无线传感器射频识别论文

无线传感器射频识别论文（精选7篇）

无线传感器射频识别论文 篇1

1 引言

无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种新兴的信息通信技术,它利用无线电射频信号识别特定目标并读写相关数据,而无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触,其最早起源于雷达技术的发展和应用[1,2]。1948年,哈里斯托克曼发表了《利用反射功率通信》一文,奠定了RFID的理论基础,并最早应用于二次世界大战英军的I F F敌我识别(Identify:Friend or Foe)系统中。

自RFID技术诞生以来,其发展经历可概括为以下几个阶段:2 0世纪4 0年代,雷达的改进和应用催生了RFID技术;50年代,处于实验室的研究和探索阶段;60年代,RFID技术的理论得到发展,开始一些应用尝试;70年代,RFID技术与产品研发处于大发展时期,出现了一些最早的RFID应用;80年代,RFID技术及产品进入商业应用时期;90年代,RFID技术标准化问题日趋得到重视,RFID产品被广泛应用,逐渐成为人们生活中的一部分。21世纪至今,RFID产品种类不断丰富,各式电子标签得到发展,应用规模和行业不断扩大[3]。

近半个世纪,自动识别技术形成了一个集条形码(Barcode)技术、光学字符识别(OCR)技术、智能卡(Smart Card)技术、射频(RF)技术及生物识别(Biometry)技术等在内的多格局高新技术。其中射频识别技术以其远距离、非视距、读写速度快、环境适应性强、数据存储量大等特有的技术优势,正逐渐受到关注,并已经在各领域得到广泛使用。

2 RFID系统介绍

2.1 系统构成

RFID是一种非接触式的自动识别技术,它利用射频信号通过无线传输的方式来进行数据交换和目标识别。识别工作无须人工干预,且可适应各种恶劣环境。一个典型的射频识别系统一般由电子标签、读写器以及计算机系统等3个部分组成,如图1所示。

(1)电子标签(Tag)。主要是由具有模拟、数字记忆功能的芯片,以及依不同频率、应用环境而设计的天线所组成。标签分为无源标签(Passive Tag,或称为被动标签)和有源标签(Active Tag,或称为主动标签)两种,负责存储被识别对象的数据信息。

(2)读写器(Reader)。主要是由无线电发送和接收模块、模数控制模块、中央处理单元、以及读写天线组成。通常可设计为手持式或固定式,负责对标签进行识别、读取和写入等操作。

(3)计算机系统。作为上位机主控系统,通过有线或无线方式与读写器相连,获取电子标签内部信息,依据应用需求进行初步数据筛选与处理,实现后台控制功能。

其中,通常将电子标签,读写器和天线三者称为前端数据采集系统。

2.2 系统实现过程

RFID系统在实际应用中,通常将电子标签附着在待识别物体的表面上,电子标签中存储有标识对象的相关数据信息。读写器利用无线通信方式读取电子标签中储存的相关信息,并辨识数据的有效性,从而达到对物体自动识别的目的。对于被动射频系统,读写器通过天线发送出具有一定能量的射频信号,当标签进入到射频能量场的有效区域时,通过产生耦合电流来获取能量激活内部电路,而后由标签天线发送出自身存储的相关目标信息,经读写器读取并解码后传送至P C机进行后台数据筛选和处理。对于主动射频系统,则是由电子标签主动发送某一频率的电磁波,由读写器感应获得能量并进行数据读取[4]。

3 RFID基本原理

在RFID系统中,电子标签和读写器通过各自天线建立起无线通信,实现能量传输和数据传输。其中不同频段的能量传输均为电磁耦合方式,而其数据传输根据目标距离及其实现过程的不同,分为负载调制和反向散射调制两种。

在低频射频识别系统中,读写器和标签之间的数据交换通过电感耦合方式来实现,该方式类似于变压器结构。当标签处于发送天线近场区域时,在读写器和标签之间即可产生交变的磁场,标签在磁场中获得能量,激活电路实现通信。其中标签的天线线圈和其内部电路构成谐振电路,通过改变谐振电路电阻的通断状态,来改变读写器天线上的电压变化,实现标签对天线电压的振幅调制。当标签接收读写器发来信息时,即可发射数据流改变电子标签谐振回路的参数,使磁场耦合的初级回路的阻抗大小和相位发生改变,这个过程就是一个负载调制。读写器通过检测变换阻抗的电压来获取负载调制信号,再通过解调和相关信号处理来提取标签返回的数据[5]。

