rfid應(yīng)用系統(tǒng)培訓(xùn)教材

1、<p><b>　　RFID應(yīng)用系統(tǒng)</b></p><p><b>　　培</b></p><p><b>　　訓(xùn)</b></p><p><b>　　教</b></p><p><b>　　材</b></p>

2、<p><b>　　二零零九年十月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　項目一 項目準(zhǔn)備1</p><p>　　1．1射頻識別技術(shù)的特點1</p><p>　　1．2射頻識別技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3</p><p

3、>　　1．3射頻識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域4</p><p>　　1．4射頻識別技術(shù)的市場展望6</p><p>　　項目二 RFID的工作原理7</p><p>　　2．1RFlD技術(shù)的物理學(xué)原理7</p><p>　　2．1．1RFID的電磁理論基礎(chǔ)7</p><p>　　2．1．2能量耦合和數(shù)據(jù)傳輸8&

4、lt;/p><p>　　2．1．3反向散射的能量傳遞11</p><p>　　2．2RFID標(biāo)簽11</p><p>　　2．2．1RFID標(biāo)簽的分類12</p><p>　　2．2．2射頻標(biāo)簽與條形碼的區(qū)別13</p><p>　　2．2．3射頻標(biāo)簽的發(fā)展趨勢14</p><p>　　2

5、．3 RFID標(biāo)簽讀寫器15</p><p>　　2．3．1 讀寫器的工作原理15</p><p>　　2．3．2讀寫器的功能特征15</p><p>　　2．3．3讀寫器的分類17</p><p>　　2．3．4讀寫器的結(jié)構(gòu)形式17</p><p>　　2．3．5讀寫器的選擇19</p>

6、<p>　　2．4 RFID的工作原理19</p><p>　　2．4．1射頻識別的基本工作流程19</p><p>　　2．4．2 RFID的工作原理19</p><p><b>　　2．5中間件20</b></p><p>　　2．5．1 RFID中間件20</p><p>

7、;　　2．5．2RFlD中間件的分類20</p><p>　　2．5．3RFID中間件的特征21</p><p>　　2．5．4 RFID中間件的發(fā)展階段22</p><p>　　項目三 RFID的技術(shù)實現(xiàn)24</p><p>　　3．1RFlD系統(tǒng)特征24</p><p>　　3．1．1RFlD系統(tǒng)的基本模

8、型24</p><p>　　3．1．3 RFID系統(tǒng)的分類29</p><p>　　項目四 RFID的標(biāo)準(zhǔn)體系31</p><p>　　4．1我國RFID標(biāo)準(zhǔn)的制定情況31</p><p>　　項目五 RFID系統(tǒng)架構(gòu)32</p><p>　　5．1 選擇標(biāo)準(zhǔn)32</p><p>

9、　　5．2 頻率選擇33</p><p>　　5．2．1使用的頻率范圍33</p><p>　　5．2．2工作頻率與應(yīng)用范圍34</p><p>　　5．2．3頻率特性34</p><p>　　5．2．4頻率選擇35</p><p>　　5．2．5我國頻率分配現(xiàn)狀35</p><p&g

10、t;　　5．3系統(tǒng)部件的選擇36</p><p>　　5．3．1電子標(biāo)簽的選擇36</p><p>　　5．3．2讀寫器的選擇36</p><p>　　5．4系統(tǒng)要求37</p><p>　　5．5系統(tǒng)架構(gòu)39</p><p>　　項目六 RFID在產(chǎn)品倉儲中的應(yīng)用40</p><p&g

11、t;　　6．1RFlD在倉儲中的應(yīng)用方案40</p><p>　　6．1．1方案應(yīng)用目標(biāo)40</p><p>　　6．1．2總體方案設(shè)計41</p><p>　　6．2 RFID倉儲系統(tǒng)操作流程42</p><p>　　6．2．1貨品入庫操作42</p><p>　　6．2．2貨品出庫操作43</p&

12、gt;<p>　　6．2．3庫存盤點操作43</p><p>　　6．3 RFID倉儲軟件模塊44</p><p>　　6．3．2出入庫操作管理模塊44</p><p>　　6．3．4手持設(shè)備管理模塊45</p><p>　　6．3．5庫存報警模塊45</p><p>　　6．4 RFI D應(yīng)用

13、于人造板庫存管理46</p><p>　　6．4．1RFID應(yīng)用系統(tǒng)46</p><p>　　6．4．2系統(tǒng)流程47</p><p>　　6．5 RFI D在危險化學(xué)品倉儲管理中的應(yīng)用47</p><p>　　6．5．1系統(tǒng)構(gòu)成48</p><p>　　6．5．2系統(tǒng)實施48</p><

14、p>　　項目七 RFID在配送中心的應(yīng)用51</p><p>　　7．1物流配送中心模型51</p><p>　　7．2傳統(tǒng)物流配送中心存在的幾個問題52</p><p>　　7.3 RFID技術(shù)在供貨配送中心的具體應(yīng)用53</p><p>　　7．4 RFI D物流配送中心的流程設(shè)計53</p><p&g

15、t;　　7．4．1整個供應(yīng)環(huán)節(jié)的流程設(shè)計53</p><p>　　7．4．2系統(tǒng)總體功能設(shè)計54</p><p>　　7．4．3主要流程模塊設(shè)計54</p><p>　　7．5RFID應(yīng)用于配送中心的意義56</p><p>　　7．6 RFlD在物流配送中心的應(yīng)用案例57</p><p>　　7．6．1流程

16、創(chuàng)新的多個層面57</p><p>　　7．6．2以RFlD為核心技術(shù)57</p><p>　　7．6．3實施效果58</p><p><b>　　項目一 項目準(zhǔn)備</b></p><p>　　射頻識別技術(shù)(Radio Freguency Identification，RFID)是無線電技術(shù)在自動識別領(lǐng)域應(yīng)用中的具

17、體運(yùn)用。它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。近年來，隨著，芯片技術(shù)、天線技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，RFID系統(tǒng)的體積和功耗越來越小，成本越來越低，功能日趨靈活，操作快捷方便，加上其擅長多目標(biāo)識別、運(yùn)動目標(biāo)識別、方便物品跟蹤和物流管理的突出特點，RFID系統(tǒng)日益廣泛地應(yīng)用于各種生產(chǎn)生活場所，扮演著越來越重要的角色，被評為“帶來了一個進(jìn)化的無線市場”。</p><p><b>　　本章導(dǎo)讀&l

18、t;/b></p><p>　　·射頻識別技術(shù)的特點</p><p>　　·射頻識別技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　·射頻識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　·射頻識別技術(shù)的市場展望</p><p>　　1．1射頻識別技術(shù)的特點</p>&l

19、t;p>　　Radio Frequency Identification(RFID)通稱電子標(biāo)簽技術(shù)，作為一種快速、實時、準(zhǔn)</p><p>　　確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，被列為21世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。RFID技術(shù)通過對實體對象(包括零售商品、物流單元、集裝箱、貨運(yùn)包裝、生產(chǎn)零部件等)</p><p>　　的唯一有效標(biāo)識，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個

20、行業(yè)。RFID技術(shù)已逐漸成</p><p>　　為企業(yè)提高物流供應(yīng)鏈管理水平、降低成本、企業(yè)管理信息化、參與國際經(jīng)濟(jì)大循環(huán)、增</p><p>　　強(qiáng)企業(yè)核心競爭力不可缺少的技術(shù)工具和手段。RFID技術(shù)的興起并不是因為它是一項新技</p><p>　　術(shù)，而是因為這項技術(shù)已經(jīng)開始成熟并逐漸具備了走向?qū)嶋H應(yīng)用的能力。</p><p>　　RFI

