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  • 一、RFID简介  RFID(射频识别:radio frequency identification),是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本。RFID技术,具有...

    一、RFID简介

      RFID(射频识别:radio frequency identification),是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本。RFID技术,具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大和存储信息更改自如等优点。RFID的应用,将给零售、物流等产业带来革命性的变化!

      从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物,并使用专用的扫描读写器利,用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器。而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号,将信息由RFID标签传送至RFID读写器。

      

    RFID

      二、RFID组成部分

      1、应答器:由天线,耦合元件及芯片组成,一般来说都是用标签作为应答器,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。

      2、阅读器:由天线,耦合元件,芯片组成,读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。

      3、应用软件系统 :是应用层软件,主要是把收集的数据进一步处理,并为人们所使用。

      三、RFID类别

      RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW),相对应的代表性频率分别为:低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G,5.8G

      RFID按照能源的供给方式分为无源RFID,有源RFID,以及半有源RFID。无源RFID读写距离近,价格低;有源RFID可以提供更远的读写距离,但是需要电池供电,成本要更高一些,适用于远距离读写的应用场合。

      无源RFID产品发展最早,也是发展最成熟,市场应用最广的产品。比如,公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等,这个在我们的日常生活中随处可见,属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ,超高频915MHZ。

      有源RFID产品,是最近几年慢慢发展起来的,其远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域,如智能监狱,智能医院,智能停车场,智能交通,智慧城市,智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起,属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ,微波2.45GHZ和5.8GHZ。

      有源RFID产品和无源RFID产品,其不同的特性,决定了不同的应用领域和不同的应用模式,也有各自的优势所在。但在本系统中,我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID产品,该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体,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。

      半有源RFID产品,结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势,在低频125KHZ频率的触发下,让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术,也可以叫做低频激活触发技术,利用低频近距离精确定位,微波远距离识别和上传数据,来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说,就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。

      四、RFID优势

      RFID射频识别系统,主要有以下几个方面的优势:

      1、读取方便快捷:数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大,采用自带电池的主动标签时,有效识别距离可达到30米以上;

      2、识别速度快:标签一进入磁场,解读器就可以即时读取其中的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别;

      3、数据容量大:数据容量最大的二维条形码(PDF417),最多也只能存储2725个数字;若包含字母,存储量则会更少;RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数10K;

      4、使用寿命长,应用范围广:其无线电通信方式,使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境,而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码;

      5、标签数据可动态更改:利用编程器可以向标签写入数据,从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能,而且写入时间相比打印条形码更少;

      6、更好的安全性:不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上,而且可以为标签数据的读写设置密码保护,从而具有更高的安全性;

      7、动态实时通信:标签以与每秒50~100次的频率与解读器进行通信,所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内,就可以对其位置进行动态的追踪和监控。

      五、RFID工作原理

      RFID(radio frequency identification)技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

      

    RFID

      一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出,此时 Reader 便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。

      以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(BackscatterCoupling)两种, 一般低频的RFID大都采用第一种式, 而较高频大多采用第二种方式。

      阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。

      六、RFID接口协议

      1、空中接口

      空中接口通信协议规范 读写器与电子标签之间信息交互,目的是为 不同厂家生产设备之间的互联互通性。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议,这种思想充分体现标准统一的相对性,一个标准是对相当广泛的应用系统的共同需求,但不是所有应用系统的需求,一组标准可以满足更大范围的应用需求。

      ISO/IEC 18000-1 信息技术-基于单品管理的射频识别-参考结构和标准化的参数定义。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。这样每一个频段对应的标准不需要对相同内容进行重复规定。

      ISO/IEC 18000-2 信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于中频125~134KHz,规定在标签和读写器之间通信的物理接口,读写器应具有与TypeA(FDX)和Type B(HDX)标签通信的能力;规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法。

      ISO/IEC 18000-3信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于高频段13.56MHz,规定 读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式,而模式1又分为基本型与两种扩展型协议(无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议)。模式2采用时频复用FTDMA协议,共有8个信道,适用于标签数量较多的情形。

      ISO/IEC 18000-4信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于微波段2.45GHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。该标准包括两种模式,模式1是无源标签工作方式是读写器先讲;模式2是有源标签,工作方式是标签先讲。

      ISO/IEC 18000-6信息技术-基于单品管理的射频识别-适用于超高频段860~960MHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三种无源标签的接口协议,通信距离最远可以达到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的,并于2006年7月获得批准,它在识别速度、读写速度、数据容量、防碰撞、信息安全、频段适应能力、抗干扰等方面有较大提高。2006年递交V4.0草案,它针对带辅助电源和传感器电子标签的特点进行 扩展,包括标签数据存储方式和交互命令。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的通信可靠性,不过其尺寸较大,价格也更贵一些。

      ISO/IEC 18000-7适用于超高频段433.92 MHz,属于有源电子标签。规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。有源标签识读范围大,适用于大型固定资产的跟踪。

      2、数据标准

      数据内容标准主要规定数据在标签、读写器到主机(也即中间件或应用程序)各个环节的表示形式。因为标签能力(存储能力、通信能力)的限制,在各个环节的数据表示形式必须充分考虑各自的特点,采取不同的表现形式。另外主机对标签的访问可以独立于读写器和空中接口协议,也就是说读写器和空中接口协议对应用程序来说是透明的。RFID数据协议的应用接口基于ASN.1,它提供一套独立于应用程序、操作系统和编程语言,也独立于标签读写器与标签驱动之间的命令结构。

      ISO/IEC 15961规定 读写器与应用程序之间的接口[3],侧重于应用命令与数据协议加工器交换数据的标准方式,这样应用程序可以完成对电子标签数据的读取、写入、修改、删除等操作功能。该协议也定义错误响应消息。

      ISO/IEC 15962规定 数据的编码、压缩、逻辑内存映射格式[3],再加上如何将电子标签中的数据转化为应用程序有意义的方式。该协议提供 一套数据压缩的机制,能够充分利用电子标签中有限数据存储空间再加上空中通信能力。