在电磁波辐射远场,读写器和电子标签之间的距离相距几米到几十米,此时RFID系统通过电磁波的耦合和反射来实现,称为反向散射调制技术[5]。电磁波通过读写器的天线向空中传播,到达目标的微波能量一部分被标签吸收,另一部分能量被标签向各个方向散射,其中一部分能量反射回读写器的天线。从雷达原理可知电磁波被大小超过波长一半的物体反射,物体的反射横截面表征了物体反射电磁波的效率。电子标签通过改变天线的匹配程度来改变其等效的反射横截面的大小来实现和读写器之间的数据通信。即当标签的天线阻抗匹配时,标签接收到的大部分能量被吸收;当标签的天线不匹配时,大部分接收的能量被反射回读写器。电子标签根据需要发送的数据改变天线的匹配电路,从而完成信号的调制。常用的调制方法有ASK、PR-ASK和PSK。超高频和微波系统通常使用反向散射调制技术,其特点是识别距离远、数据传输速度快、能用于多目标识别和移动物体的识别。

4 RFID系统的分类

根据不同的标准,RFID系统有不同的分类方式,下面介绍几种常用的分类方式。

4.1 根据标签的供电方式

电子标签依据其供电方式不同可分为有源(主动)标签和无源(被动)标签。有源标签内部含有电池,由有源标签构成的系统称为主动射频系统,即在通信过程中,由电子标签主动发送射频信号为场内读写器提供所需能量。有源标签的识别距离较远,多用于较长的读写距离和高读写速度的场合。其缺点是体积较大,价格较高且使用寿命较短。与之相反,无源标签则无内部电源,其利用读写器发送的射频信号来获取能量。无源标签的识别距离较短,一般用于近距离的识别和信息验证场合。与有源标签相比,其体积小、重量轻、价格便宜且寿命较长。

4.2 根据标签的存储器类型

根据电子标签存储单元的数据读写方式不同系统分为:只读型、可重复读写型和一次写入多次读取型。只读型存储器内部信息出厂时已经固定,用户只能读取而无修改权限。该类系统成本较低,一般用于门禁管理、车辆管理和物流管理等。一次写入多次读取型存储器仅允许用户写入一次数据,写入数据后可多次读取,但不得再修改。此系统成本较高,多应用于资产管理、药品管理和军品管理等。可重复读写型存储器允许用户进行多次数据修改和更新。此类系统成本最高,应用于航空货运管理、信用卡服务等。

4.3 根据RFID系统的工作频率

RFID系统的工作频率一般是指读写器与标签间进行无线通信时所使用的射频信号频率,按其频率波段范围不同,系统通常分为以下四种:低频系统(30~300KHz)、高频段系统(3~30MHz)、超高频系统(300MHz~2.45GHz)和微波系统(2.45GHz以上)。其中低频RFID系统常用频率为125KHz和134KHz,适用于较近距离场合,如门禁、一卡通等。高频系统常用频率为13.56MHz,适用稍远距离场合,如会议系统、机票验证等。超高频系统常用频率为860MHz和915MHz,适用远距离场合,如物流管理、车辆跟踪等。微波系统常用频率为2.45GHz和5.8GHz,适用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合,如火车监控、高速公路收费等。

5 RFID的应用与展望

5.1 应用领域

无线射频识别技术与条形码等传统识别技术相比具有其独特的优势,如短距离射频识别产品不受光线、视距的影响,不怕油污和水渍,可同时识别多个物体,且无需人力介入等。在这样的环境中可替代条码,例如在零售业中的货品统计与管理。长距射频识别产品识别距离可达几十米甚至上百米,且可快速读取数据和目标识别,其多用于交通运输管理中,如汽车自动收费或火车货运管理等。随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大,无线射频识别产品的成本将不断地降低,其应用将越来越广泛。在北美、欧洲、大洋洲、亚太地区及非洲南部,无线射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域;汽车、火车等交费系统;停车场管理系统;物品管理;流水线生产自动化;安全出入检查;仓储管理;动物管理;车辆防盗等。以下给出了几种常用射频频段的特性参数,并列举了其典型的应用。

5.2 亟待解决的问题

RFID技术具有广阔的应用前景,但是在技术、管理等方面还存在着诸多问题,如果这些问题不能很好地加以解决,将会严重影响RFID技术的使用和推广。

1.行业国际化标准的制定和推行。目前与射频识别技术有关的标准组织有:国际标准化组织(ISO)、美国的EPC Global、日本的Ubiquitous ID,形成三足鼎立的局面。另外在一些国家,射频识别技术的生产和应用还存在着一些区域性的行业标准,且相互难以兼容,这些都制约了R F I D产品在世界范围内的顺利流通。因此,制定行业国际化标准是当前重要而急切需要解决的问题。

2.RFID管理与应用软件需要进一步发展与完善。目前许多厂商仅将注意力放在RFID芯片技术上,而未重视后端应用软件以及电子标签在流通中的管理。对于使用RFID技术的企业而言,如何有效处理该技术带来的巨大资料,降低成本,提升生产效率是至关重要的问题。因此企业也急需一个包括后端资料库和应用软件在内的资料管理平台,来处理由RFID系统生成的大量资料。

3.安全机制急需改进。当前使用的RFID系统还没有非常可靠的安全机制,无论是个人信息还是企业的商业机密,都有可能被人窃取。另外,RFID系统感应器中的唯一标示符也较容易被复制,其基本验证机制也存在严重的安全缺陷。

