射频识别教学内容.ppt

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1、射频识别LIS Shanghai Maritime University第一节第一节 射频识别技术概述射频识别技术概述2LIS Shanghai Maritime University射频识别定义射频识别定义无线射频识别技术英文简称为“RFID”。RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。自2004年起，全球范围内掀起了一场RFID的热潮，包括沃尔玛、宝洁、波音公司在内的商业巨头无不积极推动RFID在制造、物流、零售、交通等行业的应用。RFID技术及其应用正处于迅速上升的时期，被业界公认为是本世纪最具潜力的技术之一，它的发展和应用推广将是自动识别

2、行业的一场技术革命。3LIS Shanghai Maritime University射频识别技术特点射频识别技术特点RFID具有非接触、远距离、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象、射频标签具有可读写能力等突出特点，广泛应用于物料跟踪、车辆识别、生产过程控制等领域。4LIS Shanghai Maritime UniversityRFIDRFID的历史的历史1940-1950年：雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了RFID技术的理论基础。1950-1960年：早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究

3、。1960-1970年：RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1970-1980年：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。5LIS Shanghai Maritime UniversityRFIDRFID的历史的历史1980-1990年：RFID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：RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID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，RFID产品种类更加丰富，主动式电子标签、被动式电子标签及半被

4、动式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。6LIS Shanghai Maritime UniversityRFIDRFID的历史的历史至今，RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、被动式电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID技术与产品正在成为现实并走向应用。7LIS Shanghai Maritime University射频标签射频标签射频标签是信息载体，射频识读器为获取信息装置。8LIS Shanghai Maritime University射频标签射频标签通常射频标签是安装在被识别对象上，存储被识别对象的相关信息

5、。标签存储器中的信息可由识读器进行非接触读/写射频标签一般由调制器、编码发生器、时钟、存储器及天线组成。9LIS Shanghai Maritime University射频标签的分类射频标签的分类射频标签的分类有多种方式。根据射频标签工作方式分为，主动式、被动式和半被动式三种类型。根据射频标签的读写方式可以分为：只读型标签和读写型标签两类。10LIS Shanghai Maritime University射频标签的分类射频标签的分类根据射频标签有无电源可分为无源标签和有源标签两类。根据射频标签的工作频率可分为低频标签、高频标签、超高频标签和微波标签四类。工作频率 标签名称 1GHz 微波标

6、签11LIS Shanghai Maritime University射频标签的分类射频标签的分类根据射频标签的工作距离可分为远程标签、近程标签、超近程标签三类。工作距离 标签名称100cm 远程标签10cm100cm 近程标签0.2cm10cm 超近程标签 12LIS Shanghai Maritime University射频识读器射频识读器射频识读器是利用射频技术读取标签信息、或将信息写入标签的设备。识读器读出的标签的信息通过计算机及网络系统进行管理和信息传输。13LIS Shanghai Maritime University射频识别技术特点射频识别技术特点射频标签和射频识读器之间利用

7、感应、无线电波或微波进行非接触双向通信。14LIS Shanghai Maritime University射频识别技术特点射频识别技术特点射频识别技术的工作原理：识读器在一个区域发射能量形成电磁场，射频标签经过这个区域检测到识读器的信号后发送存储的数据，识读器接收射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性以达到识别的目的。15LIS Shanghai Maritime University射频识别技术的突出特点：具有可非接触识别（识别距离可以从十厘米至几十米）、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象、具有可读写能力等。射频识别技术特点射频识别技术特点16LIS Sh

8、anghai Maritime University射频识别技术特点射频识别技术特点射频识别技术应用过程涉及无线通信协议、发射功率、占用频率等多方因素，目前尚未形成在开放系统中应用的统一标准，因此，射频识别技术主要应用在一些闭环应用系统中。17LIS Shanghai Maritime University国内标准国内标准2004年1月18日正式成立“电子标签”国家标准工作组，负责起草、制定中国有关“电子标签”多项国家标准。5项技术列入起草任务：识别卡无触点的集成电路卡邻近式卡第1部分：物理规范项目编号20030175-T-339识别卡无触电的集成电路卡邻近式卡第2部分：空气接口和初始化项目编