21、D技術(shù)是從20世紀(jì)90年代興起的一項自動識別技術(shù)。它是通過磁場或電磁場，利</p><p>　　用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)，可識別高速運(yùn)動物體</p><p>　　并可同時識別多個目標(biāo)。與傳統(tǒng)識別方式相比，RFID技術(shù)無須直接接觸、無須光學(xué)可視、</p><p>　　無須人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，操作方便快捷。能廣泛用于生產(chǎn)、物

22、流、交通運(yùn)</p><p>　　輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域，被認(rèn)為是條</p><p>　　形碼標(biāo)簽的未來替代品。自動識別的方法有多種，如圖1—1所示，每種方法各有其特點和</p><p><b>　　應(yīng)用領(lǐng)域。</b></p><p>　　圖1—1 自動識別方法綜合示意圖<

23、;/p><p>　　自動識別的優(yōu)勢及特點主要表現(xiàn)在：</p><p><b>　　(1)快速掃描</b></p><p>　　條形碼一次只能有一個條形碼受到掃描；RFID讀寫器可同時辨識讀取數(shù)個RFID標(biāo)簽。</p><p>　　(2)體積小型化、形狀多樣化</p><p>　　RFID在讀取上并不受

24、尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺</p><p>　　寸和印刷品質(zhì)。此外，RFID標(biāo)簽更可向小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。</p><p>　　(3)抗污染能力和耐久性</p><p>　　傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)</p><p>　　具有很強(qiáng)的抵抗性。此外

25、，由于條形碼是附以塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到</p><p>　　折損：RFID卷標(biāo)是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。</p><p><b>　　(4)可重復(fù)使用</b></p><p>　　現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改和刪除。</p><p>　　RFID卷標(biāo)

26、內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)，可方便信息的更新。</p><p>　　(5)穿透性和無屏障閱讀</p><p>　　在被覆蓋的情況下，RFID能穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能進(jìn)</p><p>　　行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可辨讀條形碼。</p><p>　　(6)數(shù)據(jù)的記憶容量大</p>

27、;<p>　　一維條形碼的容量是SOBytes，二維條形碼最大的容量可儲存2～3()()0字符，RFID最</p><p>　　大的容量則有數(shù)MegaBytes。隨著記憶載體的發(fā)展，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴(kuò)大的趨勢。未來</p><p>　　物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標(biāo)所能擴(kuò)充容量的需求也相應(yīng)增加。</p><p><b>　　(7)安全

28、性</b></p><p>　　RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及更改。</p><p>　　近年來，RFID因其所具備的遠(yuǎn)距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助企、業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以使銷售企業(yè)和制造企業(yè)信息互聯(lián)，從而更加準(zhǔn)</p><p>　　確地接收反饋信息，控制需求信息，優(yōu)化整

29、個供應(yīng)鏈。在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)平臺上，RFID標(biāo)簽在</p><p>　　整條供應(yīng)鏈內(nèi)任何時候都可提供產(chǎn)品的流向信息，讓每個產(chǎn)品信息有了共同的溝通語言。</p><p>　　通過計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)就能實現(xiàn)物品的自動識別和信息交換與共享，進(jìn)而實現(xiàn)對物品的透明化</p><p>　　管理，實現(xiàn)真正意義上的“物聯(lián)網(wǎng)”。</p><p>　　RFID的歷史可算“老

30、兵新姿”，RFID并不是一個嶄新的技術(shù)，RFID在歷史上的首次</p><p>　　J應(yīng)用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間(約20世紀(jì)40年代)，其當(dāng)時的功能是用于分辨出敵</p><p>　　方機(jī)與我方飛機(jī)。到了20世紀(jì)70年代末期，美國政府通過Los A1anlos科學(xué)實驗室將</p><p>　　l{HD技術(shù)轉(zhuǎn)移到民間。I1D技術(shù)最先在商業(yè)上的應(yīng)用是在牲畜身上。到

31、了20世紀(jì)80年</p><p>　　代，美國與歐洲的幾家公司開始著手生產(chǎn)RFID卷標(biāo)。當(dāng)前，RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于</p><p>　　各個領(lǐng)域，從門禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以見到其蹤跡。RFID技術(shù)的發(fā)展基</p><p>　　本可按10年期分為以下幾個階段，如圖1—2所示。</p><p>　　圖1—2 自動識別技術(shù)的比

32、較</p><p>　　從分類上看，經(jīng)過多年的發(fā)展，13．56MHz以下的RFID技術(shù)己相對成熟，目前業(yè)界最</p><p>　　關(guān)注的是位于中高頻段的I冰ID技術(shù)，特別是860～960MHz(uHF頻段)的遠(yuǎn)距離RFID</p><p>　　技術(shù)發(fā)展的最快。而2．45GHz和5．8GHz頻段由于產(chǎn)品擁擠，易受干擾，技術(shù)相對復(fù)雜，</p><p&

33、gt;　　其相關(guān)的研究和應(yīng)用仍處于探索階段。</p><p>　　1．2射頻識別技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　射頻識別(Radio FIequency Identification，RFlD)技術(shù)最早的應(yīng)用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中飛機(jī)的敵我目標(biāo)識別，但是由于技術(shù)和成本原因，一直沒有得到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著大規(guī)模集成電路、網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全等技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)進(jìn)入商業(yè)

34、化應(yīng)用階段(中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書)。由于具有非接觸識別、多目標(biāo)識別和高速移動物體識別等特點，RFID技術(shù)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用空間，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一，已得到全球業(yè)界的高度重視。中國擁有產(chǎn)品門類最為齊全的裝備制造業(yè)，又是全球IT產(chǎn)品最重要的生產(chǎn)加工基地和消費(fèi)市場，也是世界第三大貿(mào)易國。這些都為我國電子標(biāo)簽產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用的發(fā)展提供了巨大的市場空間，帶來了難得的發(fā)展機(jī)遇，RFID技術(shù)與電子標(biāo)簽應(yīng)用必

35、將成為我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和信息化建設(shè)的一個新機(jī)遇，成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長點。</p><p>　　產(chǎn)品，并且各有特點，自成系列。RFID己被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域，例如汽車或火車等的交通監(jiān)控系統(tǒng)、高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)、物品管理、流水線生產(chǎn)自動化、門禁系統(tǒng)、金融交易、倉儲管理、畜牧管理、車輛防盜等。隨著成本的下降和標(biāo)準(zhǔn)化的實現(xiàn)，RFID技術(shù)的全面推廣和普遍應(yīng)用將具有不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。

36、</p><p>　　目前RFID標(biāo)簽的天線制造以蝕刻／沖壓天線為主，其材料一般為鋁或銅，隨著新型導(dǎo)電油墨的開發(fā)，印刷天線的優(yōu)勢越來越突出。RFID標(biāo)簽封裝以低溫倒裝鍵合工藝為主，也出現(xiàn)了流體自裝配、振動裝配等新的標(biāo)簽封裝工藝。我國低成本、高可靠性的標(biāo)簽制造裝備和封裝工藝正在研發(fā)中。</p><p>　　RFID讀寫器產(chǎn)品類型較多，部分先進(jìn)產(chǎn)品可以實現(xiàn)多協(xié)議兼容。我國已經(jīng)推出了系列<

37、/p><p>　　RFID讀寫器產(chǎn)品，小功率讀寫模塊已達(dá)到國外同類水平，大功率讀寫模塊和讀寫器片上系統(tǒng)(SoC)尚處于研發(fā)階段。</p><p>　　在應(yīng)用系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理平臺等方面，某些國際組織提出基于RFID的應(yīng)用體系架</p><p>　　構(gòu)，各大軟件廠商也在其產(chǎn)品中提供了支持RFID的服務(wù)及解決方案，相關(guān)的測試和應(yīng)用</p><p>　