      ISO/IEC 24753扩展 ISO/IEC 15962数据处理能力[3],适用于具有辅助电源和传感器功能的电子标签。增加传感器以后,电子标签中存储的数据量再加上对传感器的管理任务大大增加,ISO/IEC 24753规定 电池状态监视、传感器设置与复位、传感器处理等功能。图1表明ISO/IEC 24753与ISO/IEC 15962一起,规范带辅助电源和传感器功能电子标签的数据处理与命令交互。它们的作用使得ISO/IEC 15961独立于电子标签和空中接口协议。

      ISO/IEC 15963规定 电子标签唯一标识的编码标准[5],该标准兼容ISO/IEC 7816-6、ISO/TS 14816、EAN.UCC标准编码体系、INCITS256再加上保留对未来扩展。注意与物品编码的区别,物品编码是对标签所贴附物品的编码,而该标准标识的是标签自身。

      3、实时定位

      实时定位系统可以改善供应链的透明性[8],船队管理、物流和船队安全等。RFID标签可以解决短距离尤其是室内物体的定位,可以弥补GPS等定位系统只能适用于室外大范围的不足。GPS定位、手机定位再加上RFID短距离定位手段与无线通信手段一起可以实现物品位置的全程跟踪与监视。正在制订的标准有:

      ISO/IEC 24730-1 应用编程接口API,它规范 RTLS服务功能再加上访问方法,目的是应用程序可以方便地访问RTLS系统,它独立于RTLS的低层空中接口协议。

      ISO/IEC 24730-2 适用于2450MHz的RTLS空中接口协议。它规范 一个网络定位系统,该系统利用RTLS发射机发射无线电信标,接收机根据收到的几个信标信号解算位置。发射机的许多参数可以远程实时配置。

      ISO/IEC 24730-3适用于433MH的RTLS空中接口协议。内容与第2部分类似。

      4、基本架构

      2006年ISO/IEC开始重视RFID应用系统的标准化工作,将ISO/IEC 24752调整为6个部分并重新命名为ISO/IEC 24791。制定该标准的目的是对RFID应用系统提供一种框架,并规范数据安全和多种接口,便于RFID系统之间的信息共享;使得应用程序不再关心多种设备和不同类型设备之间的差异,便于应用程序的设计和开发;能够支持设备的分布式协调控制和集中管理等功能,优化密集读写器组网的性能。该标准主要目的是解决读写器之间再加上应用程序之间共享数据信息,随着RFID技术的广泛应用RFID数据信息的共享越来越重要。

      七、RFID技术发展历程

      发展进程

      1940-1950年:雷达的改进和应用催生了射频识别技术,1948年奠定了射频识别技术的理论基础。

      1950-1960年:早期射频识别技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。

      1960-1970年:射频识别技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。

      1970-1980年:射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期,各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。

      1980-1990年:射频识别技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。

      1990-2000年:射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别产品得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。

      2000年后:标准化问题日趋为人们所重视,射频识别产品种类更加丰富,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,规模应用行业扩大。

      八、RFID案例

      1、射频门禁

      门禁系统应用射频识别技术,可以实现持有效电子标签的车不停车,方便通行又节约时间,提高路口的通行效率,更重要的是可以对小区或停车场的车辆出入进行实时的监控,准确验证出人车辆和车主身份,维护区域治安,使小区或停车场的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。

      2、电子溯源

      溯源技术大致有三种:一种是RFID无线射频技术,在产品包装上加贴一个带芯片的标识,产品进出仓库和运输就可以自动采集和读取相关的信息,产品的流向都可以记录在芯片上;一种是二维码,消费者只需要通过带摄像头的手机拍摄二维码,就能查询到产品的相关信息,查询的记录都会保留在系统内,一旦产品需要召回就可以直接发送短信给消费者,实现精准召回;还有一种是条码加上产品批次信息(如生产日期、生产时间、批号等),采用这种方式生产企业基本不增加生产成本。

      电子溯源系统可以实现所有批次产品从原料到成品、从成品到原料100%的双向追溯功能。这个系统最大的特色功能就是数据的安全性,每个人工输入的环节均被软件实时备份。

      3、食品溯源

      采用rfid技术进行食品药品的溯源在一些城市已经开始试点,包括宁波,广州,上海等地,食品药品的溯源主要解决来食品来路的跟踪问题,如果发现了有问题的产品,可以简单的追溯,直到找到问题的根源。

      4、产品防伪

      RFID技术经历几十年的发展应用,技术本身已经非常成熟,在我们日常生活中随处可见,应用于防伪实际就是在普通的商品上加一个RFID电子标签,标签本身相当于一个商品的身份证,伴随商品生产、流通、使用各个环节,在各个环节记录商品各项信息。标签本身具有以下特点:

      (1)唯一性:每个标签具有唯一的标识信息,在生产过程中将标签与商品信息绑定,在后续流通、使用过程中标签都唯一代表了所对应的那一件商品。

      (2)高安全性

      电子标签具有可靠的安全加密机制,正因为如此现今的我国第二代居民身份证和后续的银行卡都采用这种技术。

      (3)易验证性

      不管是在售前、售中、售后只要用户想验证时都可以采用非常简单的方式对其进行验证。随着NFC手机的普及,用户自身的手机将是最简单、可靠的验真设备。

      (4)保存周期长

      一般的标签保存时间都可以达到几年、十几年、甚至几十年,这样的保存周期对于绝大部分产品都已足够。

      为了考虑信息的安全性,RFID在防伪上的应用一般采用13.56M频段标签,RFID标签配合一个统一的分布式平台,这就构成了一套全过程的商品防伪体系。

      RFID防伪虽然优点很多,但是也存在明显的劣势,其中最重要的是成本问题,成本问题主要体现在标签成本和整套防伪体系的构建成本,标签成本一般在1块多钱,对于普通廉价商品来说想要使用RFID防伪还不太现实,另外整套防伪体系的构建成本也比较高,并不是一般企业可以花得起这个钱去实现并推广出去,对于规模不大的企业来说比较适合直接使用第三方的RFID防伪平台。

      5、博物馆

      美国加州技术创新博物馆正使用RFID技术来拓展和增强参观者的参观体验。他们给前来参观的访问者每人一个RFID标签,使其能够在今后其个人网页上浏览此项展会的相关信息;这种标签还可用来确定博物馆的参观者所访问的目录列表中的语言类别。

