学术活动射频识别技术射频识别技术的现状及应用的现状及应用HOMERFID是什么？是什么？RFID：RFID是是Radio Frequency Identification 的缩的缩写，即射频识别，俗称写，即射频识别，俗称电子标签电子标签, 是利用无线射频信号是利用无线射频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作。识别和数据的读写操作。区别于其他的短距离无线通信技术在于区别于其他的短距离无线通信技术在于RFID的被动的被动工作模式，即利用反射能量进行通信。工作模式，即利用反射能量进行通信。HOMERFID是什么？是什么？ RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点，可广泛应用于诸如以及适应环境能力强等显著优点，可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域，理以及国防军事等领域，被公认为二十一世纪十大重被公认为二十一世纪十大重要技术之一。要技术之一。 二十一世纪十大重要技术包括：二十一世纪十大重要技术包括：iPhone，社交网站，社交网站，网格计算，外包，网格计算，外包，RFID ，虚拟技术，虚拟技术 ，博客，博客 ，绿色技，绿色技术术 ，VOIP ，网络视频。，网络视频。 HOME历史与发展历史与发展 RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间界大战期间 (上世纪上世纪40年代年代) 。 在第二次世界大战期间，英国为了识别返航的飞在第二次世界大战期间，英国为了识别返航的飞机，就在盟军的飞机上装备有高耗电量的主动式标签机，就在盟军的飞机上装备有高耗电量的主动式标签(Active Tag)，当控制塔上的探询器向返航的飞机发射，当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号后，飞机上的标签就会发出适当的响应，一个询问信号后，飞机上的标签就会发出适当的响应，探询器根据接收到的回传信号来识别敌我。这是有记探询器根据接收到的回传信号来识别敌我。这是有记录的第一个录的第一个RFID敌我识别系统敌我识别系统IFF(Identify: Friend or Foe) ，也是第一个，也是第一个RFID的第一次实际应用。的第一次实际应用。HOME1948年，年，Harry Stockman发表了题为发表了题为“利用反射利用反射功率进行通信功率进行通信”一文，一文， 奠定了奠定了RFID系统的理论基础。系统的理论基础。历史与发展历史与发展HOME利用三极管作为开关的已调反向散射电路利用三极管作为开关的已调反向散射电路历史与发展历史与发展HOME上世纪上世纪70年代末期，美国开始将年代末期，美国开始将RFID技术转向技术转向民用。民用。 RFID技术最先在商业上的应用是在牲畜身技术最先在商业上的应用是在牲畜身上。到了上。到了80年代，美国与欧洲的几家公司开始着手年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产生产RFID标签。标签。 今天，今天，RFID技术已经被广泛应用于各个领域，技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以见到从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，都可以见到RFID的踪迹。的踪迹。历史与发展历史与发展HOMERFID的组成的组成最简单的最简单的RFID系统：由标签（系统：由标签（Tag）、阅读器）、阅读器（Reader）及天线（）及天线（Antenna）组成，实际应用时需与）组成，实际应用时需与计算机及应用系统（数据管理系统）相结合。计算机及应用系统（数据管理系统）相结合。HOMERFID的工作流程的工作流程阅读器通过天线发送一定频率的射频信号阅读器通过天线发送一定频率的射频信号, 当标签进当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流入发射天线工作区域时产生感应电流, 标签被标签被“催醒催醒”; 同同时，时，标签获得能量将自身编码等信息通过内置发送天线发标签获得能量将自身编码等信息通过内置发送天线发送出去送出去; HOME无源标签获取能量的方法无源标签获取能量的方法RFID的工作流程的工作流程HOME利用三极管作为开关的已调反向散射电路利用三极管作为开关的已调反向散射电路RFID的工作流程的工作流程HOMERFID的工作流程的工作流程阅阅读器天线接收到从标签发送来的信号读器天线接收到从标签发送来的信号, 经天线调节经天线调节器传送到阅读器器传送到阅读器, 阅读器对接收的信号进行解调和解码然阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理后送到后台主系统进行相关处理 。