射频标签：物联网的物品标识技术.ppt

射频标签：物联网射频标签：物联网的物品标识技术的物品标识技术2本章的中心思想： 从条形码，到磁卡、从条形码，到磁卡、IC卡，再到射卡，再到射频标签频标签RFID，我们会发现其实它们，我们会发现其实它们就在我们的身边。小到我们到图书就在我们的身边。小到我们到图书馆借书的校园卡，大到进出保税区馆借书的校园卡，大到进出保税区卡车上无数的货物，射频标签卡车上无数的货物，射频标签RFID将无处不在，它将成为物联网的物将无处不在，它将成为物联网的物品标识技术，成为物联网品标识技术，成为物联网“物与物物与物”互联的基础。互联的基础。3本章主要内容 射频标签与自动识别技术射频标签与自动识别技术 RFID技术的应用技术的应用 RFID产业的发展产业的发展46.1 射频标签与自动识别技术6.1.1 条形码简介条形码简介数据采集与自动识别技术的发展与分类数据采集与自动识别技术的发展与分类5条形码的特点：条形码的特点： 条形码或条码是将宽度不等的多个黑条（或黑条形码或条码是将宽度不等的多个黑条（或黑块）和空白，按照一定的编码规则排列，用以块）和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的一维条形表达一组信息的图形标识符。常见的一维条形码是由黑条（简称条）和白条（简称空）排成码是由黑条（简称条）和白条（简称空）排成的平行线图案。的平行线图案。 条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期，以及图书分类号、邮件起品名称、生产日期，以及图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息。止地点、类别、日期等信息。 条形码在商品流通、图书管理、邮政管理、银条形码在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。行系统等许多领域都得到了广泛的应用。6一维条形码的特点 一维条形码只是在一个方向（一般是水一维条形码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息。平方向）表达信息。 一维条形码的优点是编码规则简单，条一维条形码的优点是编码规则简单，条形码识读器造价较低。形码识读器造价较低。 多数一维条码所能表示的字符集不过是多数一维条码所能表示的字符集不过是10个数字、个数字、26个英文字母及一些特殊字个英文字母及一些特殊字符，条码字符集最大所能表示的字符个符，条码字符集最大所能表示的字符个数也不过是数也不过是128个个ASCII符。符。7二维条形码的特点： 二维条形码是在水平和垂直方向的二维二维条形码是在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码。空间存储信息的条形码。二维码的优点是二维码的优点是： 信息容量大信息容量大 译码可靠性高译码可靠性高 纠错能力强纠错能力强 制作成本低制作成本低 保密与防伪性能好。保密与防伪性能好。8我国一维条形码与二维条形码火车票的比较9条形码扫描器 条形码数据的采集是通过固定的条形码数据的采集是通过固定的或手持的条形码扫描器获取的。或手持的条形码扫描器获取的。条形码扫描器有三种类型条形码扫描器有三种类型： 光扫描器光扫描器 光电转换器光电转换器 激光扫描器激光扫描器106.1.2 磁卡与IC卡的应用磁卡的应用磁卡的应用 磁卡是一种卡片状的磁性记录介质，利磁卡是一种卡片状的磁性记录介质，利用磁性载体记录字符与数字信息，与各用磁性载体记录字符与数字信息，与各种读卡、读写器配合，用来标识身份或种读卡、读写器配合，用来标识身份或其他用途。其他用途。 磁卡受压、被折、长时间磕碰、曝晒、磁卡受压、被折、长时间磕碰、曝晒、高温、磁条划伤弄脏，或者受到外部磁高温、磁条划伤弄脏，或者受到外部磁场的影响，都会造成磁卡消磁，丢失数场的影响，都会造成磁卡消磁，丢失数据而不能使用。据而不能使用。