      或许在未来的某天,美国的技术创新博物馆将会开发出一种展示品,用来探测RFID技术对于整个世界的影响。但是,位于加州的该博物馆正使用RFID技术来拓展和增强参观者的参观体验。该博物馆成立于1990年。自成立以来,就成为了硅谷有名又受欢迎的参观地,并吸引了很多家庭和科技爱好者前来参观访问。每年大约能接待40万参观者。从参观者所做出的积极良好的反应看来,使用RFID标签是成功的。

      博物馆对于那些对人类科学、生命科学及交流等做出贡献的科学技术将会进行永久性的展列,并将对硅谷的革新者等所做出的业绩进行详细的展示。一个名为"Genetics:Technology With a Twist"的生命科学展会于2004年3月举行,在此会上,该博物馆展示了使用RFID 标签的方案,即给前来参观的访问者每人一个RFID标签,使其能够在今后其个人网页上浏览采集此项展会的相关信息。

      由于其他参观者的影响以及时间限制等问题,参观者并不能够像其所期望的能够很好的了解和学习较多的与展示相关的知识。通过使用RFID标签来自动的创造出个人化的信息网页,参观者便可以选择在其方便的时候在网页上查询某个展示议题的相关资料,或者找寻博物馆中的相关资料文献。

      在参观结束之后,参观者还可以在学校或家中通过网络访问网站并键入其标签上一个16位长的ID号码并登陆。这样他们就可以访问其独有的个人网页了。很多家美国及其它国家的博物馆都打算在卡片或徽章的同一端上使用RFID技术。至少丹麦的一家自然历史博物馆以PDA的形式将识读器交到前来参观者手中,并将标签与展示内容结合起来。但是据技术创新博物馆的副馆长GregBrown所知,其博物馆是第一家使用RFID技术腕圈的博物馆。

      6、世博会

      在上海举行的会展数量以每年20%的速度递增。上海市政府一直在积极探索如何应用新技术提升组会能力,更好地展示上海城市形象。RFID 在大型会展中应用已经得到验证,2005年爱知世博会的门票系统就采用了RFID技术,做到了大批参观者的快速入场。2006 年世界杯主办方也采用了嵌入RFID 芯片的门票,起到了防伪的作用。这引起了大型会展的主办方的关注。在2008 年的北京奥运会上,RFID技术已得到了广泛应用。

      2010 年世博会在上海举办,对主办者、参展者、参观者、志愿者等各类人群有大量的信息服务需求,包括人流疏导、交通管理、信息查询等,RFID 系统正是满足这些需求的有效手段之一。世博会的主办者关心门票的防伪。参展者比较关心究竟有哪些参观者参观过自己的展台,关心内容和产品是什么以及参观者的个人信息。参观者想迅速获得自己所要的信息,找到所关心的展示内容。

      九、RFID技术标准

      早在二十世纪九十年代,ISO/IEC已经开始制定集装箱标准ISO 10374标准,后来又制定集装箱电子官方标准ISO 18185,动物管理标准ISO11784/5、ISO 14223等。随着RFID技术的应用越来越广泛,ISO/IEC认识到需要针对不同应用领域中所涉及的共同要求和属性制定通用技术标准,而不是每一个应用技术标准完全独立制定,这就是上一节的通用技术标准。

      在制定物流与供应链ISO 17363~17367系列标准时,直接引用ISO/IEC 18000系列标准。通用技术标准提供的是一个基本框架,而应用标准是对它的补充和具体规定,这样既保证不同应用领域RFID技术具有互联互通与互操作性,又兼顾 应用领域的特点,能够很好地满足应用领域的具体要求。应用技术标准与用户应用系统的区别,应用技术标准针对一大类应用系统的共同属性,而用户应用系统针对具体的一个应用。如果用面向对象分析思想来比喻的话,把通用技术标准看成是一个基础类,则应用技术标准就是一个派生类。

      1、集装箱

      ISO TC 104技术委员会专门负责集装箱标准制定,是集装箱制造和操作的最高权威机构。与RFID相关的标准,由第四子委员会(SC4)负责制定。包括如下标准:

      1)ISO 6346 集装箱—编码、ID和标识符号,1995制订

      该标准提供集装箱标识系统。集装箱标识系统用途很广泛,比如在文件、控制和通信(包括自动数据处理),象集装箱本身显示一样。在集装箱标识中的强制标识再加上在自动设备标识AEI(AutomaticEquipment Identification)和电子数据交换EDI(Electronic Data Interchange)应用的可选特征。该标准规定集装箱尺寸、类型等数据的编码系统再加上相应标记方法,操作标记和集装箱标记的物理展示。

      2)ISO 10374 集装箱自动识别标准,1991制订,1995年修订

      该标准基于微波应答器的集装箱自动识别系统,是把集装箱当作一个固定资产来看。应答器为有源设备,工作频率为850MHz~950Mhz及2.4GHz~2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz和20kHz之间被调制。因为它在1991年制定,还没有用RFID这个词,实际上有源应答器就是今天的有源RFID电子标签。此标准和ISO6346共同应用于集装箱的识别,ISO 6346规定 光学识别,ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。

      3)ISO 18185,集装箱电子官方标准草案(陆、海、空)

      该标准是海关用于监控集装箱装卸状况[9],包含7个部分,它们是:空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换的消息集、物理层特性要求。

      以上两个标准涉及到的空中接口协议并没有引用ISO/IEC 18000系列空中接口协议,主要原因它们的制定时间早于ISO/IEC 18000系列空中接口协议。

      2、物流管理

      为使RFID能在整个物流供应链领域发挥重要作用,ISO TC 122包装技术委员会和ISO TC 104货运集装箱技术委员会成立联合工作组JWG,负责制定物流供应链系列标准。工作组按照应用要求、货运集装箱、装载单元、运输单元、产品包装、单品五级物流单元,制定六个应用标准。