4.成本仍需降低。尽管RFID以其独有的技术优势而凸显其发展潜力,但与条形码等识别技术相比,仍存在制造和使用成本较高等问题,这在某种程度上也制约了其在更广领域的应用和发展。

5.3 发展趋势[6]

随着应用的普及,射频识别系统在性能等各方面会有很大的提高,可以预见未来的射频识别系统将具有以下的技术趋势。

系统的高频化:由于超高频射频识别系统具有低频系统无可比拟的优点,如识别距离远、无法伪造、可重复读写、体积小巧等。因此,随着制造成本的降低,超高频系统的应用将会越来越广泛。

系统的网络化:大的应用场合需要将不同系统所采集的数据进行统一处理,然后提供给用户使用。这就需要将射频识别系统与以太网、Zigbee、Wi-Fi等网络技术相结合,来扩展其作用范围,实现系统的远程控制与管理。

系统的兼容性更强:由于目前标准不统一,造成多家厂商的产品之间互不兼容。这就要求系统能够具有很强的兼容性,能够兼容处理多家厂商的产品。

系统的数据量更大:未来射频识别系统将会处理大量数据,这就需要系统具有更强的数据存储能力及数据处理能力,数据库应具备强有力支持。

6 结束语

无线射频识别技术以其非接触式读取、资料可更新、存储容量大、可重复使用、同时可读取多个电子标签、资料安全性好等诸多优点,已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一。另外,由于其应用频段的灵活性和不同应用环境下的适应能力,使得RFID技术与计算机技术和现代网络及通信技术相结合,已经应用于各行各业,且均取得了明显的效果。在不久的将来,射频识别技术也必将会渗透到各个领域,形成一个人与人、人与物、物与物的无缝衔接网络覆盖格局。

参考文献

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[3]游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.

[4]蒋峻,唐日英.RFID射频标签取代条形码的一种方案[J].科技资讯,2007,(4):17-18.

[5]Klaus Finkenzeller编著,吴晓峰,陈大才译.射频识别(RFID)技术(第三版)[M].北京:电子工业出版社,2006.

[6]徐济仁,陈家松,牛纪海.射频识别技术及应用发展[J].数据通信,2009,(1):21-26.

无线传感器射频识别论文 篇2

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

无线支付场景中的射频识别技术 篇3

1 RFID技术

1.1 RFID系统的组成

RFID系统一般是由硬件部分和软件部分这2部分组成。硬件部分包括电子标签、阅读器、计算机管理系统。软件部分包括应用程序, 数据库。其中电子标签也叫做智能标签, 它内置的微型电路芯片存储着待识别的目标数据信息。有些支持读写功能的电子标签, 其存储的信息也可以根据需求进行动态更新。内置的射频天线使其具有较好的信息接收能力和穿透能力。RFID阅读器里也被称为扫描器或者读取器, 其中也包含了接收器和发送器, 可以通过无线方式和电子标签进行数据的交换和传递。计算机管理系统主要是获取阅读器里的信息, 供人们所利用。有的管理系统还可以根据这些信息实现对机器的操作和控制。

1.2 RFID技术的工作原理

阅读器通过产生磁场发出脉冲信号, 当电子标签进入阅读器的作用范围后, 会接收到该脉冲信号, 并触发内置的微芯片电路, 将信息通过内置天线发射给阅读器。阅读器需要对接收到的载波信号进行解调和解码到相应的频率才能工作。阅读器将解码后收集到的信号, 传递给后台计算机系统进行数据处理和显示。根据接收频率的不同, 其工作方式也不同。对于低频信号, 阅读器和电子标签采用感应耦合方式, 依据电磁感应定律, 在空间中产生实时交变的磁场进行耦合。对于高频信号, 则采用反向散射耦合方式, 由阅读器发出电磁波, 碰到电子标签后, 反射并带回目标存储的数据信息。有点类似于马路上的测速仪, 依据的原理是电磁波空间的传播规律。在近距离的移动支付场景中, 主要还是使用感应耦合方式来进行对商品标签的识别。

2 无线支付场景中RFID的应用

2.1 无线支付中的优势

目前的许多超市里, 支付时还是由收银员使用扫描器扫描商品条形码, 将价格告知消费者后, 消费者再用现金付款。由于条形码一旦附着在商品包装上, 条形码内存储的商品名称和价格就无法再进行修改了。这些包含在条形码内的数据信息是没有经过加密和编码的, 别的扫描器也有可能识别, 在保密性和安全性上也存在着隐患。条形码的完整性要求也相当高, 一旦商品包装出现破损使得条形码显示不全, 扫描器就无法正确读取商品信息, 而且扫描器和收取现金由人为操作, 有可能会因为收银员的人工失误导致商品清点错误或收取假币给商家带来不小的损失。

