RFID无线射频技术（共9篇）
RFID无线射频技术 篇1
1 RFID技术概述
射频识别(Radio Frequency Identification,以下简称RFID)亦称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术。RFID技术越来越受到人们的重视,在我国,RFID技术在工厂生产、铁路运营、仓储物流、贵重品贸易、身份识别等领域得到长足发展,已经有相当成熟的应用。[4]
RFID技术的技术原理是利用感应识别特定的电子标签(RFID Tags)发出的无线电波特定频段的能量,或由电子标签主动发送某一频率的信号,进行非接触式双向通信,完成目标识别和数据交换目的的自动识别技术,而不需要识别系统(一般是RFID阅读器)与电子标签之间建立机械或光学接触。[5]RFID技术可应用的领域十分广泛,可以说,在物联网的概念中,RFID技术被看作是继互联网和移动通信两大技术之后的第三大技术。
RFID系统组成包括硬件和软件。其中硬件主要包括电子标签、阅读器(Reader)、计算机、网络设备;软件主要包括应用软件、嵌入式软件(又称中间件)、数据库系统。
2 RFID和其他识别技术的比较
RFID技术和条形码等其他识别技术相比,有以下几个特点:远距离读写,存储量大,可重复使用。使用寿命长。可以同时识别多个标签。形状不受限制。耐环境变化,保养方便。数据安全。
3 RFID应用时的制约因素
RFID技术目前尚在托盘标签而未达到单品标签的阶段,原因之一就是成本。第二个制约因素是安全问题。第三个问题在于标准和频段的不统一。
总而言之,由于受到技术水平和标准问题的限制,RFID技术目前尚在部分行业得以应用,未能建立完整的产业链,而在超级市场等零售业界,更只是在实施试点项目,未能形成普遍的气候。
4 RFID系统优势
RFID标签全面取代条形码后,能带来更多的便利、快捷、创新和利润。首先是能大大减少人工计费的失误,将现有的计费系统耗时减少1/2到2/3,减少商品非预期性损失等,能给顾客和零售商均带来极大的便利。
5 现有条形码系统存在的问题
1)条码条形码是"可视技术",扫描器必须人为操作,只能接收它视野范围内的条码条形码。
2)条形码的数据不能更改。
3)条形码对完整性有较高要求。
4)条形码只能识别生产者和产品,并不能辨认具体的商品,
5)条形码虽然只存储了少量数据,但这些数据却是未经过编码的,识别码是全球通用,因此数据保密性和安全性还是有一些欠缺。
而以上这种种问题,使用基于无线射频识别(RFID)的超市购物自动计费系统则可以一一解决。
6 RFID技术的实现
说明:1是RFID阅读器,2是信号屏蔽网,3是购物车,4是电脑控制闸门,5是收银机系统。
根据前文所述可以通过设计RFID通道、阅读器勘误(中间层)和自动计费系统来实现。
1)RFID通道
RFID阅读器通道,简称RFID通道。它将阅读器固定在收银台附近的三个位置,从不同的位置对购物车进行计费。其设计如图1所示。
2)阅读器勘误(中间层)
每个通道架设三台阅读器,分设左右两边,而位置亦是高中低三个位置,便于从不同角度来获取RFID标签的信号。通过一个控制器使用TDMA技术,控制三个阅读器分时读取购物车上的RFID标签发出的经过编码的信息,一方面实现三个阅读器在不同时间接收信号,以保证阅读器不会互相干扰,另一方面实现防碰撞功能,即每个阅读器可在短时间内的不同时刻读取不同RFID标签上的信息,使所以在范围内的商品RFID标签在通过通道的时候全被读取。
3)自动计费系统
自动计费系统连接物联网和超市内部的数据库,待系统根据清单上各种商品的代码连接数据库建立帐单视图并显示到显示屏中后,顾客可在显示器屏幕上见到清单,并可选择是将信用卡(银联卡)插入卡槽,还是在现金放置口中放入现金,进行付费。付费完成后系统将控制通道末端的闸门开放,顾客可将购物车推离通道,系统将自动修改库存相关信息。
7 RFID技术的应用
进入21世纪后更是因为其定位追踪及数据交互方面的优势,RFID技术越来越受到人们的重视,在我国,RFID已经在生产及包装业、产品仓储中、配送中心、门禁管理中、产品防伪中、制造业中、生产物流实验系统等广泛应用,相信在不久的将来RFID技术的应用会越来越广泛。
RFID无线射频技术 篇2
一、目前医药行业物流所存在的问题
医药行业是高科技行业，药品制造企业要完全按照国家的GMP标准进行生产，而药品流通企业则要按照国家的GSP进行存储和配送。在整个系统中存在着许多重大问题，这些问题阐述如下：
1、在生产过程中，原辅材料不能及时到位，极大地影响了生产效率;
2、因人工操作，在整个存储和配送过程中的差错率达到3%以上，不但增加了物流成本，还影响了企业的信誉，给客户的销售造成许多困难;
3、有一些不法厂商，利用各种机会制造假药，而国家食品药品监管局(SFDA)却没有手段对其进行及时查处，使得假药泛滥，严重影响人民的身心健康;
4、为了获取不正当利益，各销售组织及其人员进行异地串货，获得大额的销售佣金，极大地损害了其它人员的利益，并且打击了后者的工作积极性，破坏了市场的正常运转，加速企业的衰亡速度。
为了解决这些问题，各药品制造企业和流通企业都想尽了各种办法，还是无法解决这些问题。美国的国家食品药品监管局(FDA)应用射频识别技术，就较好地解决了这些问题。射频识别技术对药品生产和流通的每一个环节都可以做到实时监控，差错率几乎为零，有效控制假药的生产与销售，一旦发现，立即进行查处。
二、RFID的简介
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。对ERP(企业资源规划)和SCM(供应链管理)系统来说，RFID是一种革命性的突破。它的精确化管理将触角伸到了企业经营活动的每一个环节，使生产、存储、运输、分销、零售等各方面管理都将变得过去无法想象的便利。过去的物料编号无法实现对单一部件的跟踪，而今天，物料的精确化管理却将触角伸到了每一个环节的每一个部件，无论是质量控制、自动化管理、产品的生命周期管理都将变得非常有效而且便利，例如，对产品次品率的分析可以将次品来源定位在某一点，而仓库中的某一个产品也不会因为同一类产品的数量过多而被单独过久放置。
相对于一维条码和二维条码来说，RFID的优点在于，(1)用电波在离开的位置处(最大5米左右)可以取得信息;(2)在电波能够达到的范围内哪怕有障碍物也能进行识别;(3)一次可以识别数个标签(搭载有抗冲突机能的情况);(4)可以改写标签里的信息;(5)标签的内存容量很大(最大可达几万位数);(6)对于抗污染和损伤能力较强;(7)可以采用密码化等高水平技术来保护信息。
在物流界，RFID的电子标签使得管理效率大为提高，成本大为降低。RFID所开拓的新世界，绝不仅仅在于用电子标签使物流、零售变得方便，RFID为把我们的现实世界和虚幻世界连结起来提供了一个崭新的界面。
1)RFID带动零售业革命
随着无线射频识别技术RFID的出现，现有商品条形码的地位受到了挑战，零售业供应链管理面临新的革命，
根据科尔尼国际管理咨询公司(A.T. Kearney)的计算，从数据上衡量，零售商采用RFID后的利益来源于三个方面：降低库存水平约5%;每年减少店内和仓库人工成本约7.5%;提高周转，减少缺货，在每年每10亿美元的销售额中，增加周转额70万美元。
2)RFID带动物流供应链革命
由于RFID标签的存储容量是2的96次方以上，所以物流行业第一次发现他们可以将世界上所有的商品每一个都以惟一的代码表示。以往使用条形码，由于长度的限制，物流行业只能给每一类产品定义一个类码，就是说，一批牛奶，不管保质期是哪一天，他们在商场的代码都是一样的，商场无法通过代码判断每一件产品的准确库存周期。RFID彻底抛弃了这种限制，现在所有的产品都可以享受独一无二的识别。
在供应链管理上，无论哪个环节应用RFID都可以提供更高的技术支持，获得更佳的管理效果。有专家认为，要想提高物流供应链管理的效益，就必须使供应链上的成员及时获得其它成员和各业务环节上的运行信息，而信息的共享不足就会发生供应链的断裂和效率低下。先进的射频技术信息可以加强这些环节的自动化程度。这样便可提高业务运行的自动化程度，大幅降低差错率，提高供应链的透明度和管理效率。
