页数:45页文件大小:389.6 KB来源: 物流信息技术与应用ppt课件
本课件为课程项目三,先区分无线射频 RF 与射频识别 RFID 的概念并说明其先进性,再讲清电感耦合与电磁反向散射耦合两种工作原理、事件模型与工作流程,随后展开系统组成、频段划分与分类,最后系统介绍读写器的功能选型、RFID 中间件与标准体系。
导入案例:RFID 技术用于医疗
思考:
项目三 射频识别技术
射频技术(简称 RF 或无线射频)是一种无线电通信技术,其基本原理是电磁理论,利用无线电波对记录媒体进行读写。目前 RF 用得较多的是 IEEE 802.11b 标准,且 2.4GHz 的高频道使服务器与终端之间的通讯速度可达 12Mbps,这段频道干扰小,在绝大部分国家都不受无线管理制约。
RF 技术以无线信道作为传输媒体,建网迅速,通信灵活,可以为用户提供快捷、方便、实时的网络连接,也是实现移动通信的关键技术之一。
射频识别技术(简称 RFID)是指利用射频信号及其空间耦合(交变磁场或电磁场)和传输特性进行非接触双向通信,实现对静止或移动物体的自动识别,并进行数据交换的一项自动识别技术。
先进性主要表现:
通过几厘米到几米甚至十几米的距离内读写器发出的无线电波,读取电子标签内的储存信息,通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合,在耦合通道内,根据时序关系,实现能量的传递、数据的交换。
电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合;在耦合通道内,根据时序关系,实现能量的传递和数据的交换。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号主要有电感耦合和电磁反向散射耦合。
变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律。电感耦合一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。
典型的工作频率有:125kHz、225kHz 和 13.56MHz。识别距离小于 1m,典型作用距离为 10~20cm。
雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。
典型的工作频率有:433MHz、915MHz、2.45GHz 和 5.8GHz。识别距离大于 1m,典型作用距离为 3~10m。
在 RFID 工作的空间通道中存在三种事件模型:
读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到读写器,读写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;主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机构动作。
从 RFID 系统的工作原理来看,系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。
1.信号发射机(射频标签):典型的形式是标签(TAG),一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。标签主要有以下几种类型:
2.信号接收机:射频识读器一般由天线、射频模块、读写模块组成。阅读器基本的功能就是利用射频技术读取标签信息,或将信息写入标签,然后通过计算机及网络系统进行管理和信息传输。
RFID 系统工作频率与对应标准:下表列出各频段所遵循的现有标准、频率范围与频段名称。
| 现有标准 | 频率范围 | 名称 |
|---|---|---|
| 11784/85,14223 | 125~134kHz | 低频 |
| 18000-3.1/14443 | 13.56MHz | 高频 |
| 18000-3.1/15693,A,B 和 C | 13.56MHz | 高频 |
| EPC C0,C1,C2,G2 | 868~915MHz | 超高频 |
| 18000-4 | 2.45~5.8GHz | 微波 |
说明:源文本该表存在字符粘连(如多余字符“JM”)且第 3 行频段名称缺失,此处按标准号对应的频段归属还原,建议对照原课件图片核对。
3.编程器:只有可读写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。
编程器写入数据一般来说是离线(off-line)完成的,也就是预先在标签中写入数据,等到开始应用时直接把标签附在被标识项目上;也有一些 RFID 应用系统,写数据是在线(on-line)完成的,尤其是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时。
4.天线:天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。
五、RFID 技术在物流中的应用:
读写器的频率决定了射频识别系统的工作频率,读写器的功率直接影响射频识别的距离。
RFID 读写器通过天线与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。典型的读写器包含有射频部分、控制处理单元部分、I/O 接口部分和电源部分四个方面。
读写器是 RFID 系统中的基本单元,RFID 系统的基本组成包括标签和读写器两部分,RFID 应用系统包括标签、读写器和 RFID 应用平台三大部分。
主要包括基带模块和射频模块两大部分。
1.读写器的功能:
2.读写器的特征:
1.中间件:中间件是基础软件的一大类,属于可复用软件的范畴。中间件处于操作系统与用户的应用软件的中间,在操作系统、网络和数据库之上,在应用软件的下层,总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
2.RFID 中间件:扮演 RFID 标签和应用程序之间的中介角色。从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口(API),即能连到 RFID 读写器,读取 RFID 标签数据。
RFID 中间件是一种面向消息的中间件,信息以消息的形式从一个程序传送到另一个或多个程序,信息可以以异步的方式传送。
以应用程序为中心的设计概念是通过 RFID Reader 厂商提供的 API,以 Hot Code 方式直接编写特定 Reader 读取数据的 Adapter,并传送至后端系统的应用程序或数据库,从而达成与后端系统或服务串接的目的。
以架构为中心:随着企业应用系统的复杂度增高,企业无法负荷以 Hot Code 方式为每个应用程式编写 Adapter,同时面对对象标准化等问题,企业可以考虑采用厂商所提供标准规格的 RFID 中间件。
本页内容与上一页相同,源文件中重复出现。
以架构为中心:随着企业应用系统的复杂度增高,企业无法负荷以 Hot Code 方式为每个应用程式编写 Adapter,同时面对对象标准化等问题,企业可以考虑采用厂商所提供标准规格的 RFID 中间件。
说明:源文件第 30、31 页内容完全一致,属原课件重复页,此处原样保留未作删减。
RFID 中间件的发展趋势:
目前 RFID 存在 3 个主要的技术标准体系,即总部设在美国麻省理工学院(MIT)的 EPC Global、日本的泛在 ID 中心(Ubiquitous ID Center)和 ISO 标准体系。
1.EPC Global:EPC Global 的“物联网”体系架构由 EPC 编码、EPC 标签与读写器、EPC 中间件、ONS 服务器和 EPCIS 服务器等部分构成。
EPC Global 物联网体系架构的构成:下表列出各组成部分、对应名称与作用。
| 系统构成 | 名称 | 用来标识/说明 |
|---|---|---|
| EPC 编码体系 | EPC 代码 | 用来标识特定代码 |
| 射频识别系统 | EPC 标签 | 贴在物品之上或内嵌在物品之中 |
| EPC 系统读写设备 | 读写器 | 识读 EPC 标签 |
| EPC 系统的软件支持系统 | EPC 中间件 | 为应用程序提供通用接口与数据处理 |
| 信息网络系统 | 对象解析服务、EPC 信息服务 | 提供对象解析服务与 EPC 信息服务 |
说明:源文本该表为图片提取的粘连文本,列名与单元格归属由语义推断,建议对照原课件图片核对后再入库。
2.泛在 ID 中心:泛在中心于 2003 年 3 月成立,并得到日本政府经产省和总务省以及大企业的支持。泛在 ID 中心的泛在识别技术体系架构由泛在识别码(uCode)、信息系统服务器、uCode 解析服务器和泛在通信器这 4 部分构成。
3.ISO 标准体系:RFID 国际标准的主要制定机构有国际标准化组织(ISO)和其他国际标准化机构,如国际电工委员会(IEC)、国际电信联盟(ITU)等。大部分 RFID 标准都是由 ISO(或与 IEC 联合组成)的技术委员会(TC)或分技术委员会(SC)制定。
二、电子产品编码标准:
任务五 EPC 在物流中的应用:
项目小结:RFID 技术
实训三 RFID 系统使用
【实训任务】
本页为项目三课件的结束致谢页,正文内容为「谢谢!」。
下载地址:{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}