与条形码技术相比, RFID技术的优越性就很明显了。 (1) 对于商家而言, 商家可以及时更新电子标签中的商品信息, 可以根据节假日情况修改商品价格, 甚至把一些促销活动优惠券等推送到消费者的手机上, 降低了宣传商品的广告费用和顾客的消费门槛。 (2) 消费者在结算时, 只要让阅读器扫描到RFID标签发出的编码信息, 从计算机管理系统控制的显示屏上就能看到购物账单, 也避免了人多时苦苦排队结算的烦恼。消费者不用打开钱包就能完成支付, 他们甚至可以点评商品和商家服务, 上传到数据库中, 供其他消费者浏览和参考, 增加了消费者的选择性。手机钱包等应用程序也使得支付资金的携带更加方便和安全。不但优化了交易步骤, 加速了支付效率, 也减少了收银员可能出现的人为失误和降低商家的运营成本。

2.2 RFID无线支付的前景

手机的普及率已经相当高了, 许多人出门都会随带手机。手机钱包作为一种新兴的消费工具, 正逐渐受到轻消费者群体的喜爱。除了商场购物这种支付场景外, RFID移动支付也可以代替公交卡, 饭卡, 医疗卡, 水电煤卡等完成支付工作。如果能把人们的消费需要, 通信运营商的通讯技术和相关行业服务融合起来, 将会促进许多行业的发展和进步, 并带来丰厚的收益。据了解, 中国移动电信联通3大通讯运营商都在加大对RFID电话卡的研究。在北京、上海、广州、深圳等地进行推广和试点, 也有着不错的效果。除了通信运营商, 很多知名的手机制造商也关注了对RFID手机的开发和研究, 并拥有一定的相关专利。现在, 无论是通讯运营商, 还是手机制造商, 还是支付应用开发商, 都在要求芯片制造商生产满足自己需求的芯片。如果把RFID技术应用到手机中, 这将极大满足未来消费者的支付需求。这种无线支付方式的快速和便捷, 也正好适应了当今信息社会的的需要。相较于传统的条形码方式, RFID无线支付也会逐渐取代其他支付方式成为未来主要支付方式。

2.3 RFID移动支付的限制

在技术方面, RFID是利用感应耦合方式和电磁场来识别目标物体。一般情况下, 电子标签处于休眠状态, 只有在阅读器的作用范围内才会被激活。由于电子标签发送信息和阅读器接收信息是共用同一个无线信道, 这也就造成了当2个或者2个以上的电子标签作用于同一个阅读器的识别区域时, 将会产生干扰信号, 会导致数据传递失败, 阅读器无法正常准确读取每一个电子标签中的数据, 这种干扰也被称作是碰撞。为了让一个阅读器可以同时读取多个电子标签中的信息, 常有4种方法将多个电子标签发送的信息分开:空分多路法、频分多路法、码分多路法、时分多路法。

在RFID应用中, 最为广泛的是采用时分多路法来避免标签之间碰撞事件的发生。其使用原理是把整个进行数据传递的信道容量按时间槽分配给多个电子标签。当一个电子标签对阅读器进行数据传递时, 若有电子标签同一时刻也在向同一个阅读器发送数据时, 阅读器会侦测到标签之间发生了碰撞, 就发送信号先让这个电子标签停止发送数据, 使其暂时处于休眠状态, 随机分配一段时间后再重新激活该电子标签, 让它继续发送数据, 来避免电子标签之间的冲突。这种随机性的防碰撞算法叫做ALOHA算法。该算法会让电子标签发送自己的ID信息给范围内的阅读器。但是, 一旦有标签传递数据时占用信道时间过长, 会导致某些标签无法分配到信道容量, 阅读器就会认为电子标签故障甚至无法识别出来。RFID技术中电子标签间的碰撞会影响到阅读器的读写效率, 从而降低RFID移动支付过中的工作质量。除此之外, 这种算法实现起来也比较简单, 一旦进入阅读器的标签过多, 信道的利用效率就会被大打折扣。就目前来说, 标签之间的碰撞冲突问题在实际的物联网系统中是不可避免的, 解决碰撞冲突问题和提高识别效率对RFID移动支付的发展具有重要意义。

标准的不统一, 也对RFID移动支付的兼容性和互通性带来不小的限制。长久以来, 工作频段一直是许多行业的必争之地。选择低频工作频率就需要手机装有大天线, 大天线会增加手机制造商的生产周期, 增加研发成本。低频率信号较差, 给用户带来的体验也不好。而高频段虽然避免了这些问题, 但是会和其他商业频段发生冲突。除了工作频率标准不统一以外, 手机上的支付程序在开发时, 不同软件开发商, 定义的接口标准和协议也不一样。常用的支付接口如支付宝支付, 微信支付, 银联支付等。这样对支付的互通和便捷性带来麻烦。标准的不统一, 会让各大通信运营商和服务公司产生分歧, 这直接关系到各方面的利益。确定了标准, 就如同确定了未来的市场的发展方向。制定统一标准, 保证各方利益, 加强用户体验, 也是刻不容缓。