高效的供应链和物流管理体系就是它的核心竞争能力。充分利用现代信息技术打造的供应链与物流管理体系，不仅可为天士力制药获得了成本上的优势，而且加深了它对顾客需求信息的了解、提高了它的市场反应速度，从而为其赢得了宝贵的竞争优势。
三、RFID在医药物流行业的具体应用价值，主要体现在以下几个环节：
1、生产环节。在药品生产制造环节应用RFID技术，可以完成自动化生产线运作，实现在整个生产线上对原材料、半成品和产成品的识别与跟踪，减少人工识别成本和出错率，提高效率和效益。特别是在采用JIT(Just-in-Time)准时制生产方式的流水线上，原材料与零部件必须准时送达到工位上。采用了RFID技术之后，就能通过识别电子标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和半成品。RFID技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息，实现流水线均衡、稳步生产，同时也加强了对质量的控制与追踪。
2、存储环节。在药品仓库里，射频技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。在整个药品仓库管理中，将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，如指定堆放区域、上架取货与补货等。RFID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫瞄条码，更加快速准确，并且减少了损耗。
3、运输环节。在途运输的货物和车辆贴上RFID标签，运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置，接收装置收到RFID标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。
4、配送/分销环节。在配送环节，采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对以检测出可能的错误，然后将RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。
RFID无线射频技术 篇3
近年来，随着经济社会发展和科学技术的突飞猛进以及各级各类财政对高校的投入大幅度增加，RFID技术在高校得到了广泛的应用，并深刻地影响了高校的管理与服务模式。图书档案管理部门是高校重要的管理与服务部门。特别是近十几年来的大规模扩招，致使高校图书档案管理的容量和服务规模明显地加大，RFID技术自然地改变了图书档案管理的传统模式。但是，任何新型技术的成功应用和最终功效取决于应用者本身的专业素质、配套的管理措施，以及所涉及人员服务理念的相应转换，同时还得考虑该技术的应用成本问题。进一步地，当今社会已经进入了“互联网+”时代，如何让RFID技术在高校图书档案管理的应用中插上“互联网+”的翅膀，更好地服务于社会、服务于政府各部门，以及越来越庞大的师生群体，更是值得我们去研究和探讨的问题。
本文基于RFID系统的技术优势，同时不回避技术应用成本和相应服务理念转换等问题，结合该技术在我校的应用现状，围绕“互联网+”时代RFID技术在高校图书档案管理中的应用问题展开研究与讨论。
1 RFID技术在图书档案管理工作中的技术优势与普遍存在的问题
总的来说，RFID技术在高校图书档案管理方面的应用呈现为技术优势与问题并存的现状。从技术层面看，如前所述，由于RFID技术通过无线电波传递信号，不需要任何的机械接触即可从不同方位获取数据信息，具有明显的操作简单、方便快捷、读取精准等优势。这样的优势在应对庞大的图书借阅群体和大批量的图书档案资料信息获取等方面，是之前任何技术手段所不具备的；其不但提高了馆藏图书档案的清点、排架和归位速度和工作效率，优化了操作规程，进而提升了图书借阅和档案查阅者的满意度，也极大地降低了工作人员的劳动强度。
RFID技术的另外一个优势源于该技术本身所具有的物理特性。RFID标签具有优于普通标签的抗化学腐蚀性能，同时其中储存的数据信息可根据实际情况的变动而适时做相应的改动。另外，由于无线电信号具有穿透纸质、木质等非透明介质材料的特性，因此可通过RFID系统实现对目标体数据信息的隔空交流与传递。这些技术上的固有优势都是之前传统标签所无从比拟的。
当然，我们也不回避而应正视RFID技术在高校图书档案部门大规模应用面临的种种问题。首先是购置RFID系统软、硬件所需的大笔资金问题。购置一套RFID系统需要一笔不菲的开支。目前，一套适用于图书档案馆的RFID电子标签系统采购价位基本上在3 万元人民币左右，而且目标体量越大，电子标签成本的投入比重越大。事实上，一个普通规模的大学图书馆需要使用的RFID标签在30万～40万个，需配置的RFID自助借还设备、馆员工作站和各种阅读器在5～7台套，还得配置多台（套）安全门禁系统和信号发射及其他检测设备，之后的运行维护和管理也是一笔不菲的开支。此外，由于在新的系统启用之前，需要对原先的所有图书资料和档案进行一次性RFID 标识。这样的工作不仅繁琐，而且量大、复杂。对于一个馆藏图书资料动辄数十万，甚至上百万数量级的高校来说，这些工作需要投入的人力成本也是非常巨大的。还有软环境问题，包括增强从业人员的技术基础和相关知识的储备，适当充实RFID系统专业人员队伍，以及对从业人员进行先期的技术培训，等等。软环境方面的另外一个问题就是着力改变从业人员的思想观念，让他们从传统模式中走出来，以勇于创新的理念应对新技术带来的挑战，尽快适应新的操作规程和运行环境。
RFID技术在高校图书档案部门大规模应用需要面对的第二个问题就是系统的安全运行问题，包括资料的防盗问题和信息安全问题，既涉及技术层面，也与管理中存在的漏洞相关。在技术层面，由于与传统的磁条防盗体系比较，RFID 标签的宏观尺寸相对较大，导致其隐蔽性较差，因而极易被发现并被损坏掉。这样的情形一旦发生，RFID系统的防盗功能将不复存在。而信息安全问题与技术层面的相关性则体现在RFID本身所存在的安全漏洞，包括标签和读写器内部存在的缺陷和数字通信信息传输路径上的风险。在管理层面，主要是RFID 技术标准的制定严重滞后所导致的，比如目前，在国家层面上并无统一的RFID 阅读器技术标准和严格的电子标签生产的技术标准，导致使用的无线信号频点的无序占用和标签宏观尺寸和信息容量参差不齐。这些问题的存在非常不利于将来的RFID系统维护与更新，也严重地影响着信息数据在不同部门之间的交流与使用。很显然，在国家层面制定出完善的与RFID 系统相关的生产、开发的技术标准和应用规范已经迫在眉睫。
2 RFID技术在国内高校的应用现状
国内第一家拥有RFID系统的是诞生于十多年前的集美大学诚毅学院，该学院在图书馆的综合书库配置了包括方便读者还书的自助式还书系统、快捷的馆藏资料查询系统和功能齐全的馆员服务系统。该系统的投入运行大幅度地简化了图书档案借阅流程，提高了借阅工作效率，仅需5秒钟，就可以完成一次借还书的行为。这样快捷而又新颖的借还方式让当时的学院广大师生体验到了前所未有的新鲜感。在随后的几年时间里，国内多所高校的图书馆启用了RFID系统。2008年，香港大学和香港城市大学图书馆分别启用了高频RFID和超高频RFID系统；同年，北京石油化工大学通过引入包括7个子系统的RFID智能图书档案管理系统实现了信息资源数据共享，并且因此而大幅提升了图书档案管理的技术水平和工作效率。2009年，作为我国西北首家运行RFID系统的高校图书馆，西安理工大学解决了传统的校园一卡通和借书证的兼容问题，极大地优化了校园的管理、简化了图书资料的借阅流程。该系统的运行，既从根本上解决了排长队借还书的现象，也为广大师生提供了良好的学习环境；也在很大程度上减轻了图书档案相关工作人员的劳动强度。北京理工大学自从2010年启用RFID图书馆管理系统后，约86%的借书和63%的还书都是通过该系统操作完成的。