9、号20030176-T-339识别卡无触电的集成电路卡邻近式卡第3部分：防冲突和传输协议项目编号20030177-T-339射频识别技术应用规范第1部分：电子标签项目编号20030444-T-443射频识别技术应用规范第2部分：读写器终端项目编号20030444-T-44418LIS Shanghai Maritime University射频识别技术与其他自动识别技术的比较条码磁卡IC卡射频识别信息载体纸或物质表面磁条存储器存储器信息量小较小大大读写性只读读/写读/写读/写读取方式光电扫描磁电转换电路接口无线通信人工识读性受制约不可能不可能不可能保密性无一般最好最好智能化无无有有受污染/潮湿

10、影响很严重可能可能没有影响19LIS Shanghai Maritime University射频识别技术与其他自动识别技术的比较条码磁卡IC卡射频识别光遮盖全部失效没有影响方向位置影响很小单向没有影响识读速度低(约4S)低(约4S)很快(约0.5S)识读距离 近接触接触远使用寿命较短短长最长国际标准有有不全制定中价格最低低较高较高20LIS Shanghai Maritime University射频识别技术在国外发展得很快，被广泛应用于工业、商业、交通运输、仓储管理等等。在美国，RFID技术多用于以下三个行业：机场行李管理、零售及供应链管理。在欧洲更多用于零售、航空、数据中心的资产管理，邮

11、政方面的应用。国内外射频识别技术发展状况国内外射频识别技术发展状况21LIS Shanghai Maritime University机场行李管理机场行李管理22LIS Shanghai Maritime University机场行李管理机场行李管理23LIS Shanghai Maritime University机场行李管理机场行李管理美国McCarran国际机场使用的行李标签24LIS Shanghai Maritime University物流配送物流配送截至2005年6月，在美国的沃尔玛104家超市、36家三姆会员店和36个配送中心已经使用了RFID技术，同时参与这个项目的已有130

12、个供应商，5.5万个托盘，并已收到贴有标签的货箱189万个。25LIS Shanghai Maritime University工业制造工业制造生产线上原料和零件的追踪柔性制造中的生产组织与协调自动采集生产进度信息，提高生产和物料供应的协调程度。通过RFID与PLC(Programmable Logic Controller)的整合，变集中控制为分布控制。26LIS Shanghai Maritime University射频识别技术在中国处于一个刚刚起步的阶段，但发展潜力巨大的，前景非常诱人。国内应用国内应用27LIS Shanghai Maritime University防伪领域防伪领域

13、各类电子票证、身份证明、特殊商品防伪等。第二代身份证，采用了13.56MHz的射频识别技术。28LIS Shanghai Maritime University交通信息化交通信息化城市交通一卡通工程铁路的调度和统计系统 基于RFID的铁路车号自动识别系统（Auto Train Identification System：ATIS)在全国范围内成功应用，1.7万辆机车附有半被动式RFID标签，50万节车厢被贴上被动式RFID标签。高速公路不停车收费系统29LIS Shanghai Maritime University工业制造工业制造生产流水线控制物料自动配送在制品与当前物料的自动核对 汽车制造

14、业：上汽通用、上汽大众、北京现代、长安福特、奇瑞轿车、柳州汽车、昌河汽车、长春一汽等都先后采用了RFID系统应用。30LIS Shanghai Maritime University烟草成品物流的监控监管烟草成品物流的监控监管我国实行烟草专卖制度烟厂出产的每一箱产品都拥有唯一的识别号和条码标签每一个流转环节都要逐一扫描这些条码标签，无论是效率还是成本都有问题国家烟草总局制定了用RFID监管监控烟草成品物流供应链的解决方案31LIS Shanghai Maritime University港口车辆出入监控管理港口车辆出入监控管理进入港区的集装箱需要严格的核对查验最大限度地提高通过速度 这一应用是

15、国内UHF RFID 技术最成熟完善的应用之一，已成为集装箱码头作业管理不可或缺的手段。上海地区就已经为数万辆集卡安装了标签，已经装备的RFID读写设备达数百台之多。32LIS Shanghai Maritime University特殊领域的应用特殊领域的应用高温、强酸碱场合（如汽车制造厂的油漆车间、焊装车间等）政府、军队的资产管理33LIS Shanghai Maritime University射频识别技术应用系统的发展特点射频识别技术应用系统的发展特点结合其他高新技术，由单一识别向多功能方向发展结合现代通信及计算机技术，实现跨地区、跨行业应用34LIS Shanghai Maritim