成本和安全性也如同鱼和熊掌, 二者不可兼得。如果想把RFID技术的价格做底, 势必会降低RFID无线支付的安全性。但提高天线和芯片的质量, 对芯片进行更复杂的加密处理, 也会影响RFID技术应用于手机支付的成本。若使用较高成本的芯片, 但消费者却并不买账, 这对生产厂商来说, 也是不愿意看到的。目前来说, 手机的信用体系还不完善, 还有很多人的手机号没有实名注册, 甚至盗用别人的身份证使用手机号也不在少数。许多的手机用户也收到过垃圾短信和诈骗电话, 有时手机上也会被恶意安装病毒软件。现在很多人手机绑定了各大银行的客户端, 支付宝等财务软件, 手机一旦丢失, 导致信息被泄露, 后果不堪设想。加快手机号实名制的普及, 提高手机支付的安全性和保密性, 也是当务之急。

3 结语

现阶段而言, RFID无线支付有着明显的支付优势, 随着手机用户的上升, 无线支付的市场也越来越大, 前景也非常广阔, 未来说不定会深入到各个行业领域。相关行业技术也在进行更新和变革, 也许很多产业链到最后可能会形成一个完整的产业。RFID无线支付可以应用于公交支付、地铁支付、购物支付等场景, 鉴于通信运营商把握着信息通讯的控制权, 建议支付服务提供商应该加强和通信运营商的合作, 运营商利用手上的用户资源, 服务提供商利用好服务资源, 共享优势, 互补学习。现在, 越来越多的手机制造商开始加强了和通信运营商展开了合作, 生产了RFID技术的定制手机。

科技发展到今天, 手机也不再像是以前那样只有一个单一的电话功能的工具了。手机上网, 手机支付也极大方便了人们的日常生活, 提高了人们的生活质量, 也给许多商家和相关行业带来了巨大的利益。手机支付改变了人们对传统支付的观念, 也许以后不用带钱包出门, 将会看到更多的人使用手机支付来坐公交坐地铁, 商场消费, 刷卡吃饭。人们完全有理由相信, RFID技术和无线支付的结合, 将会让生活变得多姿多彩, 更加美好。

摘要：近些年, 由于射频技术的迅速发展, 射频识别在无线支付领域也引起了很多人的关注和重视, 不但可以存储大量信息, 而且还可以适应环境的变化, 其使用寿命长, 耗时短, 可重复使用, 即使不用人工操作, 也可以进行信息交互。文章简要介绍了射频识别技术的系统组成和基本工作原理, 以及这种技术在无线支付领域中的优势, 前景和限制其发展的因素。

关键词：RFID技术,无线支付,RFID发展

参考文献

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无线传感器射频识别论文 篇4

无线射频识别技术(RFID)又称为电子标签,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID可识别高速运动货物并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一个简单的无线系统,通常由三个基本部分组成,分别为电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线(antenna),如图1所示。在实际应用过程中,电子标签将被固定在被识别货物的表面或内部,当带有电子标签的目标货物进入阅读器的可读区间时,阅读器将自动将电子标签中所赋予的信息获取出来,从而实现货物的自动识别及货物信息自动收集的功能。

2 RFID工作原理

RFID的基本工作原理如下:当装有电子标签的货物进入阅读器的可读区域时,电子标签将会根据阅读器发出的查询信号的要求将电子标签中的信息发射回阅读器,阅读器接收到电子标签发射回来的信息后将电子标签内部储存的信息识别出来并将这些信息传送给中央数据库做进一步处理,从而完成货物的信息查询、收费、管理等应用。

3 传统物流配送中心的缺陷

传统物流配送中心存在的缺陷如下:

(1)货物清点困难大。物流中心需随时了解货物的库存情况,但传统方法清点货物须人工逐一清点,花费的人力物力较大,另外在清点的过程中由于人为的原因,可能会造成这样或那样的错误,使得物流中心管理人员无法及时准确地了解库存状况。

(2)单据填写不规范。对于单据的填写各需求单位没有统一格式,造成配送中心在配货过程中出现各种各样的错误,如货物没有发送到需求单位,发送的货物品种、数量或时间出现问题等。

(3)货损货差较大。在配送的过程中货损货差较大始终是困扰传统物流配送中心的一个严重问题。造成货损货差的主要原因如下:a.货物存放位置错误;b.货物包装或发运错误;c.货物被盗或搬运、运输不当。据有关调查表明,零售业货损货差造成的损失占销售量的2.15%。

(4)3.4劳动力成本较高。配送中心在清点、配送和包装等物流活动中需要大量的劳动力,劳动力成本问题已经成为物流配送过程中的一个重要问题。据有关统计表明,劳动力成本在整个配送中心总成本中所占的比重已经上升到25%左右。

4 RFID在配送中心应用的意义

RFID的应用对于提高配送中心的经济效益和社会效益起着非常重要的作用,具体表现为:

(1)提高作业效率。出入库作业在配送中心作业中占很大的比重,在包装器具上使用FRID标签,这样在进行出入库作业时就可以利用在配送中心仓库口安放的阅读器进行远距离动态多标签扫描,避免了在进出库作业过程中货物的停止等待,这样大大提高了出入库作业效率,提高了配送中心的吞吐量。