3 RFID系统在我校图书馆的应用情况调查
一项对我校图书馆RFID智能馆藏系统应用情况的调查表明，分别有超过85%和81%的读者倾向于使用RFID系统借还图书和使用24小时自助图书借还设备；23%的读者和67%的馆员工作人员认为应用RFID系统以后，读者与工作人员之间的关系得到了明显改善；超过75%的馆员感受到了RFID系统运行后确实极大地减轻了书刊杂志的清查盘点的工作强度，从而有更多的时间和更充足的精力投入到提升专业素质和业务水平之中。72%的读者和所有读者和图书馆工作人员认为新系统投入使用极大地简化了图书借还流程，使得查询书刊变得更加方便。问卷调查结果还表明，分别有17%、26%和57%的读者是通过咨询相关工作人员、新生入学后的图书馆举行的入馆教育，以及通过其他自学途径了解了RFID设备的使用；分别有9%、22%和31%的图书馆工作人员最关注的是RFID设备应用的可靠性、技术的先进性，以及技术的安全性。
从总体上看，我校图书馆自从RFID系统运行以来，读者借阅量得到了明显的提升。虽然还存在新的运行系统配套措施和相关支撑体系有待进一步完善，以及基础设施和政策法规建设有待进一步加强等诸多问题。从中、长期发展目标来看，图书馆RFID系统建设应该注重如下四个方面：（1）从广大师生读者和相关工作人员反馈的意见中，提炼出有益于图书档案管理工作取得长足进展的信息；（2）争取到学校对图书档案工作的关注和重视，从而争取到对RFID系统后续升级建设资金的投入；（3）早日出台与RFID系统相关技术标准，与兄弟馆之间建立起馆际资源共享常态化机制；（4）建立起RFID系统使用知识培训常态化机制，一方面可以提升相关工作人员的业务水平，另一方面可使新生尽快适应RFID系统的应用规范和操作规程。
4 RFID技术与互联网+的无缝对接
我们每天都能接触到的电子商务、在线旅游、影视、房产等，以及规模庞大的互联网金融，都是“互联网+”催生的新业态。从字面理解，“互联网+”代表的是“互联网+各个传统行业”的意思。然而，这并不意味着“互联网+”就是简单的两者相加，而是“神通广大”互联网平台与传统行业的深度融合。在此新的形势下，如何实现RFID技术与“互联网+”的无缝对接，使高校图书/档案管理同时插上“RFID技术”与“互联网+”的双翅，达到“互联网+”与“RFID技术”在图书/档案管理工作中的深度融合，也是需要我们深刻考虑的重要课题。
在高校图书/档案管理工作中，借助互联网平台实现图书/档案资料的无线互传，不但会极大地简化信息资源共享的流程，更会节省大量的人力、物力和财力，减轻工作人员的劳动强度，并在更大程度上提高图书馆读者和相关管理部门工作人员的满意度，从而达到提升服务层次和水平，促进图书/档案管理工作的良性发展之目的。
*本文系河南省科技厅软科学项目“中国传统文化中的生态伦理思想及其当代价值”阶段性成果，项目号：162400410105；河南省科技厅软科学项目“河南省社会工作发展现状与对策研究”阶段性成果，项目号：142400410360。
作者单位：华北水利水电大学图书馆
RFID无线射频技术 篇4
1 目前消防装备库存管理中存在的突出问题
消防装备管理, 传统的管理方式一般依赖于非自动化、以纸质文件为基础的系统来记录、追踪, 记录的数据包括设备的采购时间、使用寿命、主要性能参数、更新、维护时间、报废折旧率及使用人等。但是, 随着部队车辆装备数量的增加, 极大地加重了管理人员的负担。部队人员流动性大, 若先后有多个管理人员进行管理, 就容易造成数据更新不及时, 出错率高等问题。所以, 仅仅依赖人工的管理方式已无法满足目前消防装备管理要求。为了保证库存消防装备的正常使用, 目前的消防装备管理系统一般也都会制定装备检查内容及流程, 需要有专门人员定时、定点去检查装备库存状况。但由于缺乏有效的监督措施, 检查工作的认真与否往往仅凭装备库管人员的自觉性, 这样给库管人员的评价、考核带来相当的难度。另外, 纸质的标签很容易掉落, 在狭小空间内也很难辨认, 使用非常不方便。
2 无线射频识别技术概述
无线射频识别技术, 英文简称RFID, 全称RadioFrequencyI-dentification。是一种集编码、载体、识别与通信等多种技术于一体的综合自动识别技术。主要目标是实现信息系统的自动化采集, 保证被识别物品的信息化管理。典型的RFID系统由RFID读写器和RFID标签组成。RFID不局限于视线, 识别距离比光学系统更远, 射频识别卡具有读写能力, 可携带大量数据、难以伪造并且具有智能。无线射频识别技术早期由于技术、成本、标准等诸多因素, 并没有引起人们的关注。直到EPC (ElectronicProductCode.产品电子代码) 系统概念的提出, 形成全球化无线射频识别技术应用大系统的诱人前景才引发了全球RFID热。
3 无线射频识别技术应用
RFID (射频识别) 技术, 是利用射频信号和空间耦合 (电感或电磁藕合) 或雷达反射的传输特性, 以非接触双向通讯方式实现对被识别物体的自动识别。
3.1 RFID系统的主要构成
RFID系统主要由电子标签、中间件、读写器、数据库服务器和其他辅助信息系统等组成。电子标签是一种非接触式的自动识别技术, 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据, 可识别高速运动物体, 并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。所有相关的数据都直接储存在标签内。依据电子标签供电方式的不同, 电子标签分为无源标签、有源标签和半有源标签。其中无源标签又称被动标签, 自身不需要电源供电, 是通过读写器发送的射频信号供电, 使用寿命一般可以达到10年以上, 体积小, 成本低;有源标签与半有源标签均需要自身电源供电, 使用寿命一般为2至4年。读写器在RFID系统中主要是与电子标签进行双向通信, 同时接受来自主机系统的控制指令。读写器可以是单独的整体, 也可以作为部件的形式嵌入到其他系统中去。它可以单独具有读写、显示、数据处理等功能, 也可以与计算机或其他系统进行联合, 完成对射频标签的操作。
3.2 RFID系统的工作原理
当标签进入磁场后, 如果接收到读写器发出的特殊射频信号, 就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (即无源标签) , 或者主动发送某一频率的信号 (即有源标签) , 读写器无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据, 从而达到自动识别物体的目的。读写器通过天线发送出一定频率的射频信号, 当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量, 发送出自身编码等信息, 被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份, 并针对不同的需要做出相应的处理, 最终发出指令信号控制读写器完成不同的读写操作。
3.3 采用RFID技术的系统设计
消防装备管理系统采用三层设计思路第一层为标签协议层, 第二层为检查管理层, 第三层为监督管理层。第一层主要作用为定义不同消防装备标签的自带数据, 第二层主要作用为日常工作管理及功能检查、标签的功能查询, 第三层主要作用为监督日常工作的情况与进度, 及时发现隐患。
系统主要由现场的RFID电子标签、标签关联系统、手持机巡检系统、监督管理系统和后台数据库服务器五个部分组成。其中:电子标签, 它用于存储的消防装备的详细数据信息和历史核查信息;标签关联, 它用于实现电子标签与消防装备的关联, 制作唯一标志, 可与数据库相连;手持机巡检, 它用于对消防装备上RFID电子标签进行检测和核查处理, 数据记录信息存储在手持机中, 数据核查结束后同步将现场数据传输到后台服务器端管理系统, 以完成数据的上传和下载;手持机督检, 它用于对日常管理、巡检的信息进行调阅, 以评价日常管理人员工作情况;数据库服务器, 它用于手持机巡检、督检、用户管理、系统管理、版本信息、存储消防装备的基本数据和参数信息, RFID电子标签信息的查询、统计以及用户管理、帮助信息等