      1)ISO 17358 应用要求

      这是供应链RFID的应用要求标准,由TC 122技术委员会主持,正在制订过程中。该标准定义 供应链物流单元各个层次的参数,定义 环境标识和数据流程。

      2)ISO 17363~17367系列标准

      供应链RFID物流单元系列标准分别对货运集装箱、可回收运输单元、运输单元、产品包装、产品标签的RFID应用进行规范。该系列标准内容基本类同,如空中接口协议采用ISO/IEC18000系列标准。在具体规定上存在差异,分别针对不同的使用对象做 补充规定,如使用环境条件、标签的尺寸、标签张贴的位置等特性,根据对象的差异要求采用电子标签的载波频率也不同。货运集装箱、可回收运输单元和运输单元使用的电子标签一定是重复使用的,产品包装则要根据实际情况而定,而产品标签来说通常是一次性的。另外还要考虑数据的完整性、可视识读标识等。可回收单元在数据容量、安全性、通信距离要求较高。这个系列标准正在制订过程中。

      这里需要注意的是ISO 10374、ISO 18185和ISO 17363三个标准之间的关系,它们都针对集装箱,但是ISO 10374是针对集装箱本身的管理,ISO18185是海关为监视集装箱,而ISO 17363是针对供应链管理目的而在货运集装箱上使用可读写的RFID标识标签和货运标签。

      3、动物管理

      ISO TC 23/SC 19负责制订动物管理RFID方面标准,包括ISO 11784/11785和ISO 14223三个标准。

      ISO 11784 编码结构

      它规定动物射频识别码的64位编码结构,动物射频识别码要求读写器与电子标签之间能够互相识别。通常由包含数据的比特流再加上为 保证数据正确所需要的编码数据。代码结构为64位,其中的27至64位可由各个国家自行定义。

      4、零售商

      据Sanford C.Bernstein公司的零售业分析师估计,通过采用RFID,沃尔玛每年可以节省83.5亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观,但毫无疑问,RFID有助于解决零售业两个最大的难题:商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品),而单是盗窃一项,沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元,如果一家合法企业的营业额能达到这个数字,就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计,这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。

      十、RFID产业链分析

      在RFID系统中,会涉及到众多的行业和部门。对于RFID电子标签,里面的电路和天线设计是核心技术,也是利润最大的产业。由于我国起步比较晚,因此在电子标签方面比较薄弱,主要还是被国外所垄断,例如TI和PHILIPS等公司。但是我国经过这些年的技术积累和攻关,已经成功研发出了HF电子标签,而且也占据的市场也越来越大。

      电子标签的封装是制作电子标签的一个必须环节,因为提供电子标签的厂家,例如PHILIPS等公司,只是提供裸芯片,因此封装电子标签,并且根据不用的应用场合,封装成不同的形状,就形成了一个规模较大的电子封装行业。RFID读写器在RFID系统中起着举足轻重的作用。因为读写器的好坏与优劣,直接影响到了系统性能的好坏和优劣。RFID读写器的设计与制造,是需要相关电子芯片和电路设计加工等行业支持的。例如基于PHILIPS的MFRC500读写芯片设计的HF读写器。

      随着RFID应用场合的不断扩大与延伸,以及软件技术的发展,RFID应用系统也越来越多样化,功能也越来越强大。通过软硬件的技术支持,RFID应用系统集成商可以根据用户的要求以及不同的应用场合,提出最适合的解决方案,从而合理地共享资源,协同合作,共同推动RFID产业的发展。

      值得一提的是RFID中间件的发展,越来越引人注目。对于各RFID读写器生产厂家的产品,一般都彼此不兼容,各有各的一套技术规范,因此也限制了RFID的大规模应用。

      RFID标准体系基本结构 图册RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色,可以独立于各厂家的RFID读写器,RFID中间件又称RFID管理软件,它可以使RFID项目的开发速度加快,系统投入使用的时间缩短。中间件可以消除不同来源RFID标签的差别,把它们的数据进行整合,对建立灵活的、配置可变的RFID系统十分有利。中间件也包括用于监视和维护RFID系统的工具。RFID中间件的另一个重要功能是及早过滤无效的RFID数据。正确使用中间件架构可以有效保护RFID网络的投资。

      RFID应用系统已经深入到了很多的行业,随着国家对RFID系统的重视,同时也为了保证RFID产业在我国能健康的发展,目前已在考虑建立RFID测试中心以及认证机构。对于目前相关的行业标准,目前仍然以国际通用的标准执行,例如ISO系列标准等。随着应用的深入,以及我国自主技术不断的发展,我国也会相继推出适合我们自己国家的标准。

      随着RFID技术的广泛应用,特别是非接触公交卡、校园卡等项目在各地的推广,培养了一批芯片、封装、读写终端和系统集成厂商。这些国内厂商已经掌握了成熟的技术,初步形成了国内的RFID产业链。

      RFID产业链主要由以下几个部分组成:标准制定、芯片设计、标签封装(含天线设计)、识别系统设计与生产、系统集成与管理软件开发。下面从这几个方面介绍国内外RFID产业链的现状。

      (1)标准制定由于13.56MHz RFID技术发展较早,相关标准也较为成熟,主要的国际标准有ISO/IEC14443 和ISO/IEC 15693两种,国内13.56MHz RFID的标准也主要源自于这两个国际标准。在上文介绍的典型应用中,中国第二代居民身份证基于ISO/IEC 14443-B 标准;各地公交卡、校园卡主要基于ISO/IEC14443-A标准。基于ISO/IEC 15693 标准在国内的应用相对较少,典型的应用有教育部学生购票优惠卡。

      相对13.56MHz RFID国际标准的成熟与广泛应用,UHF、微波频段RFID还没有明确统一的国际标准。但在近年,RFID技术领先的国家和地区明显的加大了在标准制订上的投入,都在积极的制订各自的标准。

      目前,国外主要有三个标准正在制定中:ISO/IEC 18000 标准、美国EPC Global 的标准和日本泛在中心(Ubiquitous ID)的标准。这些标准(组织)都在积极进入中国,在国内设立代理机构,网罗各自的企业利益群体,都希望能够影响到国内UHF频段的RFID标准的制订,为日后在广大的中国市场的竞争中,赢得标准上的先机。

      在国内,有关政府部门已经充分认识到RFID产业的重要性,并且对于产业标准的制定也越来越重视。在2004 年初,国家标准化管理委员会式成立了中国电子标签国家标准工作组,其目的就是建立中国自己的RFID标准,推动中国自己的RFID产业。然而,国家标准的制定过程一波三折,2004年底,由于种种原因,电子标签国家标准工作组被暂停。

