【正文】 論文的主要工作 ................................................. 33 未來工作展望 ..................................................... 33 參考文獻 ......................................................... 35 致 謝 ........................................................... 36 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 第一章 緒論 自動識 別技術簡介 在我們的現(xiàn)實生活中，各種各樣的活動或者事件都會產生這樣或者那樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括人的、物質的、財務的，也包括采購的、生產的和銷售的，這些數(shù)據(jù)的采集與分析對于我們的生產或者生活決策來講是十分重要的。 在計算機信息處理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集是信息系統(tǒng)的基礎，這些數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分析和過濾，最終成為影響我們決策的信息。為了解決這些問題，人們就研究和發(fā)展了各種各樣的自動識別技術，將人們從繁沉的重復的但又十分不精確的手工勞動中解放出來，提高了系統(tǒng)信息的實時性和準確性，從而為生產的實時調整，財務的及時總結以及決策的正確制定提供正確的參考依據(jù)。 那么，究竟什么是自動識別技術（ auto identification）呢？ 自動識別技術就是應用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理的一種技術。商場的條形碼掃描系統(tǒng)就是一種典型的自動識別技術。當然，顧客也可以采用銀行卡支付的形式進行支付， 銀行卡支付過程本身也是自動識別技術的一種應用形式。 自動識別技術近幾十年在全球范圍內得到了迅猛發(fā)展，初步形成了一個包括條碼技術、磁條磁卡技術、 IC卡技術、光學字符識別、射頻技術、聲音識別及視覺識別等集計算機、光、磁、物理、機電、通信技術為一體的高新技術學科。自動識別系統(tǒng)通過中間件或者接口（包括軟件的和硬件的）將數(shù)據(jù)傳輸給后臺處理計算機，由計算機對所采集到的數(shù)據(jù)進行處理或者加工，最終形成對人們有用的信息。中間件還可以支持單一系統(tǒng)不同的協(xié)議的產品的工作。 也就是說，自動識別系統(tǒng)完成系統(tǒng)的采集和存儲工作，應用系統(tǒng)軟件對自動識別系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進行應用處理，而應用程序接口軟件則提供自動識別系統(tǒng)和應用系統(tǒng)軟件之間的通訊接口包括數(shù)據(jù)格式，將自動識別系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息轉換成應用軟件系統(tǒng)可以識別和利用的信息并進行數(shù)據(jù)傳遞。 RFID 技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。在北美、歐洲、大洋洲、亞太地區(qū)及非洲南部都得到了相當廣泛的應用。如：北美鐵路、中國鐵路、瑞士鐵路等。如：北美部分收費高速公路的自動收費中國部分高速公路自動收費管理、東南亞國家部分收費公路的自動收費管理。如：北美部分機場。如：停車場、垃圾場、水泥場車輛出入、稱重管理等。 (6)生產線產品加工過程自動控制。 (7)動物識別 (養(yǎng)牛、養(yǎng)羊、賽鴿等 )。 (8)物流、倉儲自動管理。 (9)貯氣容器的自動識別管理。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 目前國內 RFID成功的行業(yè)應用有中國鐵路的車號自動識別系統(tǒng)。正在計劃推廣的應用項目還有電子身份證、電子車牌、鐵路行包自動追蹤管理等。從技術角度 說， RFID 技術的發(fā)展體現(xiàn)在若干關鍵技術的突破。 一 、 RFID 技術未來的發(fā)展 RFID 技術的發(fā)展得益于多項技術的綜合發(fā)展。 RFID 技術的發(fā)展已經走過 50 余年，在過去的 10多年里得到了更快的發(fā)展?？梢灶A計，在未來的幾年中， RFID技術將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。 二 、 RFID 電子標簽方面 電子標簽芯片所需的功耗更低，無源標簽、半無源標簽技術更趨成熟。 2) 無線可讀寫性能更加完善。 4) 快速多標簽讀／寫功能。 6) 強場強下的自保護功能更完善。 8) 成本更低。 2) 智能多天線端口。 4) 多制式兼容 (兼容讀寫多種標簽類型 )。 6) 多頻段兼容。 