4 解决方案
首先通过发卡软件, 在消防车辆、器材装备及人员防护服装上都预先设置好详细的电子标签信息, 其中可以包含内部编号、上次检查时间、使用寿命、存储位置、设备情况信息、状态描述等数据。并且可通过数据库, 储存下所记录的数据, 并加以对应, 方便随时查询调阅。日常检查人员通过登录手持式RFID读写器, 在权限范围内读取、修改标签信息。只要在读取器覆盖范围之内的所有物品, 包括每一辆车, 每一台装备, 每个战斗员, 都可以快速地读取到, 在屏幕或手持终端上及时地显示出来, 对于标签所在人员、车辆、装备情况一目了然。因为使用非接触式技术, 在器材库大型货架上、整箱整套的设备, 只要安装了电子标签, 也可迅速地读取出来。这样, 可以及时发现有无设备的缺失等情况, 并且通过读取器, 对于难以目视的角落也能清楚地了解标签所含数据信息, 轻松了解所有物品的使用情况。装备监督管理人员同样可以使用手持式RFID读写器, 附带更高的权限, 可以读取库管人员无法更改的数据信息。拓扑图如下:
5 结语
浅析RFID射频识别技术 篇5
1、RFID系统原理
无线射频识别RFID技术是一种非接触的自动识别技术, 其基本原理是利用射频信号和空间耦合 (电感或电磁耦合) 的传输特性[1], 使读写器和电子标签建立无接触通信信道, 实现数据双向传输, 达到自动识别的目的。RFID自动识别有两种识别方式, 一种是电感耦合方式, 另一种是电磁耦合 (电磁反向散射) 方式。
1.1 1RFID电感耦合
在RFID系统中, 读写器线圈与电子标签线圈之间的能量传输类似于变压器初级线圈和次级线圈, 都是通过电感耦合, 除此之外读写器和电子标签还要进行数据的双向传输, 如图1所示。
读写器天线与标签之间的功率传输效率与工作频率f, 应答器线圈的匝数n、被标签线圈包围的面积、两个线圈的相对角度以及它们之问的距离成比例[2]。
1.2 RFID电磁耦合
RFID系统中的电磁耦合是利用雷达电磁反向散射模型。雷达发射的电磁波一部分被目标物吸收, 一部分被目标物反向散射, 在散射波中有一部分被雷达接收, 雷达就是利用电磁反向散射对目标物实施定位, 同时接收携带目标物信息的电磁波进行目标识别。RFID系统就是利用上述基本原理对电子标签进行识别的, 一是读写器向无源电子标签提供能量, 保证其正常通信;二是电子标签把其信息调制加载到反向散射的电磁波上, 读写器把携带标签信息的散射波进行解调、译码、解密等, 从而识别电子标签ID及相关信息。
2、RFID系统使用频段及标准
2.1 RFID系统使用频段
无线电频谱资源是有限, 为了有效的利用频谱, 并不影响其他领域无线电系统的应用, R F I D系统使用的无线电频段主要是135KHz以下频段和ISM频段。135KHz以下频段典型频率为125k Hz;ISM (Industrial Scientific Band) 频段是指工业、科技和医用三大领域实用的频段, 该频段虽然可以自由实用, 但是为了防止相互间的干扰, 其功率不能太大, 只允许在短距离内进行数据的传输, 其典型频率为6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.680MHz、433.920MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。
2.2 RFID系统国际标准
RFID系统国际标准体系主要包括技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准等。
技术标准主要包括基本术语、物理参数、通信协议和相关设备等, 如非接触接口参数标准ISO18000等。数据内容标准主要包括数据对象、数据结构、数据编码格式、数据安全、数据符号及语法等, 如数据标示符标准ISO15418等。性能标准主要包括测试规范、试验流程、印刷质量和设计工艺等, 如R F I D设备性能测试方法标准ISO18046等。应用标准主要包括物流配送、动物识别、身份验证、物流管理等, 如集装箱标准ISO 17363等。
除了上述国际标准外还有RFID系统生产厂、国家或地区及其他国际性组织制定的标准。
3、RFID系统组成
RFID系统组成主要包括天线子系统、读写器子系统、电子标签子系统、中间件子系统和应用软件子系统等。
RFID系统工作过程如图2所示, 系统应用软件通过中间件向读写器发出读写指令, 阅读器通过天线系统与电子标签建立通信信道并对其发出动作指令, 同时阅读器对该动作向系统应用软件响应, 电子标签对读写器指令也做出相应的响应。
3.1 天线子系统 (Antenna)
天线是用来发射或接收无线电波的装置。它是RFID自动识别系统中重要的组成部分, 读写器通过天线系统向无源电子标签传送能量或激活, 向电子标签传输信息, 电子标签也通过天线系统向读写器传输信息, 使电子标签和读写器之间通过无线电波进行双向通信, 最终实现对电子标签的识别。
RFID系统天线分为电子标签天线和读写器天线。电子标签天线主要有线圈天线、偶极子天线和微带天线三种基本形式, 根据系统耦合方式、标签的识别距离、阻抗特性、频带宽度、与读写器匹配、标签的物理尺寸等条件进行标签天线的设计或选择天线类型[3]。
读写器在选择天线时应考虑天线的类型、天线的阻抗、应用到物品上的射频性能等[4]。在电感耦合RFID系统中主要采用线圈天线, 在电磁散射耦合系统中采用平面型天线, 其包括平板天线、水平板天线和垂直天线等, 在此主要采用平板天线。
3.2 读写器子系统 (Reader)
读写器又称阅读器, 它是向电子标签发出读写信息的设备, 是RFID系统中最重要的硬件系统之一, 其主要由无线收发模块、控制模块、电源模块及接口电路等组成。其主要功能一是在其识别域内产生合适的能量场能够激活电子标签;二是负责将主机的读写命令加密后发送给电子标签, 将电子标签返回的数据解密后传送到主机。
3.3 电子标签子系统 (Tag)
电子标签可以认为是一个简单的收发信装置。电子标签主要由收发模块、控制模块、储存模块等组成。其功能一是接收射频信号转化稳定的直流电源, 为电子标签提供正常工作的能量。二是收发数据, 执行读写器的读写指令并对其做出响应。
电子标签分类, 电子标签主要是根据供电类型、工作频率和询问方式分类。根据供电方式分为有源标签和无源标签, 根据工作频率分为低频、高频、超高频等电子标签, 根据询问方式分为主动、被动、半主动标签。
3.4 中间件子系统 (Middleware)
中间件在RFID系统中处于应用系统和读写器之间的一种软件系统, 它能够与多个RFID读写器和多个后端软件应用系统连接[5]。中间件主要有读写器协调功能、数据过滤功能、数据路由与集成功能和进程管理功能等四种功能。
3.5 系统应用软件子系统 (Software)
RFID应用系统软件是针对不同行业的特定需求开发的应用软件, 它可以有效的控制读写器对电子标签的信息进行读写, 并且对收集到的目标信息进行集中的统计与处理, RFID应用系统软件可以集成到现有的电子商务和电子政务平台中, 企业现有资源计划, 客户关系管理、仓库管理等系统结合以提高各行业的生产效率[6]。
4、结语
RFID射频识别系统是个复杂的系统, 为了扩大其系统应用, 在系统设计时应该遵循相应的技术标准与行业规范, 使系统各子系统相互兼容, 同时系统不同产品之间也能够实现相互兼容, 为打破贸易壁垒与技术屏障, 使该系统能够在世界范围内得到广泛的应用。
摘要：RFID射频识别技术是利用射频信号使读写器与电子标签能够相互通信, 实现读写器对电子标签的识别。RFID系统采用电感耦合和电磁耦合两种工作方式对电子标签进行识别。该系统包括天线、读写器、电子标签、中间件、系统应用软件等子系统, 在系统设计时要注意各子系统间的兼容性。
关键词：RFID射频识别技术,电感耦合,电磁耦合,读写器,电子标签
参考文献
[1][5]武奇生等.物联网技术及应用[M].北京:机械工业出版社, 2012.01.