(2)改善了货物清点工作的质量。利用RFID技术后,清点货物时可以利用手持式阅读器扫描包装器具上贴有的RFID标签,阅读器就会自动获取标签上货物信息,这样就会在很大程度上减少传统货物清点工作中出现的错误,提高清点工作获取信息的准确性、可靠性。

(3)信息传递更加及时准确。由于RFID标签实现了对货物在整个供应链上的物流跟踪和供应链上企业的信息共享,避免了数据的重复操作,使信息的传递更加准确及时。另外由于运用RFID技术,所以在出入库、盘点以及配送作业过程中使得信息检索更加精确可靠与及时,减少了作业过程的遗漏和错误。

(4)降低了人工成本。RFID技术的应用,使得配送中心的出入库及清点工作无需再像传统配送中心那样需要搬运货物,降低了货物在配送中心中的搬运次数,减少了人工成本和货物的货损货差,提高了配送中心的经济效益。

5 RFID在配送中心的应用

5.1 入库及检验管理

当货物运送到配送中心时,阅读器从货物RFID标签上获取货物的相关信息后将信息发给管理系统,管理系统将自动更新存货清单。通过RFID技术的应用省去了检验、登录、清点等大量的人力工作,简化了入库检验程序,提高了工作效率。

5.2 存货管理

当存货量达不到安全库存时,存货补货系统就会向管理中心发出补货申请,在适当的时间补足相应货物。配备移动阅读器的运输车根据管理中心的指示自动地将货物运送到指定的位置,同时将管理中心的存货记录更新。在整理货物或补货过程中如发现相应位置所放货物不对,阅读器将自动向管理中心报警。

5.3 订单填写

管理中心在订单填写时将发货、出库、验货、存货目录利用RFID技术联系在一起,这在很大程度上减少了错误的发生,同时也降低了人工成本,提高了工作效率。

5.4 货物出库管理

在货物出库时,仓库门口的阅读器自动读取货物标签上的信息,无需人员一一检验扫描货物,在很大程度上简化了货物的出库管理,提高了货物出库管理的自动化程度。

摘要：结合传统物流配送中心存在的缺陷介绍了无线射频技术(RFID),详细分析了无线射频技术在配送中心应用的意义。

关键词：无线射频识别技术,物流,配送中心

参考文献

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无线传感器射频识别论文 篇5

采用高速低功耗单片机STC12LE5412AD和无线射频芯片nRF905构成主动式微波射频识别瓦斯传感器 (以下简称无线瓦斯传感器) , 通过无线通信协议组成以连接在矿井监控系统通讯网络上的无线接收基站为中心的无线瓦斯监测网络, 将监控系统的单一瓦斯传感器终端扩展成一个星型无线瓦斯监测网络, 扩大了瓦斯监测范围。同时无线瓦斯传感器可以很方便地随着工作面向前推进而跟踪前进, 并且容易在一些窄小的巷道布置瓦斯监测点, 较好地克服了目前矿井瓦斯监测的各种“盲区”, 这对减少或避免矿井瓦斯灾害事故具有十分重要的意义。

1 基于无线瓦斯传感器的主动式RFID系统概述

基于无线瓦斯传感器的主动式RFID系统由作为射频卡的无线瓦斯传感器和作为阅读器的无线接收基站两部分组成。无线接收基站是只读装置, 包含射频接收模块、控制模块及与射频卡耦合的元件 (电感线圈或天线等) , 此外还有连接上位机的通讯接口以便将所获得的数据传给上位机。无线瓦斯传感器为信号发射源, 由信号检测模块、控制模块、射频发射模块和电池等组成。一个基站能与多个传感器通信, 其结构框图如图1所示。

系统工作于微波频段, 微波RFID系统为电磁耦合系统, 适用于识别距离远、读写速率高的场合。系统利用射频卡自身的射频能量主动发送数据给阅读器, 无线通讯调制方式为GFSK调频方式, 速率100 kbit/s。

2 无线瓦斯传感器硬件设计

无线瓦斯传感器将无线射频技术与瓦斯检测技术相结合, 实现了瓦斯检测信号的无线传输。其硬件结构由瓦斯传感器 (LXK-3) 、信号调理电路、控制单元、LED、声光报警电路、调校电路、无线发射模块 (nRF905) 、锂电电源等组成, 如图2所示。

2.1 瓦斯检测电路

瓦斯检测电路由瓦斯传感器、信号调理电路和A/D转换器组成。瓦斯传感器的检测采用载体催化原理, 主要电路为由催化元件、补偿元件、高稳定性电阻组成的惠斯登电桥。电桥在纯净空气中保持平衡, 当遇到含瓦斯气体的空气时, 催化元件产生催化反应 (无焰燃烧) 温度增高, 阻值变化, 电桥失去平衡, 输出电压信号[4], 该电压信号经放大和A/D转换后被单片机接收。采用LMV358放大器对电压信号进行放大, 应选用合适的匹配电阻, 控制放大倍数为20倍左右, 以避免因放大倍数过大而造成A/D转换后的数值无法被单片机处理。A/D转换由单片机自带的A/D转换口完成, 省去了A/D转换模块, 减少了外围电路, 提高了系统集成度。