后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针后台软件系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，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相应的动作。制执行相应的动作。HOMERFID的工作频率的工作频率(1)电子物电子物品监控品监控民用波民用波段电台段电台GSM:90GSM:900/18000/1800/1900M/1900MHZHZ频段频段802.11802.11b,11g:b,11g:2.4GHz2.4GHzHOME射频信号对物体的穿透能力射频信号对物体的穿透能力HOMERFID的工作频率的工作频率(2)HOME各国超高频系统各国超高频系统UHF的频率的频率各国超高频系统各国超高频系统UHF的频率的频率HOME 在我国，在我国，851960MHz的频段都已经被现有的应用所占用，涉及的频段都已经被现有的应用所占用，涉及的范围包括集群通信、的范围包括集群通信、GSM、CDMA等，这决定了我国很难像美等，这决定了我国很难像美国（第二区）那样开放出国（第二区）那样开放出26M的频宽给的频宽给RFID使用。使用。920 925MHz的频段在我国属于立体声广播传输的频段，的频段在我国属于立体声广播传输的频段，因此新的应用应该不因此新的应用应该不对原有的应用造成太大影响。对原有的应用造成太大影响。我国我国UHF 频段的频率使用状况频段的频率使用状况 HOME标签与阅读器的耦合方式标签与阅读器的耦合方式电感耦合方式电感耦合方式依据的依据的是电磁感应定律，通过空是电磁感应定律，通过空间高频交变磁场实现耦合。间高频交变磁场实现耦合。一般适合于中、低频工作一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。的近距离射频识别系统。典型的工作频率有典型的工作频率有:125KHz, 225KHz, 13.56MHz。识别作用距离。识别作用距离小于小于lm，典型作用距离为，典型作用距离为10-20cm。例如第二代身。例如第二代身份证就工作在此模式下。份证就工作在此模式下。HOME电磁耦合方式电磁耦合方式利用所利用所谓的雷达原理模型，发射谓的雷达原理模型，发射出去的电磁波碰到目标电出去的电磁波碰到目标电子标签后反射，同时携带子标签后反射，同时携带回目标信息，依据的是电回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。一磁波的空间传播规律。一般适合于高频、微波工作般适合于高频、微波工作的远距离系统。作用距离的远距离系统。作用距离大于大于lm，典型的作用距离，典型的作用距离为为3-l0m。典型的工作频率。典型的工作频率有有:433MHz,915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz。标签与阅读器的耦合方式标签与阅读器的耦合方式HOMERFID与其他系统的比较与其他系统的比较HOME各种卡片各种卡片条码卡条码卡磁卡磁卡接触式接触式IC卡卡RFID卡卡HOME RFID不仅仅是改进的条码不仅仅是改进的条码 (1)非接触式，中远距离工作非接触式，中远距离工作 (2)大批量、由读写器快速自动读取大批量、由读写器快速自动读取 (3)信息量大、可以细分单品信息量大、可以细分单品 (4)芯片存储，可多次读取芯片存储，可多次读取 (5)可以与其他各种传感器共同使用可以与其他各种传感器共同使用RFID的技术特点的技术特点HOME阅读器阅读器HOME阅读器阅读器阅读器是阅读器是RFID系统中最重要的基础设施系统中最重要的基础设施 ：UHF频频段的段的RFID阅读器可分为阅读器可分为射频电路射频电路和和基带电路基带电路两部分。两部分。射频电路部分用于完成高频调制信号的调制解射频电路部分用于完成高频调制信号的调制解调、发射接收。调、发射接收。基带电路部分主要实现编解码、帧成形等功能，基带电路部分主要实现编解码、帧成形等功能，同时完成同时完成UHF RFID读写器与外部设备或者读写器与外部设备或者Host主机主机之间的通信接口的任务。之间的通信接口的任务。HOME阅读器天线阅读器天线HOME电子标签是电子标签是RFID主要核心部件，也称射频卡，主要核心部件，也称射频卡，用于存储物体的识别信息。内部包含一个电子芯片用于存储物体的识别信息。内部包含一个电子芯片和一个微型天线。每个芯片都含有唯一的识别码，和一个微型天线。每个芯片都含有唯一的识别码，在实际的应用中，射频标签粘贴在待识别物体的表在实际的应用中，射频标签粘贴在待识别物体的表面。面。