第四章 射频识别技术与应用

识读器 （Reader）
3、识读器 采集信息 并解码
天线
标签（Tag）
1、识读器通过天线发送出一定 频率的射频信号
2、当标签进入磁场时产生感应电 流从而获得能量；向识读器发送 出自身编码等信息
计算机系统
4、识读器将信息/数据送至计 算机主机进行处理
4.2.3 RFID产品分类

无源RFID产品 无源RFID产品发展最早 目前发展最成熟，市场应用最广的产品
4.3.1 RFID标准体系的内容
4.3.2 三大标准体系

ISO制定的RFID标准体系
1995年国际标准化组织ISO/IEC第一联合技术委员会JTCl设立了子委
员会SC31（以下简称SC31），负责 RFID标准化研究工作。 SC31委员会由来自各个国家的代表组成，如英国的BSI IST34委员、 欧洲CEN TC225成员。
第 四 章
射频识别技术与应用
主要内容
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

RFID概述 RFID的组成与工作原理 RFID的标准体系 EPC与物联网 RFID在物流系统中的应用
本章重点内容：RFID功能、特点、工作原理 本章难点内容：RFID标准、EPC
4.1 射频识别系统（RFID）概述
RFID应用视频

RFID世界网
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图书馆管理RFID系统
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供应链管理
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内 容 一般参数定义 135KHz以下空气接口参数 13.56MHz空气接口参数 2.45GHz空气接口参数 860MHz-930MHz空气接口参数 433.92MHz空气接口参数 应 用 领 域
标准号 18000-1 18000-2 18000-3 18000-4 18000-6 18000-7
适合短距离纸类标签，如门禁卡 适合中距离使用，如货架 适合较长距离使用 适合较长距离使用 只是作为一种选择，易被其他通信器材 干扰
4.1.2 RFID的特点





（1）非接触：读取距离由数公分到几十公尺。 （2）可遮盖：即使有遮蔽物（金属、液体除外）也可辨识。 （3）轻薄短小：可多样化的贴于对象人/物。 （4）环境时间性：耐污、耐振、耐撞击、长期性。 （5）个体识别：芯片单体上有个体标识符串。 （6）自动读取：无需人工介入即可读取。 （7）可抹写：数据可重复擦写。 （8）移动读写：在移动中也可实现读取、写入。 （9）同时多笔读取：可同时读取多个标签。
4.3.3 RFID的频率标准

（1）低频系统（30kHz～300kHz）
得到广泛的应用和推广 主要用于短距离、低成本的应用

（2）高频系统（3MHz～30MHz）
感应器不需要绕制线圈，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线
感应器一般通过负载调制的方式进行工作
实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制
4.5 RFID在物流系统中的应用
4.5.1 RFID在配送中的应用
一、传统配送中心存在的问题
存货统计缺乏准确性、订单填写不规范、货物损耗、清理货物时效率 很低
二、RFID应用的优势
入库和检验、整理和补充货物、订单填写、货物出库运输
三、RFID在配送中心应用的建议
（1）RFID应用应分阶段进行 （2）RFID要首先运用在能够明显提高效率的流程中 （3）RFID的实施需充分考虑技术标准问题 （4） RFID的应用必需同后台信息系统进行集成
4.4.2 EPC编码
一、EPC的编码原则 （1）惟一性 （2）简单性 （3）可扩展性 （4）保密性与安全性 二、EPC编码体系 （1）全球贸易标识系列编码SGTIN （2）全球位置编码系列SGLN （3）集装箱编码系列SSCC （4）可回收资产标识GRA （5）全球个人资产标识GIAI
4.4.3 EPC系统的组成与工作流程
4.2 RFID的组成与工作原理
4.2.1 RFID的组成
4.2.1 RFID的组成