11 磁卡与读卡器磁卡与读卡器12IC卡的特点与应用IC卡的基本概念卡的基本概念 IC卡也叫做智能卡。卡也叫做智能卡。 IC卡通过封装在卡中的集成电路芯卡通过封装在卡中的集成电路芯片来记录与更改数字与字符。片来记录与更改数字与字符。 IC卡与卡与IC卡读卡器，以及后台计算卡读卡器，以及后台计算机管理系统组成了机管理系统组成了IC卡应用系统。卡应用系统。13 IC卡与读卡器卡与读卡器14IC卡主要优点：存储容量大存储容量大 磁卡的存储容量大约在磁卡的存储容量大约在200个字符左右，个字符左右，而而IC卡的存储容量根据型号不同，小的卡的存储容量根据型号不同，小的几百个字符，大的可以达到上百万个字几百个字符，大的可以达到上百万个字符。符。安全保密性好安全保密性好 IC卡在使用时，必须要通过与读写设备卡在使用时，必须要通过与读写设备间特有的双向密钥进行认证。间特有的双向密钥进行认证。15IC卡读写方便，使用寿命长卡读写方便，使用寿命长 IC卡上的数据能够随意读取、修改、擦卡上的数据能够随意读取、修改、擦除，但都需要密码。除，但都需要密码。 由于磁卡的磁条划伤、磨损、弄脏或者由于磁卡的磁条划伤、磨损、弄脏或者受到外部磁场磁化的影响，都会造成磁受到外部磁场磁化的影响，都会造成磁卡失效。而卡失效。而IC卡的数据至少可以保持卡的数据至少可以保持 10年，读写次数能够达到年，读写次数能够达到10万次以上。万次以上。16IC卡的分类IC卡三种分类方法卡三种分类方法： 根据根据IC卡与读卡器是否接触来分类卡与读卡器是否接触来分类 根据根据IC卡是否有微处理器来分类卡是否有微处理器来分类 根据应用领域来分类根据应用领域来分类17根据根据IC卡与读卡器是否需要接触才能卡与读卡器是否需要接触才能够读写数据来分类，够读写数据来分类，IC卡分为卡分为： 接触式接触式IC卡卡 非接触式非接触式IC卡卡18根据根据IC卡是否有微处理器来分类卡是否有微处理器来分类： 如果如果IC卡只中有存储芯片，而没卡只中有存储芯片，而没有微处理器芯片的称作存储卡；有微处理器芯片的称作存储卡； 如果如果IC卡中有存储芯片和微处理卡中有存储芯片和微处理器芯片的称作智能卡。器芯片的称作智能卡。 电话电话IC卡一般使用的是存储卡，卡一般使用的是存储卡，银行银行IC卡一般使用是智能卡。卡一般使用是智能卡。19根据应用领域来分类根据应用领域来分类： IC卡可以分为金融卡和非金融卡。卡可以分为金融卡和非金融卡。 金融卡分为信用卡和现金储值卡。金融卡分为信用卡和现金储值卡。 非金融卡是指应用于医疗、通信、非金融卡是指应用于医疗、通信、交通等非金融领域的交通等非金融领域的IC卡。卡。20接触式IC卡与非接触式IC卡 接触式接触式IC卡必须将卡必须将IC卡插入到卡插入到IC卡读卡器中，完成卡读卡器中，完成IC卡与读卡卡与读卡器之间的物理连接之后，才能读器之间的物理连接之后，才能读取或写入数据。取或写入数据。 非接触式非接触式IC卡又称射频卡，它是卡又称射频卡，它是以无线通信的方式与读卡器进行以无线通信的方式与读卡器进行通信。通信。21 非接触式非接触式IC卡可以分为主动式和被卡可以分为主动式和被动式两类。动式两类。 主动式非接触式主动式非接触式IC卡需要使用者主卡需要使用者主动将卡靠近读卡器，用户需要将卡动将卡靠近读卡器，用户需要将卡在读卡器上晃过才能够完成数据交在读卡器上晃过才能够完成数据交换的过程。换的过程。 被动式卡不用出示卡片，只要走过被动式卡不用出示卡片，只要走过读卡器的范围，即可完成数据交换读卡器的范围，即可完成数据交换的过程。的过程。226.1.3 RFID简介 射频标签射频标签RFID是一种无线自动识别技术。是一种无线自动识别技术。 RFID技术是一种可以将物品编码采用无线技术是一种可以将物品编码采用无线标签的方式进行记录和供读取的小型发射标签的方式进行记录和供读取的小型发射设备。设备。 RFID又称为射频识别技术，它开始广泛应又称为射频识别技术，它开始广泛应用于交通、物流、军事、医疗、安全与产用于交通、物流、军事、医疗、安全与产权保护等各种领域，可以实行全球范围的权保护等各种领域，可以实行全球范围的各种产品、物资流动过程中的动态、快速各种产品、物资流动过程中的动态、快速、准确地识别与管理。