      但电子标签国家标准的制定并未就此停住脚步。虽然关于国家标准依然存在着多种不同的声音,但兼容国际标准,支持自主知识产权,保护中国利益的主张得到了广泛的共识。目前信息产业部、科委、国标委等十四部委已完成编写《中国RFID白皮书》,以支持我国自知识产权的RFID编码体系——NPC系统的建立。目前新的RFID国家标准起草组已经成立,并由信息产业部产品司司长任该起草组的组长并已展开相应的标准起草工作。新标准将在具有自主知识产权的前提下,谋求与国际标准相互兼容。

      (2)芯片设计虽然在RFID芯片设计上,国内芯片公司的起步较晚,但随着国内芯片设计业在最近10年中的长足发展,缩小了与国际芯片设计水平的差距,国内公司在RFID芯片设计上完全有机会赶上,甚至超过国外芯片公司的技术水平。

      在UHF 和更高频段的RFID芯片设计上,国内各芯片厂商均高度关注,但策略不一。部分厂商处于观望阶段,部分厂家则已经进入或准备进入开发UHF 频段的RFID芯片。复旦微电子已于2004年开发出支持EPC Class0 标准的产品,2005 年底将推出支持ISO18000-6B 标准的产品。

      (3)标签封装(含天线设计)

      在国内,由于RFID的应用最主要还是以卡片的形式出现(如中国第二代居民身份证、公交卡等),经过多年的发展,RFID卡片形式的封装技术已经非常成熟。卡片形式RFID的封装主要包括模块封装(芯片装配)、制卡(天线制作)和印刷三个主要环节,目前国内在各个环节上均拥有大量的加工厂商。

      目前,卡片形式封装在国内还是以传统的引线键合(Wire Bonding)模块封装和绕线制卡技术为主。但随着薄型卡片、自粘型电子标签等新封装形式的RFID应用需求的逐渐升温,倒装芯片(FlipChip)、印刷天线等新封装技术得到了快速的发展,已经有部分的厂商能够提供相关的封装服务,新封装形式也进入了实际的应用。

      随着新封装技术的发展,在RFID封装技术上也出现了新的加工环节,如倒装芯片凸点生成(Bumping)、天线印刷等。

      虽然在国内已经拥有成熟的卡片形式RFID的封装技术,新封装技术在今年也有了较快的发展,但是总体而言在先进的封装技术方面与国外的差距很大,还不具备低成本RFID产品的封装能力。而随着RFID技术的发展与应用,对封装提出了越来越多的挑战,如:芯片装配技术如何将越来越小的芯片可靠装配。如何大幅度的提高封装的速度以适应爆炸式的需求。如何进一步降低封装的成本等等。目前,国内许多有远见的封装厂正准备引进国外的生产技术,以在未来的RFID封装上的竞争中占得先机。

      (4)识别系统设计与生产目前国内在13.56MHz RFID的识别系统(读卡机具)设计与生产方面技术成熟,拥有大量的厂商与产品,有着较强的竞争力;而相比之下,在UHF频段上的厂商、产品不多,技术实力和国外厂商差距较大。

      (5)系统集成与系统软件开发与识别系统设计与生产相同,13.56MHz 与UHF 频段RFID的系统集成也呈现出较大的不均衡:13.56MHz RFID的系统集成技术成熟,厂商众多;UHFRFID系统集成厂商不多,技术实力与国外厂商有一定的差距。

      目前,国内的系统集成厂商具有一定的大型系统的集成能力,但使用的还主要是国外的软件产品。RFID系统软件处理和分析由RFID系统产生的大量数据,提供用户真正有用的信息,是关系到RFID能否顺利推广的关键环节,也是未来RFID产业价值链上最高的一段。和国外大型软件公司努力进行RFID系统软件开发相比,国内软件公司相对很少介入RFID系统软件开发,在这一点上,国内的能力与国外相差很大。

      十一、RFID典型应用范围

      物流和供应管理、生产制造和装配 、航空行李处理、邮件/快运包裹处理 、文档追踪/图书馆管理、动物身份标识 、运动计时、门禁控制/电子门票 、道路自动收费、一卡通、仓储中塑料托盘、周转筐中等。

      十二、RFID的局限、问题与隐忧

      1、金属及液体环境对射频识别的影响

      RFID超高频(UHF)标签因电磁反向散射(Backscatter)特点,对金属和液体等环境比较敏感,可导致这种工作频率的被动标签(Passivetag)难以在具有金属表面的物体或液体环境下进行工作,但此类问题随着技术的发展已得到完全解决。

      2、使用风险

      由于 RFID 标签无须直接与收发器接触,使用者会在不知情的情况下被他人读取标签内存储的信息,构成安全隐忧。


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    yuyangyg 2017-10-16 19:16:47
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    3.84MB qianxiaoxue 2015-01-12 21:22:58
  • RFID原理及应用》期末复习总结-(第一章 RFID简介)第一章 RFID简介1、三大技术2、RFID3、RFID特点4、RFID系统的组成5、磁卡与IC卡6、芯片:7、电子标签分类:(-是否有微处理器)8、RFID分类:(-工作方式)9、...

    第一章 RFID简介

    1、三大技术

    传输、感知、智能

    2、RFID概念

    • 射频识别,通过无线电讯号识别
    • 通过磁场或电磁场,利用无线射频方式进行非接触双向通信

    3、RFID特点

    (1)快速扫描
    (2)体积小型化、形状多样化
    (3)抗污染能力和耐久性
    (4)可重复使用
    (5)穿透性和无屏障阅读
    (6)数据的记忆容量大
    (7)安全性

    4、RFID系统的组成

    (硬件组件)
    (1)阅读器:

    • 职责: 与电子标签的通信 接受来自主机系统的控制指令
    • 分类:只读、读写
    • 构成:
      • 射频接口:
      • 主要任务:
        (供能)产生高频发射能量,激活电子标签,为其提供能量
        (写)调制发射信号,向电子标签传输数据
        (读)接受,调制来自标签的射频信号
      • 逻辑控制单元:
        • 主要任务:
          与应用系统进行通信,执行接收的指令
          控制阅读器与电子标签的通信过程
          信号的编解码
          数据的加密和解密
          防碰撞算法
          对阅读器和标签进行身份验证
      • 天线:
        • 功能:
          接收到的电磁波->电流信号
          电流信号->要发射的电磁波
        • 天线的电磁场范围即是阅读器的可读区域