四 、 RFID 系統(tǒng)種類方面 1) 低頻近距離 RFID 系統(tǒng)具有更高的智能、 安全 特性。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 五 、 RFID 標準化方面 1) 標準化基礎性研究更加深入、成熟。 3) 系統(tǒng)、模塊可替換性更好、更為普及。 射頻識別系統(tǒng)通常由電子標簽 (射頻標簽 )和閱讀器 組成。應用中將電子標簽附著在待識別物品上，作為待識別物品的電子標記。這種通信是在無接觸方式下，利用交變磁場或電磁場的空間耦合及射頻信號調制與解調技術實現(xiàn)的。電子標簽通常由標簽天線 (或線圈 )及標簽芯片組成。從純技術的角度來說，射頻識別技術的核心在電子標簽，閱讀器是根據(jù)電子標簽的設計而設計的。 實際應用中，電子標簽除了具有數(shù)據(jù)存貯量、數(shù)據(jù)傳輸速率、工作頻率、多 標簽識讀特征等電學參數(shù)之外，還根據(jù)其內部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將電子標簽分為無源標簽 (passive)、半無源標簽 (semipassive)和有源標簽 (active)三種類型。半無源標簽內裝有電池，但電池僅對標簽內要求供電維持數(shù)據(jù)的電路或標簽芯片工作所需的電壓作輔助支持，標簽電路本身耗電很少。標簽進入 閱讀器的閱讀范圍時，受到閱讀器發(fā)出的射頻能量的激勵，進入工作狀態(tài)時，用于傳輸通信的射頻能量與無源標簽一樣源自閱讀器。 射頻識別系統(tǒng)的另一主要性能指標是閱讀距離，也稱為作用距離，它表示在最遠為多遠的距離上，閱讀器能夠可靠地與電子標簽交換信息，即閱讀器能讀取標簽中的數(shù)據(jù)。典型的情況是，在低頻 125kHz、 頻點上一般均采用無源標簽，作用距離在 10～ 30cm 左右，個別有到 的系統(tǒng)。更高頻段的系統(tǒng)一般均采用有源標簽。 射頻識別技術發(fā)展歷史 從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術在低頻段基于變壓器耦合模型 (初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞 )，在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型 (雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機 )。斯托 克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識別射頻識別技術的理論基礎。 19501960 年：早期射頻識別技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。 19701980 年：射頻識別技術與產品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術測試得到加速。 19801990 年：射頻識別技術及產品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現(xiàn)。 2020 年后：標準化問題日趨為人們所重視，射頻識別產品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的射頻識別技術與產 品正在成為現(xiàn)實并走向應用。 AutoID Center 誕生后，迅速提出了產品電子代碼 EPC(Electronic Product Code)的概念以及物聯(lián)網(wǎng)的概念與構架，并積極 推進有關概念的基礎研究與實驗工作。 射頻識別技術的發(fā)展 射頻識別技術的發(fā)展，一方面受到應用需求的驅動，另一方面射頻識別技術的成功應用反過來又將極大地促進應用需求的擴展。從應用角度來說，射頻識別技術的發(fā)展目的在于不斷滿足日益增漲的應用需求。所涉及的關鍵技術大致包括：芯片F(xiàn)GSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 技術、天線技術、 無線收發(fā)技術、數(shù)據(jù)變換與編碼技術、電磁傳播特性?？梢灶A計，在未來的幾年中，射頻識別技術將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。 在電子標簽方面，電子標簽芯片所需的功耗更低，無源標簽、半無源標簽技術更趨成熟。與此同時，在強場強下的自保護功能也會更加完善、智 能性更強，成本更低。同時，多種數(shù)據(jù)接口包括 RS232，RS422／ 485， USB，紅外，以太網(wǎng)口也將得到應用。讀寫器會朝著小型化、便攜式、嵌入式、模塊化方向發(fā)展，成本將更加低廉，應用范圍更加廣泛。而 和 系統(tǒng)將更加完善。 總而言之，射頻識別技術未來的發(fā)展中，在結合其它高新技術，比如 GPS、生物識別等技術，由單一識別向多功能識別方向發(fā)展的同時，將結合現(xiàn)代通信及計算機技術，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應用。 