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[3][6]康东等.射频识别核心技术与典型应用开发案例[M].北京:人民邮电出版社, 2008.07.
RFID无线射频技术 篇6
图书管理是图书馆工作的一项重要内容, 在过去图书管理主要依靠的图书管理员人工的劳动, 由于图书数量大, 这项工作也是十分繁重的, 尤其是在图书馆书籍的检索查询使用环节, 往往需要花费时间的查找, 在提供图书服务的质量水平上无法得到有效的提升。现代科学技术的发展为图书管理分类提供了新的技术支持, 当前射频识别技术开始在图书管理中应用。
1 RFID概述
1.1 射频识别技术原理及组成
RFID, 是一种非接触式的自动识别技术, 该技术通过射频信号能够自动识别所要查找的目标对象并获取该目标对象的相关数据信息, 射频识别技术是现代科技手段在智能化领域的体现。包含标签和读写器两个部分。标签由其内部的芯片来完成RFID的存储功能。主要存储的数据是产品序号。为了能够更好的被识别, 标签的外部形象可以任意改变, 用以区分不同的应用。读取和数据写入的功能由读写器来实现。这部分功能用以实现和标签的交换。
1.2 射频识别技术的分类
RFID按照不同的分类方法可以进行不同类型划分。
1) 主动式射频识别与被动式射频识别。
RFID可按照标签的电源放置方式来划分。标签本身没有内置电源, 称之为被动方式;反之, 则称之为主动方式。在被动方式中标签的能量由读写器提供, 读写器通过发出电磁波来发起识别活动。在这种方式下, 读写距离一般较短。主动方式下, 由于标签可以通过其内置电源来获取能量, 从而发起识别活动。故其读写距离一般较长。不过使用寿命受其内置电源限制, 会大大缩短, 且造价较高。目前, 存在一种介于被动式和主动式之间的半被动式方案。
2) 不同频率的射频识别技术。
按照其发射和接收的频率不同来划分, 低频, 高频, 超高频, 微波四种。微波因其易受障碍物的阻挡, 故不常被使用。其余三种的读写范围随着频率的增大而增大。不过各有缺点:低频和高频抗金属干扰性能不好, 超高频易受湿度等环境因素的影响。
2 RFDI方法与传统管理方法的对比
目前, 图书馆的管理主要使用两种方法:条形码和磁条。由于两种方式的特性, 磁条一般应用于门禁, 书籍安全保管等的安全管理方面, 而条形码主要运用于图书的标识和整理方面。RFDI的具体特征如下。
2.1 对于磁条部分功能的取代作用
通过上文易知, RFDI技术有着较易穿透障碍物的特性, 并且, 它可以实现非接触式读写。这样的特性可以取代磁条的安全防盗方面上的作用, 用于图书馆的安全保障措施。与此同时, RFDI的使用寿命相较于磁条较长, 且其标签的性质不易受外界的干扰而改变, 这些特性都将是RFDI未来发展的基石。需要注意的是, RFDI有着易受金属障碍物影响的特质, 实际运用时应得到应有的注意和规避。
2.2 RFID相较于条形码的优点
1) 方便性。
条形码在被阅读时, 需注意其阅读时的方向和角度。而RFID则不需要注意这些。同时, 条形码不可穿越障碍物。故在有障碍物或在其嵌入其中时, 其阅读都会受到影响。而RFID在抗干扰性方面远远优于条形码, 且能够穿越非金属障碍物。
2) 高效性。
条形码使用单本串行的读取模式, 且在其读取过程中需要人工加以干预。而RFID可以一次流通多本图书, 同时读取多个标签, 缩减了劳动成本, 提高了效率。
3) 普适性。
条形码由其光学特性来唯一识别, 其标签的破损或污染会严重影响使用效果。由于图书馆人员流动量大, 书籍使用频率高, 条形码的完整性并不能得到很好的保证。而RFID技术中, 由其标签内部天线和芯片为唯一识别标准。有着外包装的保护, 其标签可以适应很多环境。在多种状态下均可保证能够被准确识别。
3 RFDI技术在图书馆的运用
RFDI技术在新加坡国立图书馆初次使用后, 在亚欧很多图书馆投入使用。在2006年7月, 深圳某图书馆成为中国首个完全用RFID技术代替条形码技术的图书馆。该技术大大提高了借还书的效率及图书的查找速度, 同时简化了管理流程, 提高了安全性能。
3.1 借阅业务
使用RFID技术可以替代传统的人工单本串行方式, 同时自助扫描多本书籍或音像制品。并在扫描的瞬间同时修改借阅信息。大大节省了人力成本和时间成本。
在对于可分离包装的借阅品方面, RFID技术也表现出了极大的潜力。只要在包装和内容物上同时附加RFID信息, 就可以自动识别其是否一致, 省去了人工打开检验的步骤。在解决人力的同时, 也规避了人工错误所带来的损失风险。
3.2 盘点业务
盘点业务有着频率低, 代价大的特点。传统的条码识别需要人工将书取下来, 逐本识别。为了完成此项工作, 每次盘点都需闭馆, 直至盘点完成为止。而RFID技术由于可以无接触批量识别, 可以省去人工取书放书的过程, 并能够同时识别一定范围内的书籍。大大提高了效率, 节省了人力资源, 也提高了准确度。
3.3 安全管理
安全管理主要通过磁条实现, 包括门禁管理, 图书夹私管理, 错记漏记处理等。而RFID技术能够通过内置芯片的信息读取, 来进行快速判断, 从而选择是否进行报警。同时也可以通过其芯片中的存储数据, 对图书信息进行更新和校对。
3.4 导航系统
图书馆书籍量巨大, 分类庞杂, 导航是其中必不可少的功能。传统的导航方式效果有限, 增加了图书取用和借阅的难度。利用RFID技术可以形象简便的实现图书的地理位置查询, 从而计算出最佳的取阅路径。目前的导航功能尚在实验阶段, 并没有具体案例。目前的实验思路如下:借阅者手持RFID终端之一, 对欲借阅书籍进行查找和扫描, 确定目标书籍的位置。
3.5 浏览摘要信息
传统的图书借阅模式由于其技术水平手段的限制, 读者需要从借阅架上将书籍取下, 通过翻阅知道所取书籍的大致内容。这极易造成书籍的磨损和污染。取阅后, 图书被放回的概率低, 放回到正确的位置的概率更加小, 严重影响了其他人的借阅。并且加重了图书馆日常维护的负担。同时, 我们也很容易知道, 每次每本书只能供一人浏览, 这种借阅模式降低了图书的利用率。
而RFID技术由于能够存储大量数据, 能够实现远距离, 非取阅式的信息浏览。能够支持借阅者远距离获知其基本信息的需求, 这样降低了图书馆的日常维护负担。此外, RFID技术能够支持多终端同时浏览, 提高了书籍的借阅率。这样能够很好的解决传统的浏览问题, 提升图书馆的综合服务水平。
4 结论
由上文叙述可知, RFID技术能够很好的提升图书馆的综合服务质量。因此, 使用RFID技术已经成为了一个大趋势。我国政府对此技术的推广和支持也促进了RFID技术的发展, 降低了RFID技术应用的成本。但是, 任何技术的使用都不能一概而论。由于图书馆规模, 面向的借阅群众不同, 是否使用RFID技术还要根据实际情况, 具体考察和分析。
参考文献
[1]张琦.电子标签RFID七大优势[J].金卡工程, 2005 (1) :14-15.