电子标签电子标签HOME电子标签原理图电子标签原理图HOME按按供电方式供电方式分分 :有源有源 (Active) 标签和无源标签和无源 (Passive)标签标签按按工作频率工作频率分分:低频低频(LF)标签、高频标签、高频(HF)标签、超高频标签、超高频(UHF)标签和微波标签和微波(MW)标签标签按按通信方式通信方式分分:主动式标签主动式标签(TTF)和被动式标签和被动式标签(RTF)。按按标签读写标签读写分分:只读只读(R/O)标签、读写标签、读写(R/W)标签和标签和CPU标签。标签。RFID标签的分类标签的分类HOMERFID的行业应用的行业应用HOME应用与案例研究应用与案例研究交通管理交通管理HOME现状：现状：n套牌：交通违章，侵害合法车主权益；套牌：交通违章，侵害合法车主权益；n车辆盗抢：每年近车辆盗抢：每年近10万辆汽车被盗；万辆汽车被盗；n交通的通行限行管理；交通的通行限行管理；n高速公路的收费；高速公路的收费；n公交优先；公交优先；n车辆通行信息的精准记录。车辆通行信息的精准记录。交通管理交通管理HOMEn车辆挡风玻璃上安装车载通行支付车辆挡风玻璃上安装车载通行支付RFID电子标签。电子标签。n电子标签与收费站电子标签与收费站ETC车道上的微波天线之间的通过微车道上的微波天线之间的通过微波短程通信。波短程通信。n利用计算机联网与银行系统进行后台结算处理利用计算机联网与银行系统进行后台结算处理高速公路高速公路ETC 系统系统HOMEETC不停车收费系统不停车收费系统HOMEn高速公路高速公路全国联网全国联网电子不停车收费电子不停车收费n高速公路高速公路路径识别路径识别随着高速公路路网建设的逐步完成，主要出现下面两个随着高速公路路网建设的逐步完成，主要出现下面两个问题急需解决：问题急需解决：l路径识别及通行费精确拆分问题路径识别及通行费精确拆分问题l通行效率问题通行效率问题未来重点解决的问题未来重点解决的问题HOME路径识别及通行费拆分问题路径识别及通行费拆分问题HOME路径识别及通行费拆分问题路径识别及通行费拆分问题HOME路径识别应用框架路径识别应用框架HOMERF-SIM的应用案例的应用案例HOMERF-SIM的应用案例的应用案例HOMERF-SIM的应用案例的应用案例HOMERF-SIM的应用案例的应用案例HOMERF-SIM的国内应用案例的国内应用案例HOMEGoogle钱包钱包功能：不仅取代银行卡的无线支付功能，还能收到商场功能：不仅取代银行卡的无线支付功能，还能收到商场广告，收到推销邮件，存储优惠券，通过广告，收到推销邮件，存储优惠券，通过 Google Checkout 等方式完成交易。对商家而言，等方式完成交易。对商家而言，Goolge NFC 支付系统提供了无缝营销广告的机会：通过特殊产品吸支付系统提供了无缝营销广告的机会：通过特殊产品吸引顾客，然后提供一个从促销到电子优惠券的流畅交易引顾客，然后提供一个从促销到电子优惠券的流畅交易过程，然后完成购买和支付。过程，然后完成购买和支付。 HOME地铁电子车票地铁电子车票手机付费直接将芯片手机付费直接将芯片装在手机内的方式，装在手机内的方式，手机可以和储值票一手机可以和储值票一样使用，用手机即可样使用，用手机即可直接过直接过AGMAGM，可以购单，可以购单程票，可以通过移动程票，可以通过移动支付帐户充值；支付帐户充值；HOME目前，日本目前，日本NTTNTT的的DoCoMoDoCoMo已推出已推出这种手机，手机付费在轨道交通这种手机，手机付费在轨道交通的应用即将进入实施阶段；韩国的应用即将进入实施阶段；韩国的移动通信运营商也打算将的移动通信运营商也打算将“汉汉城通城通”T-MoneyT-Money应用放到手机上，应用放到手机上，一方面作为用户身份识别，另一一方面作为用户身份识别，另一方面是要用于无线移动支付。国方面是要用于无线移动支付。国内广州和重庆已经开始试点。内广州和重庆已经开始试点。地铁电子车票地铁电子车票HOMERFID的发展瓶颈的发展瓶颈隐私权问题隐私权问题 : 道高一尺，魔高一丈道高一尺，魔高一丈失业问题失业问题 : 流程自流程自动动化，人力化，人力缩减缩减技术技术的突破的突破 : 读取无法读取无法百分百百分百成本的降低成本的降低 : 尚未大量使用，尚未大量使用，制造制造成本高成本高。目前，。目前，仅一个仅一个RFID电子标签的价格，从几毛到几十块不电子标签的价格，从几毛到几十块不等，是条形码价格的几十、上百倍。成本差距，严等，是条形码价格的几十、上百倍。成本差距，严重阻碍了重阻碍了RFID技术的普及。技术的普及。 国际标准国际标准的制定的制定与与推行推行 :不同不同制造制造商所商所开发开发的的Tag的的通信协议通信协议，适用于适用于不同的不同的频率频率，且封包格式不，且封包格式不同同。HOMERFID未来应用前景未来应用前景轨道交通领域轨道交通领域1.客流信息采集客流信息采集（是否借鉴（是否借鉴ETC系统，采集上下车人数）系统，采集上下车人数）2.乘客定位及出行路径识别乘客定位及出行路径识别HOME谢谢！