根據(jù)標簽的數(shù)據(jù) 通信 方式分類 標簽的數(shù)據(jù)調制方式即標簽是通過何種形式方法與讀頭之間進行數(shù)據(jù)交換，據(jù)此RFID 可分為主動式、被動式和半主動式。 低頻 135KHz 以下、高頻 、超高頻 860M~960MHz、微波 ， 。這種存儲器除了存儲數(shù)據(jù)功能 外，還具有在適當條件下允許多次寫入數(shù)據(jù)的功能。一般來說，無源標簽一般是 TTF 方式， TTF 系統(tǒng)通信協(xié)議比較簡單，防沖撞能力更強，速度更快。 ：標簽一進入磁場，閱讀器就可以即時讀取其中的信息，而且能夠同時處理多個標簽，實現(xiàn)批量識別。 ，應用范圍廣：其無線電通信方式，使其可以應用于粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境，而且其封閉式包裝使得其壽命大大超過印刷的條形碼。 ： RFID 電子標簽不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產品上，而且可以為標簽數(shù)據(jù)的讀寫設置密碼保護，從而具有更高的安全性。 RFID 技術的應用 目前定義 RFID 產品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率 范圍內的符合不同標準的不同的產品 ,而且不同頻段的 RFID 產品會有不同的特性。 無源 RFID 技術 一、低頻 (從 125KHz 到 134KHz) 其實 RFID 技術首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。 特性： 1. 工作在低頻的感應器的一般工作頻率從 120KHz 到 134KHz, TI 的工作頻率為。 2. 除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。 4．低頻產品有不同的封裝形式。 5．雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能 夠產生相對均勻的讀寫區(qū)域。 7．感應器的價格相對與其他頻段來說要貴。感應器一般通過負載調制的方式進行工作。如果人們通過數(shù)據(jù)控制負載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應器傳輸?shù)阶x寫器。 2. 除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會降低讀取距離。 3. 該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制。 5. 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產生相對均勻的讀寫區(qū)域。 7. 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標簽中。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 主要應用： 1． 圖書管理系統(tǒng)的應用 2． 瓦斯鋼瓶的管理應用 3． 服裝生產線和物流系統(tǒng)的管理和應用 4． 三表預收費系統(tǒng) 5． 酒店門鎖的管理和應用 6． 大型會議人員通道系統(tǒng) 7． 固定資產的管理系統(tǒng) 8． 醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應用 9． 智能貨架的管理 符合的國際標準： a) ISO/IEC 14443 近耦合 IC 卡，最大的讀取距離為 10cm。 c) ISO/IEC 180003 該標準定義了 系統(tǒng)的物理層，防沖撞算法和通訊協(xié)議。 三、超高頻 (工作頻率為 860MHz 到 960MHz 之間 ) 超高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。該頻段讀取距離比較遠， 無源可達 10m 左右。 特性： 1． 在該頻段，全球的定義不是很相同－歐洲和部分亞洲定義的頻率為 868MHz，北美定義的頻段為 902 到 905MHz 之間，在日本建議的頻段為 950 到 956 之間。 2． 目前，該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義 (美國定義為 4W，歐洲定義為 500mW)。 3． 超高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是水，灰塵，霧等懸浮顆粒物資。 4． 電子標簽的天線一般是長條和標簽狀。 5． 該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區(qū)域很難進行定義。 主要應用： 1． 供應鏈上的管理和應用 2． 生產線自動化的管理和應用 3． 航