[2]安洁.图书馆领域中淘汰条形码的新技术RFID[J].图书馆学研究, 2004 (9) :32-33.
RFID无线射频技术 篇7
目前高校的规模发展迅速, 学生人数在不停的增多, 校园面积的不断扩大, 多校区的分布模式, 多功能的教学楼、实验室的建设, 都给传统的校园安全管理带来严峻的挑战。
1.1 学生宿舍管理
由于高校学生基本都是以寄宿为主, 而且都是按照不同的院系进行区域划分。传统的学生宿舍管理, 是通过宿舍管理员进行人工管理。常常由于人为疏忽, 让外来闲杂人员混入宿舍, 造成学生人身和财产的损失。并且需要耗费时间进行查寝, 工作量大还影响学生作息, 也不能保证学生之间私自调换寝室或者公寓楼的情况发生。
1.2 实验室以及教学设备管理
高校为了更好的让学生掌握所学的知识技能, 总是不遗余力的投入教学设备的购买。并且, 目前一些专业所使用的教学设备也相对昂贵。因此对于实验室的使用都有严格的管理制度。传统的管理方式是通过人工干预, 以及人工清点检查设备数量, 来确定设备是否丢失损坏。但由于人为疏忽常常存在账物不符, 以及不知缘由的缺失情况。
1.3 车辆出入管理
随着社会发展, 生活水平提高, 高校中车辆的出入逐渐增多。广大教职工都驾车出入校园, 而且还有很多外来车辆的进出。传统车辆管理, 主要是通过保安进行监督检查。但是难免出现人为疏忽, 导致车辆丢失。以及存在车辆私运教学设备外出, 而未被检查出来, 导致学校的财产损失等情况
由以上可知, 传统的高校安全管理存在缺陷, 因此随着各高校推行“数字校园”建设, RFID射频技术在校园中的应用也越来广泛, 已成为数字化校园建设的一个主要部分。
2 RFID射频技术
2.1 RFID简介
RFID射频识别 (Radio Frequency Identification) 是一种利用无线射频方式在阅读器和应答器之间进行非接触双向数据传输, 以达到目标识别和数据交换目的的新技术。又称电子标签、无线射频识别, 是一种非接触通信技术, 可通过无线电讯号识别目标并读写相关数据, 而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID是一种数据收集技术, 利用电子追踪标签来存储数据。
2.2 RFID工作原理
RFID由三个部分组成, 分别是读写器、电子标签和应用软件系统。由读写器发出查询射频信号 (电磁波) , 当电子标签进入读写器的有效工作范围时, 电子标签就能接受到由读写器发送的电磁波。电磁波通过电子标签里的线圈, 线圈在磁场变化中产生电能, 使电磁能转换成电能, 储存到标签内的电容中。电子标签再利用已储存的电能为能量, 给读写器发送存储的信息, 常以信号的形式。读写器接收到该信号, 在解调处理转成信息, 从而获得电子标签的所存储的信息。
2.3 RFID技术特点
RFID的特点是具有穿透性、追踪定位性、非接触性、高可靠性和耐用性、操作方便, 读写速度快、信息容量大, 一卡多用、防冲突、安全加密性能好、可重复使用等。RFID是一项操控方便、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术。工作不用人工干涉, 更无需接触或者对准;可在各种恶劣的环境下自由工作:短距离RFID产品不怕油渍、尘灰污染等恶劣环境, 它通过RFID信号自动检测目标对象并得到相关信息。RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用时间长、读取距离远、可以加密标签上的数据、存储的数据容量更大等优点;长距离射频产品多用于交通上, 识别距离可达几十米, 如自动收费或识别车辆身份等。其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。
3 RFID射频技术在高校安全管理中的应用
3.1 RFID设备选型
RFID设备的选型主要针对的是阅读器与标签的选型。需要考虑的有:
1) 阅读器功能
RFID阅读器选型时要考虑的有:智能与简易两种阅读器。其中智能阅读器能够支持不同的通信协议、执行命令、过滤数据;简易阅读器价格低廉, 更为常用, 但是它的功能有限。同时, 不同的应用环境对阅读器的要求也不尽相同。
2) 阅读器外部形状
根据外形及安装形式的不同, 阅读器分为固定式、手持式等类型。其中固定式阅读器是最常用的, 因为体积、功耗、电源等方面的要求, 一般采用固定安装, 固定式阅读器一般安装在货物经过的节点上;手持式阅读器主要为了满足野外作业、手持、近距离、移动识别、低功耗等要需求, 它兼具条码识别功能。
3) 标签
RFID电子标签分为有源标签与无源标签, 其中有源标签内置电池, 使用寿命比较长, 识别距离较远, 但成本较高, 无源标签不含电源, 体积小, 成本低;还分为只读标签和可读写标签, 其中只读标签出厂前被一次性写入唯一的ID, 不能被改写, 可读写标签可重复写入信息。
表1描述的是阅读器识别点分部以及它分别对应的识别目的:
3.2 基于RFID射频技术的应用软件系统的设计与实现
该应用软件系统主要将从RFID设备收集到的数据, 进行加工处理, 存储在一个数据库服务器上。用户通过将自己所持有的RFID卡接近读卡器, 由读卡器自动识别信息并通过串口将卡显示的信息发送给单片机控制器。单片机 (MCU) 通过另一个串口经由收发器通过总线与中央控制器通信, 将刷卡信息、各时间段的操作信息等发送到主服务器上, 中央控制器通过总线对这些信息进行保存;同时, 中央控制器对各用户的RFID卡、密码及信息进行数据库管理, 以便进行存储或者比较, 验证用户授权情况、是否有效卡, 进而控制门状态以及核实人员或者车辆、盘点设备。
系统主要分为人员管理、设备管理车辆管理以及权限管理。
1) 人员管理主要存储每个学生、教师以及工作人员的RFID标签码, 用于信息的比较。并且记录人员的基本信息, 用于查询时的信息显示。
2) 设备管理主要存储教学设备信息, 以及绑定的RFID标签码, 用于进行盘点核实。
3) 车辆管理主要存储车辆的RFID标签码, 车辆出入情况, 以及车辆基本信息, 用于出入校园时的核查。
4) 权限管理主要用于对人员出入宿舍, 实验室, 车辆出入校园的权限设置。
4 结束语
综上所述, 由于RFID的高速发展, 不同的技术愈趋成熟。所面向的应用也都包含了生活的各个方面。安全管理作为高校“平安校园”、“数字校园”建设中核心的部分, 其发展也受到了RFID的推进。正是由于RFID技术的应用, 我们现在才可以更多的提升校园的安全保障。
参考文献
[1]董丽华.RFID技术于应用[M].北京:北京电子工业出版社, 2008:20-30.
[2]苏剑.无线射频识别技术理论与应用[M].北京:北京电子工业出版社, 2006:38-49.