38、　推廣工作正在進(jìn)行中。我國在RFID應(yīng)用架構(gòu)、公共服務(wù)體系、中間件、系統(tǒng)集成以及信息</p><p>　　融合和測試工作等方面取得了初步成果，建立國家RFID測試中心已經(jīng)被列入科技發(fā)展規(guī)劃。</p><p>　　我國已經(jīng)將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號識別、第二代身份證和票證管理、動物標(biāo)識、</p><p>　　特種設(shè)備與危險品管理、公共交通以及生產(chǎn)過程管理等多個領(lǐng)域。

39、對于改善人們的生活質(zhì)</p><p>　　量、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、加強(qiáng)公共安全以及提高社會信息化水平產(chǎn)生了重要影響。</p><p>　　根據(jù)預(yù)測，RFID技術(shù)將在未來2～5年逐漸開始大規(guī)模應(yīng)用，到2008年RFID標(biāo)簽僅</p><p>　　在全球供應(yīng)鏈領(lǐng)域的市場需求將達(dá)到40億美元。ForTester Reseatrch研究機(jī)構(gòu)稱RFID技術(shù)</p>

40、<p>　　構(gòu)建的“物聯(lián)網(wǎng)”將為世界帶來革命性的變化。正是看到RFff)巨大的市場潛力，IBM、</p><p>　　SAP、微軟等IT巨頭早就開始投入重金于此項技術(shù)和解決方案的開發(fā)，試圖從中分一杯羹。</p><p>　　在未來幾年中，RFID技術(shù)將繼續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。電子標(biāo)簽、讀寫器、系統(tǒng)集成</p><p>　　軟件、公共服務(wù)體系、標(biāo)準(zhǔn)化等方面

41、都將取得新的進(jìn)展。隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步，RFID</p><p>　　產(chǎn)品的種類將越來越豐富，應(yīng)用和衍生的增值服務(wù)也將越來越廣泛。</p><p>　　RFID芯片設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展趨勢是芯片功耗更低，作用距離更遠(yuǎn)，讀寫速度與可</p><p>　　靠性更高，成本不斷降低。芯片技術(shù)將與應(yīng)用系統(tǒng)整體解決方案緊密結(jié)合。</p><p>　　R

42、FID標(biāo)簽封裝技術(shù)將和印刷、造紙、包裝等技術(shù)結(jié)合，導(dǎo)電油墨印制的低成本標(biāo)簽天</p><p>　　線、低成本封裝技術(shù)將促進(jìn)RFID標(biāo)簽的大規(guī)模生產(chǎn)，并成為未來一段時問內(nèi)決定產(chǎn)業(yè)發(fā)</p><p>　　展速度的關(guān)鍵因素之一。</p><p>　　RFTD讀寫器設(shè)計與制造的發(fā)展趨勢是讀寫器將向多功能、多接口、多制式，并向模塊</p><p>　　

43、化、小型化、使攜式、嵌入式方向發(fā)展。同時，多讀寫器協(xié)調(diào)與組網(wǎng)技術(shù)將成為未來發(fā)展</p><p><b>　　方向之一。</b></p><p>　　RFID技術(shù)與條碼、生物識別等自動化識別技術(shù)，以及與互聯(lián)網(wǎng)、通信、傳感網(wǎng)絡(luò)等信</p><p>　　息技術(shù)融合，構(gòu)筑成一個無所不在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。海量RFID信息處理、傳輸和安全對RFID</p&

44、gt;<p>　　的系統(tǒng)集成和應(yīng)用技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。RFID系統(tǒng)集成軟件將向嵌入式、智能化、可重組</p><p>　　方向發(fā)展，通過構(gòu)建RFID公共服務(wù)體系，將使RFID信息資源的組織、管理和利用更為深</p><p><b>　　入和廣泛。</b></p><p>　　1．3射頻識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域</p>&l

45、t;p>　　2004年全球最大的零售連鎖機(jī)構(gòu)Wal—mart提出“要求前100家供應(yīng)商在2005年1月</p><p>　　之前向其配送中心發(fā)送貨盤和包裝箱時使用RFID技術(shù)”，盡管最終Walt—mart推遲了這一要求的實施，但是基于RFlD在物流及供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域所存在的巨大市場空間，RFID迅速成為業(yè)界關(guān)注的焦點。2004年初，美國有線新聞網(wǎng)公布了即將對人類生活產(chǎn)生巨大影響的十大技術(shù)，RFID名列第三。R

46、FID會得到如此重視，皆源于無線射頻識別技術(shù)適合在物料跟蹤、運(yùn)載工具和貨架識別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集與交換和要求頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合運(yùn)用。</p><p>　　RFID的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括：交通運(yùn)輸、市場流通、物流領(lǐng)域、信息、食品、醫(yī)療衛(wèi)生、商品防偽、金融、養(yǎng)老、殘疾事業(yè)、教育文化、勞動就業(yè)、智能家電、犯罪監(jiān)視等。</p><p>　　RFlD技術(shù)在供應(yīng)鏈管理上得到了非常廣泛的應(yīng)用。供

47、應(yīng)鏈(Supply Chain，sc)就是“生產(chǎn)及流通過程中，涉及將產(chǎn)品或服務(wù)提供給最終用戶活動的上游與下游企業(yè)所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”。供應(yīng)鏈上的業(yè)務(wù)流程和環(huán)節(jié)包括從供貨商選擇、采購、倉儲、生產(chǎn)、包裝、卸載、流通加工、配送、銷售到客戶服務(wù)等。供應(yīng)鏈管理(Supply Chain Management，SCM)則是“殺IJ用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面規(guī)劃供應(yīng)鏈中的商流、物流、信息流、資金流等，進(jìn)行計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制”。</p>&l

48、t;p>　　物流與供應(yīng)鏈管理被認(rèn)為是智能電子標(biāo)簽應(yīng)用最大的舞臺。成功的供應(yīng)鏈管理能無縫整合所有供應(yīng)活動，將所有合作者(包括供應(yīng)商、配送商、運(yùn)輸商、第三方物流公司和信息提供商)整合到供應(yīng)鏈中。在供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)時，企業(yè)必須隨時實地、精確地掌握供應(yīng)鏈上的商流、物流、信息和資金的流向，才能夠使企業(yè)發(fā)揮出最大的效率和效益。但實際上，物體在流動的各種環(huán)節(jié)過程中處于松散的狀況，商流、物流、信息流和資金流常常隨著時問和位置的變化而變化，使企業(yè)對這四種

49、流向的控制能力大大下降，從而產(chǎn)產(chǎn)生失誤，造成不必要的損失。</p><p>　　雖然現(xiàn)行TT和自動化技術(shù)大大提高了該領(lǐng)域的效率，但是很多工作仍主要依靠人工來完成，例如貨物的清點、盤庫和數(shù)據(jù)錄入等，而手持式條碼識別器等輔助工具，效率低下、差錯率高等問題仍然無法得到有效的解決。而信息的準(zhǔn)確性和及時性是供應(yīng)鏈與物流管理的關(guān)鍵，這恰恰是RFlD技術(shù)最突出的優(yōu)點之一。</p><p>　　RFID技

50、術(shù)將解決物流與供應(yīng)鏈管理中信息采集的自動化問題。RFID技術(shù)正是有效解決供應(yīng)鏈上各項業(yè)務(wù)運(yùn)作資料的輸入與輸出、業(yè)務(wù)過程的控制與跟蹤，以及減少出錯率等難題的一種技術(shù)。貼在單個商品、包裝箱或托盤上的RFlD標(biāo)簽，可以提供物流管管理中產(chǎn)品流和信息流的雙向通信，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸從標(biāo)簽采集到的數(shù)據(jù)。如果每件商品都貼上了智能標(biāo)簽，無須打開產(chǎn)品的外包裝，系統(tǒng)就可以對其整箱整包地進(jìn)行識別，從而準(zhǔn)確地隨時獲得產(chǎn)品的相關(guān)信息，例如種類、生產(chǎn)商、生產(chǎn)時間、生