、准确地识别与管理。23 很小和很薄的很小和很薄的RFID标签标签246.1.4 RFID的基本工作原理RFID应用系统的结构应用系统的结构 RFID标签标签 RFID读写器读写器 RFID数据管理系统数据管理系统25 RFID标签技术应用于书店购书的场景标签技术应用于书店购书的场景26 RFID标签的内部结构标签的内部结构276.1.5 RFID标签的分类28按标签供电方式进行分类 RFID标签可以分为：无源标签可以分为：无源RFID标签和标签和有源有源RFID标签。标签。 无源无源RFID标签内不含电源，它的能量要标签内不含电源，它的能量要从从RFID读写器获取。读写器获取。 有源有源RFID标签由内部电源提供能量。标签由内部电源提供能量。 有源有源RFID标签的优点是作用距离远，距标签的优点是作用距离远，距离可达几十米，甚至可达上百米。离可达几十米，甚至可达上百米。 有源有源RFID标签的缺点是体积大、成本高标签的缺点是体积大、成本高，使用时间受到电池寿命的限制。，使用时间受到电池寿命的限制。29按标签工作模式进行分类 RFID标签可以分为：主动式、被动式与半主标签可以分为：主动式、被动式与半主动式。动式。 主动式主动式RFID标签依靠自身的能量主动向标签依靠自身的能量主动向RFID读写器发送数据。读写器发送数据。 被动式被动式RFID标签从标签从RFID读写器发送的电磁波读写器发送的电磁波中获取能量，激活后才能够向中获取能量，激活后才能够向RFID读写器发读写器发送数据。送数据。 半主动式半主动式RFID标签自身的能量只提供给标签自身的能量只提供给RFID标签中的电路使用，并不主动向标签中的电路使用，并不主动向RFID读写器读写器发送数据。发送数据。30按标签工作频率进行分类RFID标签分为标签分为： 低频低频RFID标签标签 中高频中高频RFID标签标签 超高频超高频RFID标签标签 微波微波RFID标签标签31 低频的低频的RFID标签成本低，保存的数据量比较标签成本低，保存的数据量比较小，读写距离比较短，一般在小，读写距离比较短，一般在1米左右。低频米左右。低频的的RFID标签一般适用于门禁、考勤、电子计标签一般适用于门禁、考勤、电子计费、电子钱包、停车场收费管理、畜牧业与动费、电子钱包、停车场收费管理、畜牧业与动物管理。物管理。 中高频系统使用的中高频系统使用的RFID标签与读写器成本比标签与读写器成本比较低。较低。RFID标签的形状一般为卡式，标签内标签的形状一般为卡式，标签内部存储的数据量较大，读写距离一般在部存储的数据量较大，读写距离一般在10米左米左右。目前我国在第二代身份证、北京公交的右。目前我国在第二代身份证、北京公交的“一卡通一卡通”、广州公交的、广州公交的“羊城通羊城通”，以及大多，以及大多数校园卡和门禁系统都采用的是中高频数校园卡和门禁系统都采用的是中高频RFID系统。系统。32 超高频与微波段的超高频与微波段的RFID系统一般用于远系统一般用于远距离识别与对快速移动物体的识别上。距离识别与对快速移动物体的识别上。例如，近距离通信与工业控制领域、物例如，近距离通信与工业控制领域、物流领域、铁路运输识别与管理，以及高流领域、铁路运输识别与管理，以及高速公路的不停车电子收费系统。速公路的不停车电子收费系统。33按标签封装的形状进行分类RFID标签可以封装成标签可以封装成： 可以粘贴在标识物上的薄膜型的自粘贴式标签可以粘贴在标识物上的薄膜型的自粘贴式标签 可以让用户携带、类似于信用卡的卡式标签可以让用户携带、类似于信用卡的卡式标签 可以封装成能够固定在车辆或集装箱上的柱型标签可以封装成能够固定在车辆或集装箱上的柱型标签 可以封装在塑料扣中，用于动物耳标的扣式标签可以封装在塑料扣中，用于动物耳标的扣式标签 可以封装成钥匙扣中，用于用户随身携带的身份标可以封装成钥匙扣中，用于用户随身携带的身份标识标签识标签 以封装在玻