【正文】 .28 RFID 技術(shù)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) .......................................29 本論文的主要工作 .................................................33 未來工作展望 .....................................................33參考文獻 ...............................................................35致 謝 ..................................................................365 / 38第一章 緒論 自 動 識 別 技 術(shù) 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(chǎn) 生 這 樣 或 者 那 樣 的 數(shù) 據(jù) ，這 些 數(shù) 據(jù) 包 括 人 的 、 物 質(zhì) 的 、 財 務(wù) 的 ， 也 包 括 采 購 的 、 生 產(chǎn) 的 和 銷 售 的 ， 這 些 數(shù) 據(jù) 的采 集 與 分 析 對 于 我 們 的 生 產(chǎn) 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(chǔ) ， 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(shù) ， 將 人 們 從 繁 沉 的 重 復(fù) 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(zhǔn) 確 性 ， 從 而 為 生 產(chǎn)的 實 時 調(diào) 整 ， 財 務(wù) 的 及 時 總 結(jié) 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(shù) （ auto identification） 呢 ？ 　 自 動 識 別 技 術(shù) 就 是 應(yīng) 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(guān) 信 息 ， 并 提 供 給 后 臺 的 計 算 機 處 理 系 統(tǒng) 來 完 成 相關(guān) 后 續(xù) 處 理 的 一 種 技 術(shù) 。 商 場 的 條 形 碼 掃 描 系 統(tǒng) 就 是 一 種 典 型 的 自 動 識 別技 術(shù) 。 當(dāng) 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(shù) 的 一 種 應(yīng) 用 形 式 。 　 自 動 識 別 技 術(shù) 近 幾 十 年 在 全 球 范 圍 內(nèi) 得 到 了 迅 猛 發(fā) 展 ， 初 步 形 成 了 一 個 包 括 條 碼技 術(shù) 、 磁 條 磁 卡 技 術(shù) 、 IC 卡 技 術(shù) 、 光 學(xué) 字 符 識 別 、 射 頻 技 術(shù) 、 聲 音 識 別 及 視 覺 識 別 等集 計 算 機 、 光 、 磁 、 物 理 、 機 電 、 通 信 技 術(shù) 為 一 體 的 高 新 技 術(shù) 學(xué) 科 。 自 動 識 別 系 統(tǒng) 通6 / 38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(chǎn) 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(yīng) 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(yīng) 用 處 理 ， 而 應(yīng) 用 程 序 接 口 軟 件 則 提 供 自 動 識 別 系 統(tǒng) 和 應(yīng) 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(zhuǎn) 換 成 應(yīng) 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(shù)可 識 別 高 速 運 動 物 體 并 可 同 時 識 別 多 個 標(biāo) 簽 ， 操 作 快 捷 方 便 。 系 統(tǒng) 由 一 個 詢 問 器 （ 或 閱 讀 器 ） 和 很 多 應(yīng) 答 器 （ 或 標(biāo) 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(dāng) 廣 泛 的 應(yīng) 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(chǎn) 線 產(chǎn) 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 。7 / 38目 前 國 內(nèi) RFID 成 功 的 行 業(yè) 應(yīng) 用 有 中 國 鐵 路 的 車 號 自 動 識 別 系 統(tǒng) 。 正 在 計 劃 推 廣的 應(yīng) 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(shù) 角 度 說 ， RFID 技 術(shù) 的 發(fā) 展 體 現(xiàn) 在 若 干 關(guān) 鍵技 術(shù) 的 突 破 。一 、 RFID 技 術(shù) 未 來 的 發(fā) 展 RFID 技 術(shù) 的 發(fā) 展 得 益 于 多 項 技 術(shù) 的 綜 合 發(fā) 展 。 RFID 技 術(shù) 的 發(fā) 展 已 經(jīng) 走 過 50 余 年 ， 在 過 去 的 10 多 年 里 得 到 了 更 快 的 發(fā) 展 。 可 以 預(yù) 計 ，在 未 來 的 幾 年 中 ， RFID 技 術(shù) 將 持 續(xù) 保 持 高 速 發(fā) 展 的 勢 頭 。二 、 RFID 電 子 標(biāo) 簽 方 面 電 子 標(biāo) 簽 芯 片 所 需 的 功 耗 更 低 ， 無 源 標(biāo) 簽 、 半 無 源 標(biāo) 簽 技 術(shù) 更 趨 成 熟 。 2) 無 線 可 讀 寫 性 能 更 加 完 善 。 4) 快 速 多 標(biāo) 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(biāo) 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 。8 / 38五 、 RFID 標(biāo) 準(zhǔn) 化 方 面 1) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 基 礎(chǔ) 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(biāo)簽(射頻標(biāo)簽)和閱讀器組成。應(yīng)用中將電子標(biāo)簽附著在待識別物品上，作為待識別物品的電子標(biāo)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(diào)制與解調(diào)技術(shù)實現(xiàn)的。電子標(biāo)簽通常由標(biāo)簽天線(或線圈)及標(biāo)簽芯片組成。從純技術(shù)的角度來說，射頻識別技術(shù)的核心在電子標(biāo)簽，閱讀器是根據(jù)電子標(biāo)簽的設(shè)計而設(shè)計的。 實際應(yīng)用中，電子標(biāo)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(biāo)簽識讀特征等電學(xué)參數(shù)之外，還根據(jù)其內(nèi)部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將電子標(biāo)簽分為無源標(biāo)簽(passive)、半無源標(biāo)簽(semipassive)和有源標(biāo)簽(active)三種類型。