16、e University射频识别系统的构成射频识别系统的构成RFID系统通常由标签、识读器和计算机网络系统几部分组成射频标签是射频识别系统中存储可识别数据的电子装置。识读器是将标签中的信息读出，或将标签所需要存储的信息写入标签的装置。计算机网络系统是对数据进行管理和通信传输的设备35LIS Shanghai Maritime UniversityRFIDRFID的工作方式的工作方式电磁感应方式36LIS Shanghai Maritime UniversityRFIDRFID的工作方式的工作方式微波方式37LIS Shanghai Maritime University射频识别系统工作流程射频

17、识别系统工作流程1）识读器经过天线向外发射无线电载波信号。2）当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息经天线发射出去。3）系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调节器传给识读器。识读器对接到的信号进行解调解码，送后台电脑控制器。38LIS Shanghai Maritime University射频识别系统工作流程射频识别系统工作流程4）电脑控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。5）执行机构按电脑的指令动作。6）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，根据不同的项目可以设

18、计不同的软件来实现不同的功能。39LIS Shanghai Maritime UniversityRFID数据和设备管理固定式读/写设备移动式读/写设备WLAN互联网对象命名服务EPC数据提供商WMS仓储管理系统MES制造执行系统SCM供应链管理ERP企业资源规划PLC执行控制全球全球EPC集成集成 EPC层层 MES层层 PLC/PC层层 RFID数据获取层数据获取层以太网以太网40LIS Shanghai Maritime University在建立射频识别系统时要注意解在建立射频识别系统时要注意解决的问题决的问题（一）避免冲突 避免识读器冲突，避免标签冲突（二）识读距离 识读器读取信息的

19、距离取决于识读器的能量和使用频率。通常来讲，高频率的标签有更大的读取距离，但是它需要识读器输出的电磁波能量更大。（三）安全要求 41LIS Shanghai Maritime University第二节第二节 EPCEPC射频识别系统射频识别系统42LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC应用应用制造商第三方物流零售商1344576782您可以在供应链的各个环节（制造、运输、通关、销售等）使用RFID技术优化业务流程，简化人工操作，实时跟踪物品状态，并做出及时的响应。43LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC应用应用44

20、LIS Shanghai Maritime University发展历史发展历史1999年美国麻省理工大学成立Auto-ID Center，将RFID技术与Internet网络结合，提出了产品电子代码（EPC）概念。国际物品编码协会与美国统一代码委员会将全球统一标识编码体系植入EPC概念当中，从而使EPC纳入全球统一标识系统。45LIS Shanghai Maritime University发展历史发展历史世界著名研究性大学英国剑桥大学、澳大利亚的阿德雷德大学，日本Keio大学、瑞士的圣加仑大学、上海复旦大学相继加入并参与EPC的研发工作。该项目还得到了可口可乐、吉利、强生、辉瑞、宝洁、联合

21、利华、UPS、沃尔玛等100多家国际大公司的支持。其研究成果已在一些公司中试用，如宝洁公司、TESCO等。46LIS Shanghai Maritime University发展历史发展历史2003年11月1日，国际物品编码协会和美国统一代码委员会正式接管了EPC在全球的推广应用工作，成立了EPCglobal，负责管理和实施全球的EPC工作。EPCglobal的成立为EPC系统在全球的推广应用提供了有力的组织保障。47LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC系统的构成系统的构成EPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。它由全球产品电子代码（EPC）编

22、码体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成。48LIS Shanghai Maritime University系统构成名称注释全球产品电子代码编码体系EPC编码标准识别目标的特定代码射频识别系统EPC标签贴(内嵌)在物品上识读器识读EPC标签信息网络系统Savant系统EPC系统的软件支持系统对象名称解析服务ONS实体标记语言 PMLEPCEPC系统的构成系统的构成49LIS Shanghai Maritime University全球产品电子代码编码体系全球产品电子代码编码体系全球产品电子代码EPC编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准，它是EAN.UCC全球统一标识系统的拓展和延伸