    (2)电子标签 = IC芯片 + 无线通信天线

    (软件组件)
    (3)RFID中间件:

    • 主要功能:
      阅读器协调控制
      数据过滤与处理
      数据路由与集成
      进程管理

    (4)应用系统软件

    5、磁卡与IC卡

    • 磁卡:以液体磁性材料或磁条为载体
    • IC卡(智能卡):有微处理器、存储单元等
      • 分为接触式和非接触式(通过无线电波或电磁场感应 (无源、非接触))
      • 非接触式IC卡:射频电子标签

    6、芯片

    • 电压调压器:将从阅读器接收的射频信号转换为直流电源,经大电容存储能量,经稳压器后为芯片提供电源
    • 调制器:将要发送的数据调制后加载给天线
    • 解调器:去除载波,获得真正的信号信息
    • 逻辑控制单元:读取,分析阅读器送来的信号
    • 存储单元:系统运行和存放数据的位置

    7、电子标签分类:(-是否有微处理器)

    (1)存储器标签:无微处理器单元(由地址和安全逻辑单元进行数据处理和访存操作)
    (2)微处理器标签:集成电路中含有CPU、EEPROM、随机存储器
    (3)EEPROM:电可擦写可编程只读存储器

    8、RFID分类:(-工作方式)

    (1)有源(主动式):

    • 内装电池
    • 可主动侦测阅读器并传送信息
    • 记忆空间大,通信距离长
    • 成本高,体积大,寿命受限

    (2)无源(被动式):

    • 天线接收电磁波唤醒芯片工作,转化的电力同时用来回传信号
    • 价格便宜,体积小,寿命长
    • 记忆空间小,通信距离短

    (3)半有源(半主动式):

    • 电池仅用于驱动芯片;天线负责回传信号
    • 不主动传输数据

    9、电子标签分类:(-工作方式)

    • 主动式标签

      • 具有内部电源,供应芯片所需电能
      • 读取距离比较长
      • 寿命有限、体积较大以及成本较高等缺陷
      • 一般在集装箱的电子标签中应用比较多
    • 被动式电子标签

      • 内部没有供电电源
      • 进入读写器的工作区域之后,受到读写器发出射频信号的激励。读写器提供电子标签足够的射频场强,从而保证标签进入正常工作状态。
      • 具有价格低廉,体积小巧,无需电源的优点,目前市场的RFID标签主要是被动式的。

    10、电子标签分类:(-读写性)

    (1)只读电子标签:只有ROM
    (2)一次写入只读电子标签:有ROM和RAM
    (3)读写电子标签:有可编程记忆存储器
    (4)含有片上传感器的可读写电子标签
    (5)含有收发信机的可读写电子标签

    11、RFID分类(-工作频率)

    (1)低频:30-300kHz

    • 强穿透性
    • 读取距离短
    • 信息量小

    (2)高频;3-30MHz

    • 传输速度较快
    • 读取距离10-100cm
    • 对环境干扰较敏感

    (3)超高频:300MHz-1GHz(未来主流)

    • 成本低
    • 读取距离5-6m

    (4)极高频/微波:2.4GHz

    • 对环境极敏感

    12、双频技术、双频标签

    • 读写器不断产生低频编码电磁信号,用来激活进入有效范围的双频标签
    • 读写器将接收的来自双频标签的高频载波信号放大,再解调出有效的数字信号

    13、RFID系统分类

    (1)EAS系统
    (2)便携式数据采集系统
    (3)物流控制系统
    (4)定位系统

    14、RFID应用领域

    二代身份证、公交一卡通、汽车防盗、停车场管理系统、门禁管理系统、智能图书馆、票证防伪、零售付费,电子钱包、医疗:药品/设备/病患追踪、工业生产、物流

    15、天线场

    (1)非辐射场
    (2)辐射场区

    • 辐射近场
    • 辐射远场

    小天线:无辐射近场区

    16、能量耦合

    (1)密耦合
    (2)遥耦合

    • 近耦合
    • 疏耦合

    (3)远距离系统:电磁场耦合

    标签与读写器的耦合方式:

    • 近距离通信的电感耦合
    • 远距离通信的电磁耦合

    17、数据传输

    • 近场(电感耦合):负载调制
      • 类似变压器结构
    • 远场(电磁耦合):反向散射调制
      • 通过调整控制标签天线的阻抗,改变反射的电磁波特征,从而进行数据传输

    18、能量

    读写器向标签供给射频能量:
    1)无源标签:该能量即为其工作所需能量,一般转换为直流电源储存于标签电容
    2)半无源标签:该能量能唤醒标签进入工作状态
    3)有源标签:不依赖该能量工作,读写器发射能量小,通信距离远

    19、时序

    (1)读写器先讲
    (2)标签先讲
    (3)多标签识别

    • 1)读写器先讲:隔离指令
    • 2)标签先讲:需要防碰撞功能

    20、数据传输

    (1)读写器向标签:数据写入

    • 有线写入:
      • ID号的固化
      • 向标签存储单元写入数据
    • 无线写入: 系统复杂、要求能量高、校验时间、不利于高速移动物体、安全风险

    (2)读写器向标签:发送命令

    • 只接受能量激励
      • 被唤醒->反射标签信息
    • 同时接受代码命令
      • 无线写入
      • 多标签读取

    (3)标签向读写器:

    • 单向:被唤醒即反射标签信息
    • 半双工双向:被唤醒后,根据指令转入不同状态

    21、RFID性能指标

    (1)标签的存储容量
    (2)工作方式

    • 全双工
      • 需要区分天线发射信号和标签的反射信号
    • 半双工
      • 通常按时序错开
      • 能量传递中断,通常需要辅助电容或电池补偿

    (3)数据传输速度

    • 影响因素:代码长度、标签数据发送速度,读写距离,载波频率,调制技术 只读速度
    • 无源读写速度: 需要激活标签的电容
    • 有源读写速度

    (4)读写距离
    (5)读写速度
    (6)多标签识别能力
    (7)射频载波频率:读写器发射频率
    (8)系统连通性:与现有自动化技术的连通
    (9)数据载体:只读、可擦除
    (10)状态模式:状态机、微处理器
    (11)能量供应:有源、无源

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    justfor_nancy 2021-03-06 18:36:17
  • RFID原理及应用》期末复习总结-(第二章RFID设计技术基础)1、数字通信模型2、数字通信特点3、数字通信的特征指标4、RFID通信方式5、RFID系统的通信过程6、模拟信号、数字信号7、数字信号特点8、时域,频域9、信号...