2.2 单片机控制系统

传感器的主控制芯片选用宏晶公司的新一代高速/低功耗单片机STC12LE5412AD[5], 该单片机采用单时钟/机器周期 (1 T) , 比普通8051单片机快12倍;集成8通道10位ADC端口, 为系统省去A/D转换模块;具有高速SPI端口, 能满足同无线通信芯片的高速数据传输;超低功耗设计、ESD保护、抗4 kV快速脉冲干扰和宽电压防电源抖动等特性, 使其能较好地应用于煤矿井下环境。

传感器的单片机控制系统由单片机、声光报警器、LED显示器和传感器调校电路组成。单片机接收A/D转换值后, 通过LED显示器显示数据, 同时判断是否超过预设值, 若超限则进行声光报警。MCU通过SPI口将传感器地址、瓦斯浓度数据和通信匹配地址等数据传输给无线发射模块, 由无线发射模块完成监测数据发射, 同时该数据能被阅读器接收并传输到监控中心。为减少传感器的能耗, 在监测过程中, 每次都暂存当前浓度数据作为下次监测浓度的一个比较值, 当下次检测到的浓度值与其差值超过0.1时, 才允许发射浓度数据, 这样将有效减少无线发射能耗和有线网络的数据量。

2.3 无线通信模块

无线通信模块由单片射频收发器芯片nRF905、高频天线电路及单端鞭状天线组成。nRF905由1个完全集成的频率调制器、1个带解调器的接收器、1个功率放大器、1个晶体震荡器和1个调节器组成, 工作在433/868/915 MHz的ISM频道, 且频道间能以小于650 μs的时间快速切换[6]。电流消耗很低, 在最大发射功率10 dB·m时, 发射电流仅为11 mA。天线采用带增益的50 Ω单端鞭状天线, 频率范围可选择。

nRF905内部有5个寄存器:状态寄存器、配置寄存器、发射地址寄存器、发射数据寄存器和接收数据寄存器。除了要对寄存器读写外, 还需对nRF905工作模式的切换进行控制。

STC12LE5412AD与nRF905之间的双向数据传输使用SPI接口, STC12LE5412AD的P1.7—P1.4连接nRF905的SPI接口, 而P1.2, P1.3, P3.2, P3.3和P3.5连接nRF905的控制信号和检测信号, 用作nRF905的模式切换以及通信过程中的信号指示接口。

3 无线瓦斯传感器软件设计

无线瓦斯传感器软件主要完成对瓦斯检测数据的处理, 包括浓度显示、浓度判断、数据发送等功能。为了提高检测数据的准确度, 对经A/D转换后的瓦斯浓度数据采用中值滤波法, 每次读取10个值, 去除其中的最大值和最小值, 取剩余8个转换值的平均值。当瓦斯浓度超限时, 除正常显示外, 还将启动声光报警, 并触发nRF905发送超限信号。设置了非超限数据发射方式, 由于传感器检测精度为±0.1%CH4, 故以检测浓度值变化0.1%为无线发射条件, 比较值在初始化时被置0, 以后为每次检测的浓度值。软件流程如图3所示。

4 无线通信设计

4.1 井下无线通信特点及通信频率选择

井下无线通信在受限空间中实现, 主要干扰因素在于电波的折射和反射带来的能量衰减, 因此无线通信频率的选择直接关系到通信效果。根据资料显示, 井下无线传输的最佳频率在400～900 MHz[7,8]。在这个甚高频段内, 随着频率的增大, 衰减变小, 传输距离显著增加[9]。同时巷道拐弯会增大无线传输的衰减, 拐弯越急, 衰减越大;并且频率越高, 巷道拐弯所带来的衰减越大。巷道倾斜也会加大无线传输衰减, 随着频率的增高, 由巷道倾斜所带来的衰减变大[7]。综合考虑上述井下无线通信特点, 本系统采用双频段通信机制, 根据nRF905支持433/868/915 MHz多频段的特性, 在进行无线通信时先采用915 MHz通信, 若通信失败则通过直接数字跳频, 转到433 MHz再次通信, 以满足巷道拐弯与倾斜情况下的通信距离要求。

4.2 无线通信防碰撞技术

由于控制频道为所有无线瓦斯传感器所共用, 必须采用防碰撞协议。笔者采用了IEE802.11b的CS-MA/CA机制, 即每次发送数据都要等到频道空闲, 再用“二进制指数退避算法[10]”随机延时一段时间, 当延时时间到再发送数据。具体实现方式:当某个传感器需要发射超限信号时, 先转入监听模式, 判断是否收到载波 (频道被占用) , 若没有收到就切换为发送模式, 发射信号, 否则延时等待, 直到某次检测不到载波为止。