23、，是全球统一标识系统的重要组成部分，是EPC系统的核心与关键。50LIS Shanghai Maritime University全球产品电子代码编码体系全球产品电子代码编码体系EPC编码给批次内的每一样产品分配唯一的EPC代码，同进给该批次也视为一个单一的实体对象，分配一个批次的EPC代码。EPC代码是由一个版本号加上域名管理者、对象分类、序号三段数据组成的一组数字。51LIS Shanghai Maritime University类型类型版本号版本号域名管理域名管理对象分类对象分类序列号序列号EPC-64221172421513342261323EPC-968282436EPC-2568

24、32561608645612881285664EPCEPC编码结构编码结构52LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC射频识别射频识别EPC射频识别系统是实现EPC代码自动采集的功能模块，由射频标签和射频识读器组成。射频标签是产品电子代码（EPC）的载体，附着于可跟踪的物品上，在全球流通。射频识读器与信息系统相连，是读取标签中的EPC代码并将其输入网络信息系统的电子设备。EPC标签是产品电子代码的信息载体，主要由天线和芯片组成。EPC标签通常是被动式射频标签。识读器是用来识别EPC标签的电子装置，与信息系统相连实现数据的交换。53LIS Shanghai M

25、aritime University信息网络系统信息网络系统信息网络系统由本地网络和全球互联网组成，是实现信息管理、信息流通的功能模块。EPC系统的信息网络系统是在全球互联网的基础上，通过Savant管理软件系统以及对象命名解析服务（ONS）和实体标记语言（PML）实现全球“实物互联”。54LIS Shanghai Maritime UniversitySavantSavant系统系统Savant系统主要是数据校对、识读器协调、数据传送、数据存储和任务管理。55LIS Shanghai Maritime University对象名称解析服务对象名称解析服务(ONS)(ONS)EPC标签对一个开

26、放式的，全球性的追踪物品的网络，需要一些特殊的网络结构。因为标签中只存储了产品电子代码，计算机还需要一些将产品电子代码匹配到相应商品信息的方法。这个角色就由对象名称解析服务（ONS）担当，它是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务（DNS），DNS是将一台计算机定位到万维网上某一具体地点的服务。56LIS Shanghai Maritime University实体标记语言实体标记语言(PML)(PML)PML是基于为人们广为接受的可扩展标识语言（XML）发展而来的。PML提供了一个描述自然物体、过程和环境的标准，并可供工业和商业中的软件开发、数据存储和分析工具之用。它将提供一种动态的环境

27、，使与物体相关的静态的、暂时的、动态的和统计加工过的数据可以互相交换。57LIS Shanghai Maritime UniversityEPC系统的工作流程系统的工作流程在由EPC标签、识读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多数据库组成的实物互联网中，识读器读出标签上的EPC代码，Savant将EPC代码传给ONS，ONS提供一种自动化的网络数据库服务，指示Savant到一个保存着与该EPC匹配的其它信息的PML服务器查找，该文件可由Savant复制，因而文件中的产品信息就能传到供应链上。58LIS Shanghai Maritime Universi

28、ty EPCEPC标签标签标签识读器标签识读器SavantSavant服务器服务器EPCEPCEPCEPC本地本地ONSONS计算器计算器ONSONS服务器服务器EPCEPCEPCEPC域名域名PMLPML服务器服务器IPIP地址地址IPIP地址地址PMLPML服务器服务器工作流程示意图工作流程示意图59LIS Shanghai Maritime UniversityEPCglobalEPCglobal网络与网络与InternetInternet网络的比较网络的比较60LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC系统的特点系统的特点（一）开放的结构体系（二）独立

29、的平台与高度的互动性（三）灵活的可持续发展的体系61LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC技术在物流供应链中的应用案例技术在物流供应链中的应用案例由美国统一代码委员会支持，由吉列、宝洁、联合利华以及沃尔玛等公司进行现场测试。该测试，涉及一个制造商（宝洁工厂），两个制造商配送中心（联合利华配送中心和吉列配送中心），一个零售商配送中心（SAM仓库）和一个零售商店（SAM俱乐部），如下图所示，涉及的产品有三种（宝洁的纸巾、联合利华的液体皂以及吉列的刀片）。62LIS Shanghai Maritime University63LIS Shanghai Marit