    1、数字通信模型

    • 信源编码与信源译码:A/D转换;数据压缩
    • 信道编码与信道译码:增强信号干扰能力,提高传输的可靠性
    • 数字调制:改变载波参数;通过将数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的带通信号
    • 加密模块与解密模块:信源编码与信道编码之间
      在这里插入图片描述
      数字通信发送模型:信源编码 - 加密 - 信道编码 - 载波调制

    2、数字通信特点

    (1)避免噪声积累,便于长距离高质量传输
    (2)便于加密处理
    (3)便于设备的集成,微型化
    (4)占用较宽的信道频率

    3、数字通信的特征指标

    (1)传输速率
    (2)信道带宽:频带利用率=速率bps/带宽Hz
    (3)误码率

    4、RFID通信方式

    (1)反向散射调制
    (2)负载调制

    5、RFID系统的通信过程

    读写器中信号经:信号编码、调制器、传输介质(无线信道)、电子标签中的解调器、信号译码
    在这里插入图片描述

    6、模拟信号、数字信号

    模拟信号:连续;数字信号:离散

    7、数字信号特点

    (1)信号的完整性
    (2)信号的安全性
    (3)便于存储,处理和交换
    (4)设备便于集成化,微型化
    (5)便于构成物联网

    8、时域,频域

    9、信号工作方式

    时序系统、全双工系统、半双工系统

    10、通信握手

    由通信协议规定:优先通信、数据同步、信息确认

    11、信道

    • 信道分类:
      • 电磁波在空间传播的渠道(无线信道)
      • 电磁波的引导传播渠道(如电缆信道)
    • 信道指标:
      • 带宽: 信号所拥有的频率范围
        • 能够通过的最高频率 - 能够通过的最低频率
        • 单位:Hz
      • 传输速率:每秒传输的二进制比特数:比特率bps
      • 波特率:每秒钟通过信道的码元数
        • 码元:携带数据信息的信号单元
        • 比特率=波特率*log2(M) M:离散电平个数(bit数)
        • 两相调制:1个码元使用1个bit
        • 四相调制:1个码元使用2个bit
        • 八相调制:1个码元使用3个bit
      • 容量:
        • 理想信道
        • 受高斯白噪声干扰的信道:香农定理
          • 信噪比=信号功率/噪声功率
        • 特征:
          • 带宽越大,容量越大
          • 信噪比越大,容量越大
        • 高斯白噪声:
          • 把瞬时值的概率分布服从高斯分布,功率谱密度服从均匀分布

    12、编解码

    (1)信源编码/解码:数模转换、数据压缩(例:哈夫曼编码)
    (2)信道编码/解码:检错与纠错,区分通路,适应信道条件,提高通信可靠性
    (3)保密编码

    13、信号需要调制的因素

    (1)提高传输速率:工作频率越高,传输速度越快,带宽越大
    (2)减小天线体积:工作频率越高,波长越小,天线尺寸越小
    (3)允许频道复用:信道复用

    14、信源编码、数据编码

    • 信源编码:将模拟信号转换成数字信号,或将数字信号编码成更适合传输的数字信号(必须保证不中断读写器对电子标签的能量供应)
    • 数据编码:反向不归零编码、曼彻斯特编码、密勒编码、修正密勒编码

    15、编码方式

    (1)反向不归零编码
    (2)单极性归零编码
    (3)曼彻斯特编码
    (4)差动双相编码
    (5)密勒编码
    (6)变形密勒编码

    16、不归零码、

    (1)不归零码(NRZ)

    • 单极性不归零码(UNRZ)
      • 高电平1,低电平0
        在这里插入图片描述
    • 双极性不归零码(BNRZ)
      • 正高电平1,负高电平0
        在这里插入图片描述
        特点:带宽完全利用、难以同步、直流分量

    (2)归零码(RZ)

    • 单极性归零码(URZ)
      • 高电平1,低电平0
        在这里插入图片描述
    • 双极性归零码(BRZ)
      • 一个调制周期内10表示1,-10表示0
        在这里插入图片描述
        特点:易于同步、浪费带宽

    (3)反向不归零码(NRZI)

    • 电平翻转0,电平保持1
      在这里插入图片描述
      特点:完全利用带宽、携带时钟信号

    (4)曼彻斯特编码:归零码、分相码

    • 半个周期时,高->低:1;低->高:0(10->1;01->0)
      在这里插入图片描述
      特点:
    • 携带时钟信号,自同步,不需要填充位
    • 损失带宽,但对高速信号影响较小
    • 有利于发现传输碰撞错误:多信号叠加抵消产生不跳变

    信息100101用曼彻斯特编码结果为:100101100110

    (5)差分曼彻斯特

    • 电位保持代表1,跳变代表0
    • 半周期处跳变
      在这里插入图片描述
      特点:电平变化不多于曼彻斯特

    (6)差动双相编码

    • 每周期开始时电平反向
    • 半周期时,电平跳:0;电平保持:1
      在这里插入图片描述

    特点:

    • 11/00表示1;01/10表示0
    • 容易重建位同步

    (7)密勒编码

    • 1:起始不跳变,中心点跳变
    • 0:单个0:边界不跳变,中间也不跳变
      • 连续0:连续两个0之间的边界跳变
        在这里插入图片描述

    解码:

    • 以2倍时钟频率读入位值
    • 0->1跳变为起始位,然后10/01->1;00/11->0

    (8)修正密勒码(在密勒码跳变处产生一个负的窄脉冲就是修正密勒码)

    • 每位数据中间有窄脉冲:1;没有:0
    • 连续0:从第二个0开始,在数据的起始部分加一个窄脉冲
    • 无信息:两个连续的位开始和中间部分都没有窄脉冲
      在这里插入图片描述