51、產(chǎn)地點、顏色、尺寸，等等。智能電子標(biāo)簽系統(tǒng)可以實現(xiàn)對商品從原料、半成品、成品、運(yùn)輸、倉儲、配送、上架、最終銷售，甚至退貨處理等所有環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅能極大地提高自動化程度，而且可以大幅降低差錯率，大幅削減用來獲取產(chǎn)品信息的人工成本，顯著提高供應(yīng)鏈的透明度，使物流各個環(huán)節(jié)操作自動化。</p><p>　　RFID在供應(yīng)鏈各個節(jié)點的基本作業(yè)過程有：給產(chǎn)品加上射頻識別標(biāo)簽、出廠、配送中心內(nèi)部作業(yè)、送貨車抵達(dá)零售商處

52、等。技術(shù)實現(xiàn)模式是將RFID標(biāo)簽貼在托盤、包裝箱或兀器件上，進(jìn)行元器件規(guī)格、序列號等信息的自動存儲和傳遞。</p><p>　　在RFID的供應(yīng)鏈應(yīng)用中，主要的應(yīng)用模式是物品追蹤識別應(yīng)用。</p><p>　　如果在行李、快件或者包裹標(biāo)簽中貼上智能標(biāo)簽，不僅可以實現(xiàn)分揀過程的全自動化，而且能夠跟蹤包裹在遞送過程中所處的位置，當(dāng)這些物品到達(dá)某個地方，標(biāo)簽信息就會被自動讀入系統(tǒng)，供顧客或企業(yè)查

53、詢。不僅能夠提供包裹的位置，而且位置更加準(zhǔn)確、成本也要低得多。</p><p>　　在航空領(lǐng)域，為保證每件行李的安全，防止出錯和旅客利用轉(zhuǎn)機(jī)夾帶非法物品，安裝使用RFID技術(shù)與設(shè)備。旅客安檢時不再需要使用掃描條碼器，即可達(dá)到簡化手續(xù)流程目的。英國航空、日本航空、新加坡航空和美國德爾塔航空(Delta Air Lines)以及最新投入使用的首都機(jī)場3號航站樓行李系統(tǒng)都成功地使用電子標(biāo)簽跟蹤行李。</p>

54、<p>　　另外還可以用智能標(biāo)簽保護(hù)和跟蹤財產(chǎn)。將智能標(biāo)簽貼在重要物資如計算機(jī)、傳真機(jī)、義件、復(fù)印機(jī)或其他實驗室用品上，公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產(chǎn)，可以跟蹤一個物品從某一建筑物離開，或是用報警的方式限制物品離開某地，如集裝上安裝射頻電子關(guān)封，一旦貨柜被非法打開，將在幾秒之內(nèi)自動報警。</p><p>　　使用RFID還可追蹤產(chǎn)品的生命周期，提供更多、更深入的產(chǎn)品記錄，實施分類管理，提高市場

55、效益。RFID標(biāo)簽可嵌入到有時限要求的產(chǎn)品包裝上，以便在貨物從倉運(yùn)往商店上架的過程中、檢測溫度、震動、時間及其他參數(shù)。，</p><p>　　RFID技術(shù)突破了供應(yīng)鏈、物流和IT的概念，是一門交叉應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，未來的RFID應(yīng)用的發(fā)展趨勢是向高頻化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，兼容性越來越強(qiáng)，而且數(shù)據(jù)處理量越來越大。</p><p>　　1．4射頻識別技術(shù)的市場展望</p><p&

56、gt;　　RFID已經(jīng)擁有較長的應(yīng)用歷史，數(shù)字信息技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用為RFID技術(shù)提供了更廣闊的發(fā)展前景。未來，RFID一旦在零售、醫(yī)療等行業(yè)甚至在政府部門等應(yīng)用領(lǐng)域普及開來，各廠商產(chǎn)品之間的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化問題也會得到相應(yīng)的解決。另外，隨著RFID投術(shù)在安全性和成本方面的全面進(jìn)展，其潛在的商用價值被逐漸發(fā)揮出來。</p><p>　　據(jù)美國的楊基集團(tuán)(Yankee Group)對無線IC(RFID)基礎(chǔ)設(shè)施市場

57、的調(diào)查結(jié)果，2008</p><p>　　年RFID基礎(chǔ)設(shè)施市場的銷售額將達(dá)到42億美元。隨著導(dǎo)入RFID的規(guī)模擴(kuò)大，提供RFIE標(biāo)簽、讀取設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)裝置等的廠商將明顯受益。另外，數(shù)據(jù)庫、企業(yè)應(yīng)用、企業(yè)間通信、系統(tǒng)集成等領(lǐng)域也將出現(xiàn)無限商機(jī)。</p><p>　　一項由麻省理工學(xué)院(MIT)和IBM針對自動化識別系統(tǒng)(Auto—ID)與新型無線射頻識別技術(shù)對目前企業(yè)使用現(xiàn)狀的調(diào)查報告顯示：

58、有71％的企業(yè)已于2005年底前應(yīng)用自動化識別系統(tǒng)；而有75％的制造業(yè)在2006年底前應(yīng)用了這種系統(tǒng)。MIT在芝加哥召開的EPC研討會上首次公開展示其研發(fā)了近5年的EPC網(wǎng)絡(luò)。這種下一代條形碼系統(tǒng)可用一塊微型芯片替換目前大多數(shù)商品上的條形碼。目前這種電子標(biāo)簽的價格約為50美分，隨著應(yīng)用市場的進(jìn)一步擴(kuò)大，價格將逐步降為25美分甚至5美分。</p><p>　　隨著RFID技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)以及成本的降低，未來幾年內(nèi)RF

59、ID技術(shù)主要以供應(yīng)鏈的應(yīng)用為贏利的主體，全球開放的市場將為RFID帶來巨大的商機(jī)。簡單米講，從采購、倉儲生產(chǎn)、包裝、卸載、流通加工、配送、銷售到服務(wù)，這些是供心鏈上的業(yè)務(wù)流程和環(huán)節(jié)。在供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)時，企業(yè)必須及時地精確掌握供應(yīng)鏈上的商流、物流、信息和資金的流向，才能使企業(yè)發(fā)揮出最大的效率和效益。但實際上，物體在流動環(huán)節(jié)中處于松散的狀況，商流、物流、信息和資金常常隨著時間和位置的變化而變化，使企業(yè)對這四種流向的控制大大下降，從而產(chǎn)生失誤，造

60、成不必要的損失。RFIID技術(shù)正是有效解決供應(yīng)鏈上各項業(yè)務(wù)運(yùn)作資料的輸入輸出、業(yè)務(wù)過程的控制和跟蹤，以及減少錯率等難題的一種技術(shù)。例如，香港工業(yè)工程師學(xué)會及香港生產(chǎn)力促進(jìn)局開展一項能為“提升制造及工業(yè)工程師應(yīng)用無線標(biāo)簽來實施供應(yīng)鏈管理”的項目。該項目主要是為香港港制造及工業(yè)工程師設(shè)計項目包括一系列的工業(yè)及技術(shù)專題研討會、工作坊等，香港政府這是借助RFID技術(shù)在產(chǎn)品應(yīng)供鏈上的每個環(huán)節(jié)發(fā)揮的效用，實現(xiàn)物料應(yīng)、生產(chǎn)、儲存、包裝，以及物流、貨運(yùn)