RFID无线射频技术 篇8
射频识别(Radio Frequency Identification,简称为RFID),是一种非接触式的自动识别技术,该技术可以使用射频信号来识别目标对象以实现无接触性的信息传递。整个识别程序都不需要人工干预,对环境条件要求不高,可以在及其恶劣的条件下工作。RFID标签具有体积小、寿命长、容量大、可以重复使用的特点,支持迅速读写,移动识别,多目标多层次识别和长期的跟踪管理。近年来,RFID技术在经济较为发达的地区已经得到了广泛的应用,2006年6月《中国射频识别技术政策白皮书》的公布标志着我国对RFID技术的研究进入了一个新的阶段,为该技术长期、有效地推广和使用奠定了基础。
1.1 系统组成
如上图图一所示,RFID系统工作是由天线(Antenna)、标签(Tag)和阅读器(Reader)三部分组成,Tag伏在待识别物体的表面,里面保存有事先制定好的电子数据。使用Reader来无接触的读取并识别电子标签中所保存的电子数据,进而达到自动识别的目的。
1.2 R FID系统的基本工作流程
RFID系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线来发射一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线的覆盖范围内时就会自动的产生感应电流,从而激活射频卡的能量。射频标签再通过自带的发送天线把自身编码的等信息发送出去;再有系统接收天线接收射频卡所发送出来的信号,然后在经过天线调节器把系统天线所接收的载波信号传送到阅读器,再通过阅读器对信号进行解调和解码,最后再送到后台的主系统对该卡的合法性进行判断,并根据判断结果发出相应的指令信号进行处理和控制。
1.3 以RFID技术为基础的电子标签的优势
以RFID技术为基础的电子标签和传统的条形码技术相比具有以下优势:1)条形码印刷之后就不能再进行更改了,而电子标签资料的内容可以随时的进行调整和更新;2)电子标签可以无接触自动识别,而条形码要求近距离进行识别;3)电子标签的内存比条形码要大得多;4)电子标签可以同时对多个目标进行识别;5)电子标签的使用寿命较长;6)电子标签有密码保护,安全系数较高。
2 射频识别RFID技术在汽车电子方面的应用
上世纪末,RFID技术就已经开始在汽车上使用了,此后在汽车电子上的应用越来越广泛,主要有:轮胎气压监测系统(TPMS),车辆自动识别(AVI),电子不停车收费系统(ETC),汽车生产线等方面,射频识别RFID技术具有改进汽车的生产过程、实现生产过程自动化的潜力。
2.1 轮胎气压监测系统(TPMS)
汽车轮胎的胎压不足可能会导致车辆在行驶的过程中发生意外事故。2000年,美国高速公路安全局通过TREAD Act法规,规定到2006年11月之后,所有的汽车都要安装胎压监测系统,减少因汽车轮胎的胎压不足造成的行车事故。胎压监测系统目前已经被绝大多数的汽车制造商和大轮胎厂商所采用,成为汽车生产的必须配置,轮胎压力监测模块的组成如下图所示,它主要是利用传感器和RFID技术相结合对汽车轮胎胎压和温度进行监测,它主要由智能传感器、单片机、锂亚电池、RF射频发射芯片和RF射频发射芯片5部分组成。
发射模块在汽车轮胎内的安装方法主要有两种:较早的方法是将发射模块利用紧箍扣安装在轮毂上,另一种方法是使用气门嘴进行安装。目前较为常用的时候一种方法,但是管轮使用哪种方式进行安装,安装完成后都要对轮胎重新做动平衡检验。
基于RFID技术的TPMS主要由中央监视器和轮胎压力检测模块两部分组成。轮胎压力检测模块可以直接安装在轮胎中来测量轮胎的温度和压力,自动的将测试的结果通过无线电波发送给中央监测器,由中央监视器把接受的信息显示给驾驶者。在轮胎的温度和压力出现异常时,中央监视器会自动提醒驾驶者。
2.2 汽车安全防盗系统
汽车的防盗性性能的好坏是人们选车的重要影响因素,各地的汽车生产商都在对汽车的安全防盗性能进行研究,目前,由福特汽车公司开发的发动机防盗锁止系统(Immobilizer)正广泛应用与汽车生产。Im m obilize r的工作原理是看,给汽车一个独一无二的二进制ID号码,该号码储存在车辆的无线感应器的内存中,使用RF原理程序对钥匙及其密码进行识别,当使用钥匙开车门的时候,钥匙机会把无线电读码机激活,被激活后的读码机会迅速的传送一个134KHZ的RF信号,经识别后,发动机防盗锁止系统就会主动的将通行码传到车辆的电子控制系统上,如果钥匙的密码能够被识别,点火系统才能被激活;如果密码不能被识别汽车就无法启动,有效地做好了汽车安全防盗工作。
2.3 遥控车门系统(Remote Keyless Entry)
遥控车门开关已经成为汽车生产不可或缺的部分,能够有效地提高汽车的控制性。防盗性和舒适性。如果将射频技术应用于遥控车门系统中,就可以有效地减少不断的开关门所带来的麻烦,给驾驶者提供了较多的便利。驾驶者只需要带着智能钥匙走到距离车门0.7~1.0m的地方时,门锁内的信号发射器就可以自动识别智能钥匙中的内置卡,驾驶者只需要轻轻的拉下车门把手,所有车门就会自动打开。驾驶员下车后只需要按下门把手上的锁定键就能够锁死车门。
3 结语
随着RFID技术的不断成熟,它在汽车电子领域的应用将会越来越广泛,它不仅仅能给汽车生产商提高生产效率,降低生产成本,还有给汽车用户提供了方便。RFID技术目前还在广泛的研究中,该技术的应用前景必定会越来越广阔。
摘要：射频识别(Radio Frequency Identification,简称为RFID),是一种非接触式的自动识别技术,该技术可以使用射频信号来识别目标对象以实现无接触性的信息传递。本文先简单介绍RFID技术的系统组成、工作流程和优点,再从轮胎气压监测系统(TPMS);汽车安全防盗系统;遥控车门系统(Remote Keyless Entry)三个方面谈论射频识别RFID技术在汽车电子中的应用。
关键词：射频识别RFID技术,汽车电子,应用
参考文献
[1]张纲,马庆容,沈磊等.射频识别技术的现状和发展研究[J].半导体技术,2004.