半無源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，但電池僅對標(biāo)簽內(nèi)要求供電維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路或標(biāo)簽芯片工作所需的電壓作輔助支持，標(biāo)簽電路本身耗電很少。標(biāo)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(biāo)簽一樣源自閱讀器。 射頻識別系統(tǒng)的另一主要性能指標(biāo)是閱讀距離，也稱為作用距離，它表示在最遠(yuǎn)為多遠(yuǎn)的距離上，閱讀器能夠可靠地與電子標(biāo)簽交換信息，即閱讀器能讀取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。典型的情況是，在低頻 125kHz、 頻點上一般均采10 / 38用無源標(biāo)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(biāo)簽。 從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術(shù)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(biāo)的空間耦合模型(雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)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(shù)的理論基礎(chǔ)。19501960 年：早期射頻識別技術(shù)的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。 19701980 年：射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術(shù)測試得到加速。 19801990 年：射頻識別技術(shù)及產(chǎn)品進入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。 2022 年后：標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，射頻識別產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴大。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識別、適應(yīng)高速移動物體的射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實并走向應(yīng)用。AutoID Center 誕生后，迅速提出了產(chǎn)品電子代碼 EPC(Electronic Product Code)的概念以及物聯(lián)網(wǎng)的概念與構(gòu)架，并積極推進有關(guān)概念的基礎(chǔ)研究與實驗工作。射頻識別技術(shù)的發(fā)展，一方面受到應(yīng)用需求的驅(qū)動，另一方面射頻識別技術(shù)的成功應(yīng)用反過來又將極大地促進應(yīng)用需求的擴展。從應(yīng)用角度來說，射頻識別技術(shù)的發(fā)展目的在于不斷滿足日益11 / 38增漲的應(yīng)用需求。所涉及的關(guān)鍵技術(shù)大致包括：芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電磁傳播特性?？梢灶A(yù)計，在未來的幾年中，射頻識別技術(shù)將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。在電子標(biāo)簽方面，電子標(biāo)簽芯片所需的功耗更低，無源標(biāo)簽、半無源標(biāo)簽技術(shù)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(yīng)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(yīng)用范圍更加廣泛。而 和 系統(tǒng)將更加完善?？偠灾漕l識別技術(shù)未來的發(fā)展中，在結(jié)合其它高新技術(shù)，比如 GPS、生物識別等技術(shù)，由單一識別向多功能識別方向發(fā)展的同時，將結(jié)合現(xiàn)代通信及計算機技術(shù)，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應(yīng)用。 根據(jù)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)通信方式分類標(biāo)簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式即標(biāo)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(dāng)條件下允許多次寫入數(shù)據(jù)的功能。一般來說，無源標(biāo)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(biāo)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(biāo)簽，實現(xiàn)批量識別。，應(yīng)用范圍廣：其無線電通信方式，使其可以應(yīng)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(biāo)簽不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上，而且可以為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護，從而具有更高的安全性。 RFID 技術(shù)的應(yīng)用目前定義 RFID 產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標(biāo)準(zhǔn)的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的 RFID 產(chǎn)品會有不同的特性。 無源 RFID技術(shù)一、低頻(從 125KHz 到 134KHz) 　　其實 RFID 技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應(yīng)用和推廣。 特性： 　　1. 工作在低頻的感應(yīng)器的一般工作頻率從 120KHz 到 134KHz, TI 的工作頻率為13 / 38。　　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(chǎn)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(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。 　　7．感應(yīng)器的價格相對與其他頻段來說要貴。感應(yīng)器一般通過負(fù)載調(diào)制的方式進行工作。如果人們通過數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)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(rèn)可并沒有特殊的限制。 14 / 38　　5. 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)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(biāo)簽中。 主要應(yīng)用： 　　1． 圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用 　　2． 瓦斯