    17、编码方式的选择因素

    (1)电子标签的能量来源
    (2)电子标签的检错能力
    (3)电子标签时钟的提取

    18、RFID信道编码

    • 最主要的干扰因素:信道噪声、多标签操作
    • 差错控制编码:监督码元分为检错码和纠错码

    19、信道编码任务

    • 校验和:差错控制编码
    • 多路存取:信道复用
    • 防碰撞:降低信号干扰

    20、信息码元、监督码元

    • 信息码元:发送端由信源编码得到的被传输的信息数据比特
    • 监督码元

    21、许用码组、禁用码组

    许用码组:根据规则合法的分组编码
    禁用码组

    22、编码效率计算

    编码效率:信息位(k)占总码元数比例
    在这里插入图片描述
    (监督位:r)

    23、码字、码长、码距

    • 码字:若干个码元组成
    • 码长:码字的总位数
    • 码距:(汉明距)两个等长码字之间对应码位上码元不同的个数
    • 最小码距:衡量编码纠/检错能力的重要依据
      (许用码组之间码距越大越好,许用码组与禁用码组之间码距越小越好)

    24、系统码、非系统码

    • 系统码:所有码组的k位信息码元在编码前后保持原来形式
    • 非系统码

    25、纠正随机错误码、纠正突发错误码

    26、差错控制编码:奇偶校验法、循环冗余校验法、汉明码

    (1)奇偶检验法:在每一个字节后加一个奇偶校验位

    • 属于:检错、线性、分组、系统码
    • 奇校验法:算上监督位有奇数个1

    (2)纵向冗余校验法:

    • 多个信息码字纵向排列
    • 对应位计算一个监督码元:奇/偶校验法
    • 发送时除了发送信息码字,最后发送出监督码字
      在这里插入图片描述
      (3)汉明码
      添加多个校验码,各自对应信息码中的不同码位组
      校验时参考不同校验码位的值,可以快速准确定位出错的信息码位
      在这里插入图片描述

    27、信道编码

    (1)空分多路复用(SDMA)

    • 法1:降低单个读写器的作用距离
    • 法2:读写器有向天线

    (2)频分多路复用(FDMA)

    • 重叠空间内的信道使用不同的载波频率

    (3)时分多路复用(TDMA)

    • 将信道容量按时间片分配给多个用户使用
    • 分类:标签控制法、读写器控制法

    (4)码分多路复用(CDMA):

    • 正交码
    • 信道、时间均可同时共用

    28、防碰撞算法

    (1)ALOHA:随机竞争

    • 核心思想:需要发送的数据包立刻发送
    • 最大信道利用率:18.4%

    (2)时隙ALOHA:

    • 核心思想:时间分成小的间隙,电子标签只在下一个间隙开始时才可以发送数据包
    • 最大信道利用率:36.8%

    (3)动态时隙ALOHA:

    • 发生潜在碰撞时逐步增加标签可用的时隙数,直到有一个标签可以发送成功
      (根据标签碰撞和空闲的概率来调整帧长)

    (4)二进制搜索算法

    • 只有符合限制的标签才应答

    29、载波调制

    在这里插入图片描述
    (调制深度)键控度=振幅差/振幅和
    通断键控指的是调制深度为100%的幅移键控调制

    30、RFID的安全需求

    机密性、数据完整性、可用性、真实性、隐私性

    31、密码学基础

    • 密码设计基本原则:混淆、扩散
    • 密码体制分类:对称、非对称
    • 密码学分类:编码学、分析学
    • 对称密码体制:单钥密码体制,即加密密钥和解密密钥相同
    • 流密码(序列密码):对连续的比特流进行加密

    32、非对称密码体制:公钥密码体制、双钥密码体制

    • 加密和解密的密钥不同:E();D()
    • 满足条件:
      • D(E(m))=m
      • 从E很难推导出D
      • “选择明文”攻击无法破解

    RSA算法:
    在这里插入图片描述
    ed mod(a)=1:(ed)除以a的余数为1

    33、非对称密码体制用处

    • 加密:
      • 发信者以收信人公钥加密信息
      • 只有收信人自己才可以用密钥解密
    • 签名:
      • 发信者以自己的密钥加密信息
      • 收信人用发信人的公钥解密,确认:
        • 信息是由签名者发送的
        • 信息自签名后到收到为止,未被修改过
        • 签名者无法否认信息是由自己发送的

    34、RFID认证技术

    在这里插入图片描述

    展开全文
    justfor_nancy 2021-03-07 09:24:12
  • RFID,全称Radio Frequency Identification,即射频识别。 RFID是一种通信技术,以无线信号(电磁波)耦合识别特定的目标,进行读写目标的数据。 物联网架构有三层:感知层、传输层、应用层。RFID主要位于其中的...

    简单做下笔记,再整理。

    RFID,全称Radio Frequency Identification,即射频识别

    RFID是一种通信技术,以无线信号(电磁波)耦合识别特定的目标,进行读写目标的数据。

    物联网架构有三层:感知层、传输层、应用层。RFID主要位于其中的感知层,作为与“万物”感知的媒介之一。

    RFID频段:

     低频(LF)高频(HF)超高频1(UHF)超高频2(UHF)微波(MW)
    典型频段125KHz、134KHz13.56MHz433MHz869.5Mhz、915.3MHz2.45GHz
    读写距离常见<10cm

    常见<10cm

    可实现<1m

    几百米--2km<10m100m左右
    应用场景

    门禁控制

    动物标签

    门禁卡

    货架

    公交卡

    传感数据采集

    室内定位

    物流

    人流统计

    货物识别

    收费站

    集装箱

    读写速率                                              慢--------------------------------------------------快
    读写能力                                              差--------------------------------------------------好
    标签大小                                              大--------------------------------------------------小

    (小思考:读写距离频段的大小没有绝对关系,还与功率大小有关。)

    近距离RFID常用125KHz、13.56MHz等LF和HF频段,技术最为成熟;

    远距离RFID常用433MHz、860MHz~960MHz等UHF频段。

     

    展开全文
    weixin_43548748 2020-07-07 20:44:22
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