标签
标签由耦合元件芯片及内置天线组成。其中包含RF发生器、混频器
、滤波器、ID译码器、显示器等。

阅读器
它是读取（也还可以写入）标签信息的设备，一般由振荡器、ID编
码器、变量装载器组成。

天线
天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置，用于发射和

有源RFID产品
是最近几年慢慢发展起来的 远距离自动识别领域 巨大的应用空间和市场潜质

半有源RFID产品 结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势 在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电 子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。
4.3 RFID的标准体系
1941～1950年
雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的 理论基础。
1951—1960年
1961—1970年 1971—1980年 1981～1990年 1991～2000年 2001—今
早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。
RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。 RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到 加速。出现了一些最早的RFID应用。 RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种封闭系统应用开始出 现。 RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用 标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源 电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子 标签成本不断降低。

射频技术（RF），又称无线射频或无线电射频技术，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 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、实施的网络连接，也是实现移动 通信的关键技术之一

2. RFID技术的发展历程
时间 RFID技术发展

EPC global制定的RFID标准体系
EPC global的目标是解决供应链的透明性和追踪性 它可以实现对所有物品提供单件唯一标识 制定了空中接口协议、读写器协议

日本UID制定的RFID标准体系
日本泛在中心制定RFID相关标准的思路类似于EPC global 目标也是构建一个完整的标准体系，但是具体内容存在差异。
4.4 EPC与物联网
4.4.1 EPC相关概念 一、EPC的概念 EPC（Electronic Product Code）：即电子产品编码，是一 种编码系统，建立在EAN〃UCC条型编码的基础之上，并对该条 形编码系统做了一些扩充，用以实现对单品进行标志。 1999年美国麻省理工学院一位教授提出了EPC开放网络（物联 网）构想。 EPC是RFID的一种完整思想体系，EPC至少包括：产品编码、空 中接口协议、物品网络检索结构 EPC网络：能够实现供应链中的商品快速自动识别及信息共享
二、EPC系统的工作流程
三、基于EPC／RFID的物联网

物联网 “The Internet of things”物联网就是物物相连的互联网, 这有两层意思：
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间



在全球互联网的基础上,EPC通过管理软件系统、ONS和PML实现全球“ 实物互联” Savant服务器的主要任务是数据校对、识读器协调、数据传输、数据 存储和任务管理,它是EPC工作系统的中枢神经，起着管理系统平台的 作用。 ONS给Savant系统指明存储产品有关信息的服务器,ONS发挥了关键的 作用。PML则是描述产品信息的计算机语言。

（3）超高频系统（300MHz～3GHz）
超高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快 读取的区域不是很好进行定义 读取距离比较远，无源可达10m左右
4.3.4 我国RFID使用频率


应以ISO/IEC、EPC global相关标准为基础，参照欧、美 、日等区域标准，结合我国RFID产品研究、生产、应用的 实际情况自主创新来制定。 ISO/IEC 18000标准是最早开始制定的关于RFID的国际标 准，按频段被划分为7个部分。
接受信号。
（1）标签(Tag)
（2）阅读器（Reader）
•读取(还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式 或固定式。 射频读写器应具有如下功能： •读写器与标签通信的功能 •读写器与计算机通信的功能

（3）天线(Antenna)
在标签和阅读器间传递射频信号的装置。
4.2.2 RFID的工作原理
4.5.2 RFID在交通运输中的应用


（1）运输工具管理 （2）客货运场站（港口）管理 （3）城市公共交通 （4）危险化学品运输管理 （5）货物与集装箱跟踪 （6）海事管理 （7）从业人员管理 （8）高速公路多路径识别
4.5.3 RFID在物流中的应用前景
六个方向：
（1）积极开发专业RFID电子标签 （2）开发整合RFID技术的物流装备 （3）支持RFID中间件的开发 （4）推动公共信息平台的开发应用 （5）加快物流行业RFID应用标准的研究和制定 （6）推广RFID技术在物流业的应用范围
一、EPC系统的组成
系 统 构 成 全球产品电子代码 编码体系 射频识别系统 名 EPC编码标准 EPC 标签 识读器 信息网络系统 称 注 释
识别目标的特定代码 贴在物品之上或者内嵌在 物品之中 识读EPC标签
EPC中间件 EPC系统的软件支持系统 对 象 名 称 解 析 服 务 （ Object Naming Service ： ONS） 实 体 标 记 语 言 （ Physical Markup Language PML）