30、ime University测试结果测试进行得很成功。托盘上产品电子码能够被远程读取，能够远程浏览和搜索制造商的设备库存状况，并且是实时的。EPC技术在供应链应用中是可行的。64LIS Shanghai Maritime University影响EPC系统推广应用的因素硬件设施成本；系统准确性；标准问题；涉及个人隐私和安全问题。65LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC系统在国际上的测试系统在国际上的测试分三阶段试验第一阶段（货堆）：2001年9月28日，Auto-ID中心成功读取了宝洁公司位于密苏里州Cape Giradeau工厂中手纸货堆上的EPC代码

31、。10月1日，该厂有一批货物要发往位于Oklahoma,Tulsa Sams俱乐部，当货物离开工厂时，货堆上的EPC代码在异地被成功读取。66LIS Shanghai Maritime University试验第二阶段（货箱）：2002年2月，联合利华、宝洁、卡夫、可口可乐、吉列、沃尔玛和强生等公司将包装盒上配有EPC标签的货物在全美8个州中选定的配送中心和零售商之间运输，尽管从货堆到包装盒试验大大增加了传输的数据量，系统运行仍然良好。试验第三阶段（单个物品）：2002年底，Auto-ID中心测试系统处理更大数据量的能力，标签加载到单个物品上。67LIS Shanghai Maritime U

32、niversityEPCEPC在美国在美国全球零售巨头沃尔玛表示2005年1月起，沃尔玛将让他们的前100位主要供应商在他们的货物中放入EPC标签，应用到1个关键配送中心。从2006年1月起，应用到所有配送中心。制造业如吉列、强生、宝洁以及知名的物流企业如联合包裹服务公司（United Parcel Service）也都承诺要尽可能将EPC系统引入企业的供应链管理过程中。68LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC在日本在日本EPC系统国家发展战略已经制定。在其战略中强调要进行EPC系统研究，力争将标签价格降到3-5日元。同时，在该战略中也指出要建立EPC系

33、统标准系统，制定相关国家标准，并与ISO和EPC Global接轨；建立技术产业联盟，行业试点。69LIS Shanghai Maritime UniversityEPCEPC在加拿大在加拿大EPCglobal加拿大负责本国EPC系统的研发和推广。2004年其主要举措有：代表加拿大工业界参与制定全球EPC2.0标准；建立与加拿大基础技术和系统相兼容的EPC标准；制定EPC商业计划，在加拿大推广该技术；为EPC网络的发展提供有利的公共政策；培训终端用户、技术方案解决商；建立加拿大应用方案服务商及用户委员会；引导加拿大各行业应用。70LIS Shanghai Maritime University

34、EPCEPC在英国在英国Tesco已于2003年9月进行了该公司物流中心和英国的两家商店EPC系统的应用测试，对物流中心和两家商店之间的包装盒及货盘的流通路径进行追踪。后又同著名日用品公司5家供货商展开进一步测试。71LIS Shanghai Maritime UniversityEPCglobalEPCglobalEAN和UCC成立EPCglobal，来管理全球EPC标准、开发并实施市场和通信、管理有关EPC的知识产权、与Auto-ID中心就未来的改善进行合、管理EPC系统。EAN已经建立了遍布全球的编码组织，对于开展这一项新的业务提供了组织保障。通过EAN的世界成员组织和美国UCC，负责E

35、PC系统的全球教育、信息传播、教育工具和推动EPC技术的应用。自此，EPC系统的研发力量在全球范围内得以整合，并进入了有计划的推广阶段。72LIS Shanghai Maritime University问题与思考？1、国内外射频识别技术应用现状与发展前景。2、射频标签的定义、构成和分类。3、识读器的定义、构成。4、射频识别技术的特点。5、EPC系统的构成与工作流程。6、EPC系统的特点。7、全球产品电子代码编码体系与EAN.UCC全球统一标识系统的关系。8、射频识别技术的应用领域。73此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