RFID无线射频技术 篇9
目前,全国公路交通随着快速增长的汽车数量呈现出秩序紊乱、疏导压力骤增的状况,高速路超速、超重现象比比皆是,事故频发。市区交通车辆拥塞常态化。为加强路面交通管理,路政、交通管理部门纷纷采用增加人力、警力、安装先进检测设备等手段来强化交通管制与疏导,如:采用感应线圈测速、雷达测速、视频测速、激光测速等多种测速系统对违章行为进行监督。但是,各种应用技术的局限性也影响其广泛的应用,雷达检测技术成熟,但测量精度低;感应线圈需要安装在地下且维护工作量大,激光测速测速精度高,可是受天气影响大且价格昂贵视,视频测速安装维修方便,测量精度高而且可以提供多种交通资料越来越受到人们的重视。但这些测速方法依靠的还是要投入大批警力,并且这些治理方法无法全面、实时、有效地实现路面交通监控。射频技术与压电电缆的综合应用为解决交通管理问题提供了非常好的前景,无线射频识别是二十世纪90年代兴起的一项非接触的自动识别技术。它利用射频信号通过空间藕合实现无接触的信息传递,并通过所传递的信息达到识别目的。它与条形码技术、磁卡技术、光学符号识别等技术相比较具有精度高、防水、防磁、耐高温、存储数据容量大、存储信息更改自如、抗干扰强、操作快捷等许多优点。已被广泛应用于商业自动化、工业自动化、交通运输控制管理等众多领域。融合传感器技术,可将重量信号、速度信号通过RFID卷标(安装在机动车上),与公路沿线布置的多个读写器构成监控网络,不仅可实现对机动车超速、超重的全程实时监测而且可实现市区交通违章自动记录并语音通知驾驶员,预防交通事故的发生等作用。
1 RFID应用技术体系
RFID应用技术体系包括RFID标签和读写器两个部分,RFID标签可以分为有源、无源和半有源三种;按照工作频率的不同,RFID标签可以分为超高频(UHF)、微波频率(MW)、低频(LF)和高频(HF)四种。其中,具有远距离识别和低成本特点的当属UHF标签,它容易实现规模化量产,作为智能交通管理系统中重要的一次元件能够很好地与计算机系统结合并快速处理相关的信息,由此构成完整的RFID应用体系。RFID标签是将多个功能模块集成在芯片中实现与读写器的通信。芯片存储了多种信息,如车主姓名、车辆型号、车牌号等,芯片外围需配合以天线与电源,可以设置识别码和身份验证标志等。读写器基本上由发射单元、接收单元、信号处理控制单元和电源组成,又称作收发器。
2 系统设计
RFID射频识别电子标签的架构可选用比较成熟的nd2401+AT89C51组对,由于nrf2401芯片使用2.4 GHz全球开放频段,频道数达到125个,能很好地满足调频及多频需要,数据吞吐量较大,速率在1 Mbit/s,且外围元件不多,一般连入一个晶振和一个电阻即可实现射频电路设计,工作频率和发射功率等全部工作参数均可通过软件来进行设置,电源电压较小,范围在1.9 V~3.6 V之间,该芯片的内部设有稳压电路,因此,不论使用DC电源还是DC开关电源,均能达到稳定的通信质量和效果,利用软件可在芯片上设置40b地址,当收到本机地址时才会将数据输出,有关协议和CRC纠错硬件电路均内置在芯片里。
AT89C51是一种8位单片机,具有低功耗高性能的特点,内嵌一个4 K字节的Flash可编擦除只读存储器,它采用了高密度非易失性存储器技术和CMOS工艺,由ALU、专用寄存器组、定时控制部件等组成的央处理器,其调用、跳转、判断的能力较为强大并具有丰富的数据传输功能,还有提供存放中间结果、常用参数寄存器等功能。为方便高频(工作频率为13.56MHz)RIDF标签贴附在机动车表面,感应器线圈不能绕制,而要采用腐蚀或者印刷的方式制作成天线。当接通和断开感应器上的负载电阻时,读写器天线上的电压就会发生变化,从而可以利用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。负载电压的接通和断开则可以通过数据来进行控制,迅捷地将数据从感应器传输到读写器。限重路段可通过设置路面压力应变区段,当路面压力超限时,压电电缆感应器发出超载信号的同时,读卡器采集超载车辆信息,传入交通监控系统进行处理。RFID标签模块采用有源标签。由车载电源供电。读卡器模块位于路口,可采用32位微处理器,将识别的信息通过RS-485总线发送至路口的交通信号控制机,也可通过网口将信息直传监控中心的管理计算机,每一个十字路口可安装多台读卡器,至少安装4台读卡器,使其位于道路右侧,为防止读卡器出现误读,可将(至少)4台读卡器放置在彼此距离较远的安全位置上。当采集到的机动车速度超过限速值如60KM/H(市区)或120KM/H或载重超限时,该超限数据送到AT89C51的串口缓冲器中被RIDF标签采集后可无线传送给联网的读写器和控制中心,从而实现对机动车的分布式全程实时监测。
RFID射频识别交通管理系统可以根据被管理对象状况灵活构建,从功能上满足不同的机动车监控要求,一般由如下子系统构成:
1)交通违章检测子系统
由RFID阅读器、车辆过往检测单元、交通信号灯状态检测单元和用于在通过交通信号灯状态检测单元判定当前交通信号灯处于红灯状态且通过车辆过往检测单元,检测到有车辆经过时判定该车辆违章并控制RFID阅读器读取该车辆RFID身份标签的控制单元。这样构成的检测装置可在车辆闯红灯时有效获取车辆身份信息,并抓拍现场画面以提供有效证据,以及回传RFID身份标签和现场画面,解决现有闯红灯摄像装置图片模糊等问题。如图1所示。
2)超速检测子系统
系统包括测速单元和记录单元,即射频识别标签、射频识别读取器、信息传输单元、监控中心计算机系统;射频识别标签存储车辆的信息,并贴附在机动车辆上;由射频识别读取器完成对车辆的识别、车辆信息的读取、违规车辆信息的记录;射频识别读取器与信息传输单元连接并通过信息传输单元发送和接收信息;信息传输单元采用有线连接通讯技术或无线通讯技术,将信息发送到监控中心的计算机系统,或将监控中心发送的命令传送给射频识别读取器进行相应的操作;监控中心计算机系统存储射频识别读取器发送来的信息并做相应处理,同时发送控制射频识别读取器的指令。如图2所示。
3)超载检测子系统
压电薄膜交通传感器检测,经过传感器的轮胎,会对压电薄膜产生压力形变,输出一个与所收压力成正比的模拟信号,其输出的周期与轮胎经过传感器上的时间相同。每一个轮胎碾压传感器时,传感器就会即时产生一个新的电子脉冲。利用压电薄膜传感器对行驶车辆称重的检测原理是对受力产生的信号积分。可采用电感线圈+压电传感器的方案,既可测得轴数又可测得车数,两个传感器之间的距离L一般取3米,或短于3米(也可根据需要确定)。动态称重系统同时具备识别单、双轮胎的能力,即通过斜埋压电电缆3就可解决这个问题。Φ一般取30°~50°。对经过车辆通过身份识别后,读取压力传感器数据,将身份数据与载重数据送入上位机进行超载检测,应用压电电缆进行动态超载检测的布置如图3所示。
3 系统设计及运行应考虑的问题
在系统设计时,应采用有源RFID标签来标识车辆,因有源RFID标签具有投入成本低、可靠性高,维护简便、定位精确等优点,安装实施简单。无须对(市区)原有红绿灯设备进行拆卸,只需在车辆上安装粘贴相应的电子标签,而在原来有红绿灯基础上安装RFID读写设备及调整信号灯控制器软件即可实行。
由于道路的情况复杂,很容易对标签的微波信号进行反射与衍射,为防止同一RFID卡号被多个读卡器读取到,从而导致对请求信号的误判,可通过软件设定一旦读到RFID标签信号,则后续读卡器在规定时间内(如30秒)对此RFID卡号进行屏蔽,这样可以避免同一ID号被一条道路上两台读卡器读到后造成对信息的误判。而对多个信号的识别本着时间优先的原则进行处理。数据采集及处理流程如图4所示。
4 结束语
本文对一种集机动车超速、超载监测与市区交通路口违章监控功能于一体的路面交通管理系统的构成做了分析,认为该系统能够完成对机动车行驶车速、超载、违章信号的采集、无线传输及处理,当机动车的实际行驶速度、载重超过限定值,或是交通路口违章时,系统能及时发现、及时处理,该系统进一步的完善应用,将会为严肃交通秩序,强化交通管理提供一种有效的管理手段,具有良好的产业化前景和推广价值。
摘要：本文介绍了一种由基于射频识别技术的芯片与微控制器组成的射频标签与读卡器系统。文中阐述了系统的设计,包括标签模块,读卡器模块,通信模块,以及各种主要单元模块的功能和工作过程。并将这一系统应用于实际的道路交通,对于强化交通管理、维护交通秩序能发挥良好的作用。
关键词：射频识别,交通违章,速度检测,超载检测
参考文献
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