61、處境、船務(wù)運(yùn)輸、存貨控制及零售等各個環(huán)節(jié)的管理，幫助企業(yè)加快物流</p><p>　　據(jù)Deloitte研究中心的分析和預(yù)測，從2006年開始，供應(yīng)鏈將成為推動RFID的主要產(chǎn)業(yè)，而且每年都在高速成長，推動RFID產(chǎn)業(yè)前進(jìn)。至2009年，約70％的RFID應(yīng)用都在供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)中。事實上，供應(yīng)鏈的每一個環(huán)節(jié)在使用RFID之后，就會變得更加順暢。相對地，其他產(chǎn)業(yè)所占的比例也只有30％而已。</p><

62、;p>　　項目二 RFID的工作原理</p><p>　　RFID技術(shù)的基礎(chǔ)主要是大規(guī)模集成電路技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及無</p><p>　　線電技術(shù)。最基本的RFID硬件系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀寫器和天線三部分組成。</p><p>　　標(biāo)簽(Tag)由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)</p><p&g

63、t;　　識目標(biāo)對象，部分標(biāo)簽的樣式如圖2一l所示。</p><p>　　讀寫器(Reader)是寫入、讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式；天</p><p>　　線(Antenna)在標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號。</p><p><b>　　本章導(dǎo)讀</b></p><p>　　·RFID技術(shù)的物理學(xué)原

64、理</p><p>　　·RFlD標(biāo)簽讀寫器</p><p><b>　　·中間件</b></p><p><b>　　·RFID標(biāo)簽</b></p><p><b>　　·RFID的工作原</b></p><p>

65、;　　2．1RFlD技術(shù)的物理學(xué)原理</p><p>　　射頻識別(RFID)是一種易于操控、簡單實用且特別適用于自動化控制的應(yīng)用技術(shù)，</p><p>　　其基本原理是利用射頻信號耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識</p><p><b>　　別物體的自動識別。</b></p><p>　　RF(R

66、adio Frequency，射頻)專指具有一定波長可用于無線電通信的電磁波。電磁波</p><p>　　可由其頻率表述為kHz(千赫)、MHz(兆赫)及GHz(吉赫)，其頻率范圍為vLF(Very LOW</p><p>　　Frequency，甚低頻)至EHF(Extlremely High Frequency，極高頻)。</p><p>　　2．1．1RFID

67、的電磁理論基礎(chǔ)</p><p>　　了解電磁傳播規(guī)律有助于更好地理解和應(yīng)用射頻識別系統(tǒng)。</p><p><b>　　1．天線場的概念</b></p><p>　　射頻標(biāo)簽和讀寫器通過各自的天線構(gòu)建起兩者之間的非接觸信息傳輸通道，這種空間信息傳輸通道的性能完全由天線周圍的場區(qū)特性決定，是電磁傳播的基本規(guī)律。射頻信號加載到天線之后，在緊鄰天線空間

68、中，除了輻射場之外，還有一個非輻射場。該場與距離的高次冪成反比，隨著離開天線的距離增大迅速減小。在這個區(qū)域，由于電抗場占優(yōu)勢，因而將此區(qū)域稱為電抗近場區(qū)，它的外界約為一個波長。超過電抗近場區(qū)就到了輻射場區(qū)，按照與天線距離的遠(yuǎn)近，又把輻射場區(qū)分為輻射近場區(qū)和輻射遠(yuǎn)場區(qū)。因而根據(jù)觀測點距離天線距離的不同，天線周圍的場呈現(xiàn)出的性質(zhì)也不相同。通?？梢愿鶕?jù)觀測點與天線的距離將天線周圍的場區(qū)分為三個區(qū)域。</p><p>&

69、lt;b>　　(1)無功近場區(qū)</b></p><p>　　無功近場區(qū)又稱電抗近場區(qū)，它是天線輻射場中緊鄰天線口徑的一個近場區(qū)域。在該區(qū)域中，電抗性儲能場占支配地位，該區(qū)域的界限通常取為距天線口徑表面)處。從物理概念上講，無功近場區(qū)是一個儲能場，其中電場與磁場的轉(zhuǎn)化就像變壓器中電場與磁場的轉(zhuǎn)化。如果在無功近場區(qū)附近還有其他金屬物體，這些物體將會以類似電容、電感耦合的方式影響儲能場，因而也可以將這

70、些金屬物看做是組合天線(原天線與這些金屬物組成新的天線)的一部分。在該區(qū)域中束縛于天線的電磁場未曾做功(只是進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換)，因而將該區(qū)域稱為無功近場區(qū)。</p><p><b>　　(2)輻射近場區(qū)</b></p><p>　　超過電抗近場就到了輻射場區(qū)，輻射場區(qū)的電場已經(jīng)脫離了天線的束縛，并作為電磁波進(jìn)入空間。按照與天線距離的遠(yuǎn)近，又把輻射場區(qū)分為輻射近場區(qū)和輻射遠(yuǎn)

71、場區(qū)。在輻射近場區(qū)中，輻射場占優(yōu)勢，并且輻射場的角度分布與距離天線口徑的距離有關(guān)。對于通常的天線，此區(qū)域也稱為菲涅爾區(qū)域。由于大型天線的遠(yuǎn)場測試距離很難滿足，因而研究該區(qū)域中場的角度分布對大型天線的測試非常重要。</p><p><b>　　(3)輻射遠(yuǎn)場區(qū)</b></p><p>　　輻射遠(yuǎn)場區(qū)即通常所說的遠(yuǎn)場區(qū)，又稱為弗朗荷費(fèi)區(qū)。在該區(qū)域中；輻射場的角分布與距離無

72、關(guān)。嚴(yán)格地講，只有離天線無窮遠(yuǎn)處才能達(dá)到天線的遠(yuǎn)場區(qū)。但在某個距離上，輻射場的角度分布與無窮遠(yuǎn)處的角度分布誤差在允許的范圍內(nèi)時，即把該點至無窮遠(yuǎn)的區(qū)域稱為天線遠(yuǎn)場區(qū)。</p><p><b>　　2．天線的方向性圖</b></p><p>　　天線的方向性圖是指該輻射區(qū)域中輻射場的角度分布，因而遠(yuǎn)場區(qū)是天線輻射區(qū)中最重要的一個。公認(rèn)的輻射近場區(qū)與遠(yuǎn)場區(qū)的分解距離尺為&

73、lt;/p><p><b>　　R=2D／r</b></p><p>　　式中，D為天線直徑；r為天線波長；D>>r。</p><p>　　對于天線而言，當(dāng)天線的最大尺寸L小于波長r時，天線周圍只存在無功近場區(qū)與輻射遠(yuǎn)場區(qū)，沒有輻射近場區(qū)。無功近場區(qū)的外界約為r/，超過這個距離輻射場就占主要優(yōu)勢，通常將滿足L／／1,<<1的

74、天線稱為小天線。</p><p>　　對標(biāo)簽和射頻識別系統(tǒng)而言，由于對標(biāo)簽尺寸的限制，以及讀寫器天線應(yīng)用時尺寸的限制，絕大多數(shù)情況下，采用L／A<<1或L／A<1的天線結(jié)構(gòu)模式，因而天線的無功近場區(qū)和輻射遠(yuǎn)場區(qū)的距離可以根據(jù)波長進(jìn)行估算。</p><p>　　對于給定的工作頻率，無功近場區(qū)的外界基本上由波長決定，輻射遠(yuǎn)場區(qū)的內(nèi)界應(yīng)滿足大于無功近場區(qū)外界的條件。當(dāng)天線尺寸(

75、D或L)與波長之比遠(yuǎn)大于波長時，其輻射近場的區(qū)域大致在無功近場區(qū)外界與輻射遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)界之間。</p><p>　　有關(guān)天線場區(qū)的劃分，一方面表示天線周圍場的分布特點，即輻射場中的能量以電磁波的形式向外傳播，無功近場區(qū)中的射頻能量以磁場、電場的形式相互轉(zhuǎn)換并不向外傳播；另一方面表示了天線周圍的場強(qiáng)分布情況，距離天線越近，場強(qiáng)越強(qiáng)。</p><p>　　2．1．2能量耦合和數(shù)據(jù)傳輸</p&

