门禁系统
票证与收费
动物识别
危险品管理
图书管理
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不停车收费系统
集装箱识别火车车号识别
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谢谢！。