76、gt;<p>　　射頻識別系統(tǒng)中的射頻標(biāo)簽與讀寫器之間的作用距離是射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用中的一個重要問題，通常情況下這種作用距離定義為射頻標(biāo)簽與讀寫器之間能夠可靠交換數(shù)據(jù)的距離。射頻識別系統(tǒng)的作用距離是一項綜合指標(biāo)，與射頻標(biāo)簽和讀寫器的配合情況密切相關(guān)。 1．耦合類型</p><p>　　根據(jù)射頻識別系統(tǒng)作用距離遠(yuǎn)近情況，標(biāo)簽天線與讀寫器天線之間耦合可以分為三類：密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。&l

77、t;/p><p><b>　　(1)密耦合系統(tǒng)</b></p><p>　　又稱緊密耦合系統(tǒng)，是具有很小作用距離的射頻識別系統(tǒng)，其典型作用距離范圍為0～1cm。在實際應(yīng)用中，通常需要將射頻標(biāo)簽插入到讀寫器中，或者將其放置到讀寫器天線表面。密耦合系統(tǒng)是利用射頻標(biāo)簽與讀寫器天線的無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無接觸空間信息傳輸射頻通道進(jìn)行工作。密耦合系統(tǒng)的工作頻率

78、一般局限于30MHz以下頻率。</p><p>　　密耦合系統(tǒng)可以使用介于直流和30MHz交流之間的任意頻率進(jìn)行工作，且標(biāo)簽工作時不必發(fā)射電磁波。數(shù)據(jù)載體與讀寫器之問的緊密耦合能夠提供較大能量，甚至可供電流消耗較大的微處理器進(jìn)行工作。由于密耦合方式的電磁泄漏很小，耦合獲得的能量較大，因而適用于安全性要求較高、作用距離無要求的應(yīng)用系統(tǒng)，例如電子門鎖系統(tǒng)或帶有計數(shù)功能的非接觸IC卡系統(tǒng)。目前，密耦合標(biāo)簽只作為ID一1

79、格式的非接觸IC卡使用。</p><p><b>　　(2)遙耦合系統(tǒng)</b></p><p>　　遙耦合系統(tǒng)的典型作用距離可以達(dá)到1m。所有遙耦合系統(tǒng)在讀寫器與標(biāo)簽之間都是電感(磁)耦合，因此也將這些系統(tǒng)稱做電感無線電裝置。目前在用的射頻識別系統(tǒng)的90％，～95％都屬于電感(磁)耦合系統(tǒng)。</p><p>　　遙耦合系統(tǒng)的發(fā)電頻率通常使用13

80、5ki-{z以下的頻率，或使用6．75MHz、13．56M。Hz以及27．125MHz頻率。根據(jù)標(biāo)簽和讀寫器的距離來估算，通過電感耦合可傳輸?shù)哪芰渴呛苄〉?，以至往往只使用耗電很少的只讀數(shù)據(jù)載體。使用微處理器的高檔標(biāo)簽也屬于電感耦合系統(tǒng)。</p><p>　　遙耦合系統(tǒng)又可以分為近耦合系統(tǒng)(典型的作用距離為15cm)與疏耦合系統(tǒng)(典型的作用距離為lm)兩類，如圖2—2所示。近耦合系統(tǒng)利用射頻標(biāo)簽與讀寫器天線的無功近

81、場區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無接觸空間信息傳播射頻通道進(jìn)行工作。遙耦合系統(tǒng)的典型工作頻率為13．56MHz，也有一些其他頻率(如6．75MHz、2．75MHz等)。遙耦合系統(tǒng)目前是低成本射頻識別系統(tǒng)的主流。</p><p>　　圖 2—2遙耦合系統(tǒng)的分類</p><p><b>　　(3)遠(yuǎn)距離系統(tǒng)</b></p><p>　　遠(yuǎn)距離系

82、統(tǒng)的典型作用距離為1～10m，個別系統(tǒng)具有更遠(yuǎn)的作用距離。所有的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)均是利用標(biāo)簽與讀寫器天線輻射遠(yuǎn)場區(qū)之問的電磁耦合(電磁波的發(fā)射與反射)所構(gòu)成的無接觸空間信息傳輸通道進(jìn)行工作的。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的典型工作頻率為915M：Hz(這在歐洲是不允許的)、2．45 GHz和5．8GHz，此外，還有一些其他頻率，如433MHz等。</p><p>　　遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的射頻標(biāo)簽根據(jù)其中是否包含電池分為無源射頻標(biāo)簽(不含電池)和

83、有源射頻標(biāo)簽(內(nèi)含電池)。一般情況下，內(nèi)含電池的射頻標(biāo)簽的作用距離較無電池的射頻標(biāo)簽的作用距離要遠(yuǎn)。</p><p>　　為使微型芯片進(jìn)行工作，必須對標(biāo)簽供應(yīng)足夠的能量，光靠傳輸?shù)哪芰渴墙^對不夠的。因此，遠(yuǎn)距離系統(tǒng)(從表面波標(biāo)簽來看)具有一個輔助電池。這個輔助電池并不是為標(biāo)簽和讀寫器之問的數(shù)據(jù)傳輸提供能量，而只是為微型芯片提供能量，為讀寫存儲數(shù)據(jù)服務(wù)的。</p><p>　　為建立標(biāo)簽和讀

84、寫器之間的聯(lián)系，只能使用高頻能量，該能量由讀寫器接收。因此，可將反向散射方法作為由標(biāo)簽到讀寫器數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)方法。</p><p>　　遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實現(xiàn)射頻標(biāo)簽到讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般具有典型的方向性，射頻標(biāo)簽與讀寫器成本目前還處于較高的水平。從技術(shù)角度來說，滿足以下特點的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)是理想的射頻識別系統(tǒng)：射頻標(biāo)簽無源；射頻標(biāo)簽可無線讀寫；射頻標(biāo)簽與讀寫器支持多標(biāo)簽讀寫；

85、適用于高速移動物體的識別(物體移動速度大于80km／h)；遠(yuǎn)距離(讀寫距離5～10m)；低成本(可滿足一次性使用要求)?，F(xiàn)實的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般均只能滿足其中的幾項要求。</p><p><b>　　2．?dāng)?shù)據(jù)傳輸原理</b></p><p>　　射頻識別系統(tǒng)一般包括讀寫器、標(biāo)簽和天線等幾個部分，讀寫器和標(biāo)簽之間的通信通過電磁波來實現(xiàn)，按照通信距離可分為遠(yuǎn)場和近場。讀寫器和

86、標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)交換方式也相應(yīng)地稱為負(fù)載調(diào)制和反向散射調(diào)制。</p><p><b>　　(1)負(fù)載調(diào)制</b></p><p>　　近距離低頻射頻識別系統(tǒng)是通過準(zhǔn)靜態(tài)場的耦合來實現(xiàn)的。在這種情況下，讀寫器和標(biāo)簽之問數(shù)據(jù)交換方式類似于變壓器結(jié)構(gòu)，稱為負(fù)載調(diào)制。這種調(diào)制方式在125kHz和13．56MHz射頻識別系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>

87、<b>　　(2)反向散射調(diào)制</b></p><p>　　在典型的遠(yuǎn)場，如915MHz和2．4GHz射頻識別系統(tǒng)中，讀寫器和標(biāo)簽之間的距離為幾米，而載波波長僅有幾到幾十厘米。讀寫器和射頻標(biāo)簽之間的能量傳輸方式為反向散射調(diào)制。反向散射調(diào)制技術(shù)是指無源RFID射頻標(biāo)簽將數(shù)據(jù)發(fā)送回讀寫器所采用的通信方式。射頻標(biāo)簽返回數(shù)據(jù)方式是控制天線的阻抗，控制射頻標(biāo)簽天線阻抗的方式有多種，都是基于一種稱為“阻

88、抗開關(guān)”的方法。實際采用的幾種阻抗開關(guān)有變?nèi)荻O管、邏輯門、高速開關(guān)等，其原理如圖2—3所示。</p><p>　　圖2—3射頻標(biāo)簽阻抗控制方式</p><p>　　要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號是具有兩種電平的信號，通過一個簡單的混頻器(邏輯門)與中頻信號完成調(diào)制，調(diào)制結(jié)果連接到一個阻抗開關(guān)，由阻抗開關(guān)改變天線的反射系數(shù)，從而對載波信號完成調(diào)制。</p><p>　　這種數(shù)據(jù)調(diào)

89、制方式和普通的數(shù)據(jù)通信方式有較大的區(qū)別，在整個數(shù)據(jù)通信鏈路中，僅存在一個發(fā)射機(jī)，卻完成了雙向的數(shù)據(jù)通信。射頻標(biāo)簽根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)來控制天線開關(guān)，從而改變匹配程度。例如，要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“0”時，天線開關(guān)打開，標(biāo)簽天線處于失配狀態(tài)，輻射到標(biāo)簽的電磁能量大部分被反射回讀寫器；當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“l(fā)”時，天線開關(guān)關(guān)閉，標(biāo)簽天線處于匹配狀態(tài)，輻射到標(biāo)簽的電磁能量大部分被吸收，從而反射回的電磁能量相應(yīng)地減少。這樣從標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)就被調(diào)制到返回的電磁波

90、幅度上，有些類似于幅移鍵控(Amplitude Shift Keying，ASK)調(diào)制。</p><p>　　對于無源射頻標(biāo)簽來講，還涉及波束供電技術(shù)，無源射頻標(biāo)簽工作所需要的能量要直接從射頻電磁波束中獲取。與有源射頻識別系統(tǒng)相比，無源系統(tǒng)需要較大的發(fā)射功率，射頻電磁波在射頻標(biāo)簽上經(jīng)過射頻檢波、倍壓、穩(wěn)壓存儲電路處理，轉(zhuǎn)化為射頻標(biāo)簽工作所需要的工作電壓。</p><p>　　2．1．3反向

91、散射的能量傳遞</p><p>　　電磁波從天線向周圍空問發(fā)射，會遇到不同的目標(biāo)。到達(dá)目標(biāo)的電磁能量一部分被目標(biāo)吸收，另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個方向上去。反射能量的一部分最終返回發(fā)射天線。在雷達(dá)技術(shù)中，用這種反射測量目標(biāo)的距離和方位。</p><p>　　對射頻識別系統(tǒng)來說，可以采用反向散射‘調(diào)制的系統(tǒng)，利用電磁波反射完成從射頻書簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸。這主要是應(yīng)用在915MHz、2．4

92、5GHz或者更高頻率的系統(tǒng)中。</p><p>　　1．讀寫器到射頻標(biāo)簽的能量傳輸 </p><p>　　無源射頻識別系統(tǒng)標(biāo)簽通過電磁場供電，標(biāo)簽功耗越大，讀寫距離越短，性能越差。射頻標(biāo)簽?zāi)芊窆ぷ髦饕缮漕l標(biāo)簽的工作電壓來決定，這也限制了無源射頻識別系統(tǒng)的識別距離?，F(xiàn)代低功耗IC卡涉及技術(shù)能夠使標(biāo)簽本身的功耗逐步降低。目前，典型的低功耗射頻標(biāo)簽的工作電壓約為1．2v，標(biāo)簽本身的功耗已經(jīng)降低

93、至50gw，甚至5“w。這使得uHF(ultra High Frequency，特高頻)無源射頻標(biāo)簽的識別距離在無線電發(fā)射功率限制下，可以達(dá)到10m以上的識別距離。</p><p>　　2．射頻標(biāo)簽到讀寫器的能量傳輸</p><p>　　射頻標(biāo)簽返回的能量與其雷達(dá)散射截面(Radar CrOSS Section，RCS)盯成正比，它是目標(biāo)反射電磁波能力的側(cè)度指標(biāo)。散射截面取決于一系列的參數(shù)

94、，例如目標(biāo)的大小、形狀、材料、表面結(jié)構(gòu)、波長和極化方向等。</p><p><b>　　2．2RFID標(biāo)簽</b></p><p>　　射頻識別(REID)這項技術(shù)可以用來追蹤和管理幾乎所有物理對象。因此，越來越多零售商和制造商都在關(guān)心和支持這項技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。</p><p>　　RFID標(biāo)簽通常由三部分組成：讀出器、硅芯片以及相關(guān)的天線。

95、讀出器天線發(fā)射無線電信號給堡簽，RFID標(biāo)簽通過自己的專用天線接收此信號，利用它從信號得到的能量(有的RFID標(biāo)簽上裝有電源)啟動標(biāo)簽上的集成電路芯片工作。讀出器也是由天線、信號收發(fā)報機(jī)與譯碼器組成。一旦RFID標(biāo)簽上的芯片被激活啟動后，就會進(jìn)行需要的讀出、寫入藪據(jù)操作，讀出器可把通過天線得到的標(biāo)簽芯片中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過譯碼送往主計算機(jī)處理。 </p><p>　　天線是標(biāo)簽與讀出器收發(fā)報機(jī)之間的管道，通過天線來

96、控制系統(tǒng)信號的獲得與交換。天譬的形狀和大小有多種多樣，例如可以裝在門框上，接收從該門通過的人或物品的相關(guān)數(shù)據(jù)。還可安裝在適當(dāng)?shù)攸c監(jiān)控道路上的交通情況等。RFID標(biāo)簽可以做成動物跟蹤標(biāo)簽，嵌入在動物的皮膚下，直徑比鉛筆芯還小，長度只有0．5in(英寸，下同)；RFID標(biāo)答也可以做成卡的形狀，還有許多商店在售賣的商品上附有硬塑料RFID標(biāo)簽用于防盜。除此以外，5in×4inx2in的長方形RFID標(biāo)簽可用于跟蹤聯(lián)運(yùn)集裝箱或重型機(jī)器

97、、跟蹤卡車車輛等。讀出器可以是手持的，也可以是固定的，它發(fā)射出的無線電波在1in～lOOft(英尺)甚至可遠(yuǎn)的范圍內(nèi)都有效，這主要取決于其功率與所用的無線電頻率。</p><p>　　RFID標(biāo)簽的核心部分是發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(transponder)，它能夠接收并發(fā)送信號，一般被做成低功率的集成電路，與外部的電磁波或電磁感應(yīng)相互作用，產(chǎn)生RFID標(biāo)簽工作時所需的功率并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。</p><p&

98、gt;　　Transponder 包括制度存儲器（ROM）、隨機(jī)存儲器（RAM）與用于數(shù)據(jù)存儲的非易事失性可編程序存儲器（non-volatile- programmable memory）。其中非易失可編程序存儲器的數(shù)據(jù)存儲取決于裝置的類型與復(fù)雜性；基于ROM的存儲器用來寄存安全數(shù)據(jù)與transponder操作系統(tǒng)指令；基于RAM的存儲器被用于在transponder質(zhì)詢與相應(yīng)過程中暫時數(shù)據(jù)的存儲。</p><p&

99、gt;　　2．2．1RFID標(biāo)簽的分類</p><p>　　按照不同的方式，射頻卡有以下幾種分類。</p><p><b>　　(1)供電方式分類</b></p><p>　　按照供電方式分為有源卡和無源卡。有源是指卡內(nèi)喲電池提供電源，其作用距離較遠(yuǎn)，但壽命有點、體積較大、成本高，而且不合適在惡劣環(huán)境下工作；無源卡內(nèi)無電池，它利用波束供電技術(shù)將

100、接收到得射頻能量化為直流電源為卡內(nèi)電路供電，其作用機(jī)理相對有源卡短，但壽命長且對工作環(huán)境要求不高。</p><p>　　(2)按載波頻率分類</p><p>　　按載波頻率分為低頻射頻卡、中頻射頻卡和高頻射頻卡。低頻射頻卡主要有125kHz和134.2kHz兩種，中頻射頻卡頻率主要為13.56kHz，高頻射頻卡主要為433MHz、915MHz、2.45GHz</p><

101、p>　　、5.8GHz等。低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、校園卡、動物監(jiān)管、貨物跟蹤等。中頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)；高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合，其天線波束方向較窄且價格較高，應(yīng)用于火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中。</p><p>　　(3)按調(diào)制方式的不同分類 </p><p>　　按調(diào)制方式的不同可分為主動式式和

102、被動式。主動式射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器；被動式射頻卡使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫器的載波來 調(diào)制自己的信號，該類技術(shù)適合用在門禁或交通應(yīng)用中，因為讀寫器可以確保只激活一定 范圍之內(nèi)的射頻卡。在有障礙物的情況下，用調(diào)制散射方式，讀寫器的能量必須來去穿過障礙物兩次。而主動方式的射頻卡發(fā)現(xiàn)和的信號穿過障礙物一次，因此主動方式工作的射頻卡主要用于有障礙物的應(yīng)用中，距離更遠(yuǎn)(可達(dá)100m)。 </p&g

103、t;<p>　　(4)按作用距離分類</p><p>　　按作用距離可分為密耦合卡(作用距離小于1cm)、近耦合卡(作用距離小于15cm),疏耦合卡(作用距離約lm)和遠(yuǎn)距離卡(作用距離從1～10m,甚至更遠(yuǎn))。</p><p><b>　　(5)那芯片分類 </b></p><p>　　在RFID系統(tǒng)中，信號接收設(shè)備一般叫做讀寫

104、器(或讀卡器)。讀寫器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌凇?</p><p><b>　　(6)從結(jié)構(gòu)上分</b></p><p>　　RFID標(biāo)簽有3種，主動型、半主動型和被動型。被動型結(jié)構(gòu)最簡單，由天線和芯片組 成，其工作能量來自天線接收到的讀寫器發(fā)出的電磁波信寸，不需要集成電路電源，因而成本也最低。半主動式和主動式RFID標(biāo)簽則需要電源來獲得得更高的工

105、作頻率，或用已記錄傳感器數(shù)據(jù)的能量，這類標(biāo)簽功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成外=較高。</p><p><b>　　(7)從功能上分</b></p><p>　　RFID標(biāo)簽有可分為只讀式和讀寫式。只讀式RFlD標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息不能更改，但通</p><p>　　?？梢远啻巫x??；而讀寫式標(biāo)簽允許用戶根據(jù)需要更改已經(jīng)寫入標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。</p>

106、<p>　　2．2．2射頻標(biāo)簽與條形碼的區(qū)別</p><p>　　從概念上來說，兩者很相似，目的都是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體。主要的區(qū)別如下：有無寫入信息或更新內(nèi)存的能力，條形碼的內(nèi)存不能更改。射頻標(biāo)簽不像條形碼，它特有的辨識器不能被復(fù)制。標(biāo)簽的作用不僅僅局限于視野之內(nèi)，因為信息是由無線電波傳輸，而條形碼必須在視野之內(nèi)。由于條形碼成本較低，有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，己在全球散播，所以已經(jīng)被普遍接受，從總體來

107、看，射頻技術(shù)只被局限在有限的市場份額之內(nèi)。目前，多種條形碼控制模板已經(jīng)在使用之中，在獲取信息渠道方面，射頻也有不同的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　射頻技術(shù)與條形碼是兩種不同的技術(shù)，有不同的適用范圍，有時會有重疊。兩者之間最大的區(qū)別是條形碼是可視技術(shù)，掃描儀在人的指導(dǎo)下工作，只能接收它視野范圍內(nèi)的條形碼。相比之下，射頻識別不要求看見目標(biāo)。射頻標(biāo)簽只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。條形碼本身還具有其他缺點，如果標(biāo)簽

108、被劃破，污染或是脫落，掃描儀就無法辨識目標(biāo)。條形碼只能識別生產(chǎn)者和產(chǎn)品，并不能辨識具體的商品，貼在所有同一種產(chǎn)品包裝上的條形碼都一樣，無法辨識哪些產(chǎn)品先過期。</p><p>　　目前，在成本方面，由于組成部分不同，智能標(biāo)簽要比條形碼貴得多，條形碼的成本是條形碼紙張和油墨成本，而有內(nèi)存芯片的主動射頻標(biāo)簽價格在2美元以上，被動射頻標(biāo)簽的成本也在1美元以上。但是沒有內(nèi)置芯片的標(biāo)簽價格只有幾美分，它可以用于對數(shù)據(jù)信息要

109、求不那么高的情況，同時又具有條形碼不具備的防偽功能。</p><p>　　RFID標(biāo)簽用的導(dǎo)電油墨是由細(xì)微導(dǎo)電粒子或其他特殊材料(如導(dǎo)電的聚合物等)組成的，印刷到承印物上后，起到導(dǎo)線、天線和電阻的作用。這種油墨印刷在柔性或硬質(zhì)承印物上可制成印刷電路，用導(dǎo)電油墨印制的天線可接收RFID專用的無線電信號。如今，在高速印刷中使用導(dǎo)電油墨來制作RFID標(biāo)簽天線，優(yōu)勢突出。</p><p><

110、b>　　1．導(dǎo)電效果出色</b></p><p>　　眾所周知，智能標(biāo)簽是那些比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)簽功能更強(qiáng)大的新型標(biāo)簽，包括RFID標(biāo)簽、顯性／隱性防偽標(biāo)簽及具有指示產(chǎn)品狀態(tài)的傳感器標(biāo)簽。在RFID標(biāo)簽中，導(dǎo)電油墨可用于連接標(biāo)簽的各組成部分，充當(dāng)傳感器或天線的作用。</p><p><b>　　2．降低成本</b></p><p>

111、　　在RFID標(biāo)簽的推廣中，最大問題就是成本，每枚RFID標(biāo)簽的價格在0．3～O．6美元。對那些高檔產(chǎn)品而言，增加0．5美元能夠被廠商和消費(fèi)者接受，因為對他們而言，RFID標(biāo)簽是一種出色的識別跟蹤裝置，它所帶來的方便與效益更劃算。然而，對于中、低檔的日常消費(fèi)品，RFID標(biāo)簽就不易接受了，畢竟誰也無法接受一支因為使用RFID標(biāo)簽而漲了0．5美元的普通牙膏。</p><p>　　導(dǎo)電油墨從兩方面節(jié)約了RFII)標(biāo)簽的

112、成本。首先，從材料成本上，油墨要比沖壓或蝕刻金屬線圈的價格低；其次，從材料耗用量上說，沖壓或蝕刻要消耗大量金屬，而導(dǎo)電油墨印刷天線或電路速度高、成本低、效率高。過去，導(dǎo)電油墨只用絲網(wǎng)印刷，如今，己擴(kuò)展到膠印、柔性版印刷、凹印。富林特油墨公司與R．T．Circuits公司簽署了獨(dú)家授權(quán)，允許其在膠印中使用導(dǎo)電油墨。這個重要的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)了RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)和使用，特別是大型零售商，可以要求供貨商提供貼有RFID標(biāo)簽的商品。</p&