4.3 无线通信协议

通信协议是指通信双方共同遵循的一种约定, 包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等内容作出的统一规定。本系统通信协议格式如下:

[前导码][通讯地址][无线瓦斯传感器编号][瓦斯浓度][CRC]

其中前导码和CRC校验码由nRF905自动添加;通讯地址用于通信双方的地址匹配, 传感器编号用于判断报警信息来源, 其长度均为4个字节;浓度数据定义为3个字节的整型数, 第2个字节为小数点, 采用ASCП表示。在无线通信中采用了载波检测、地址匹配和CRC数据校验三重机制, 确保数据接收的准确性[5]。

4.4 无线通信软件设计

nRF905作为无线瓦斯传感器与无线接收基站的通信接口, 采用半双工方式通信。数据通信采用传输前侦听的“载波检测协议”, 即发送数据前先转到接收模式检测CD引脚为低电平 (当前频率通道未被占用) 时方转入发射模式发送数据。接收数据前先检测载波信息 (CD引脚) 和地址匹配信息 (AM引脚) , 只有当载波存在且发送地址为高电平 (正确) 时才接收数据包。nRF905总是工作在待机状态, 通过SPI接口接收到控制系统的命令后选择进入发射或接收数据的模式。在进行无线通信时, 发射或接收完有效的数据包后数据就绪引脚DR被置高, MCU检测到DR为高, 就将nRF905转入低功耗的待机模式, 此时MCU可通过SPI口读出nRF905接收到的有效数据。

5 工业性试验

采用相同控制芯片和无线射频芯片设计了无线接收基站, 并使其与无线瓦斯传感器一起构成了主动式RFID瓦斯监测系统, 如图4所示。该系统在鸡西矿业集团张新煤矿井下进行了通信测试, 结果表明基站在工作面及直线巷道的有效覆盖范围达150 m, 抗干扰能力强。

6 结语

利用高速低功耗单片机STC12LE5412AD和单片射频收发芯片nRF905设计的无线瓦斯传感器, 具有低功耗、数据传输距离远、高抗干扰性和移动灵活等特点, 该无线瓦斯传感器把井下瓦斯监测从原来固定区域点的监测提升到了面的监测, 有利于克服矿井瓦斯监测的“盲区”, 提高瓦斯监测的可靠性, 具有较好的实际应用价值。

参考文献

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无线传感器射频识别论文 篇6

1. RFID应用范围

RFID经过长时间的研究和新技术的发展, 现阶段RFID应用的领域相当广泛, 最常见的应用有:

防伪识别:身份证件、社会福利卡、护照的真伪识别;门禁管制:人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理;回收资产:托盘、货柜、台车、笼车等可回收容器管理;货物管理:航空运输的行李识别, 存货、物流运输管理;物料处理:工厂的物料清点、物料控制系统;废物处理:垃圾回收处理、废弃物管控系统;医疗应用:医院的病历系统、危险或管制之生化物品管理;交通运输:高速公路的收费系统;防盗应用:超市的防盗、图书馆或书店的防盗管理;动物监控:畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪;自动控制:汽车、家电、电子业之组装生产;票证管理:大型活动的门票、多用途的智能型储值卡等等。

2. 物流配送中电子标签的选择

电子标签在不同的应用中有许多种类, 具体有以下几种分类:

2.1 依据电子标签是否附加电池可分为:被动式电子标签和主动式电子标签;

2.2 依据内存读写功能可分为:只读电子标签、仅能写入一次多次读取电子标签、可重复读写电子标签;

2.3 依据使用频率的不同可分为:

频段范围为10KHz~1MHz的低频电子标签、频段范围为1MHz~400MHz的高频电子标签、频段范围为400MHz~1GHz的超高频电子标签、频段范围为1GHz以上的微波电子标签。

根据《中国射频识别 (RFID) 技术政策白皮书》和EPC的相关标准, 均认为被动式超高频的RFID标签是商品大规模运用的最佳选择之一。随着该类标签的天线采用蚀刻或印刷方式制造技术的产生和批量生产, 其成本也开始大幅下降, 标准规格的标签在国内的销售价格已下降到人民币2元以内。经过实测, 这种标签使用固定式大功率的阅读器时, 阅读距离能达到7~8米, 使用手持式阅读设备阅读距离也能达到将近2米。加之其传输速率快、设计合理的防冲突机制、可以同时进行大数量标签的读取与辨识、可反复擦写等特性, 目前被动式超高频的RFID标签已在商品物流配送环节中逐步成为市场的主流。

3. 在现代物流配送运输环节的应用

在现代物流过程中, 从工厂下线的产品贴上RFID标签后进入物流环节, 标签装载着产品的信息, 并全程附着于物流单元上, 保证信息与实物同步, 阅读器则成为物流单元与信息系统的纽带。自动识别技术在物流中的作用显而易见, 可以实现货物的先入先出、实时化仓库管理、计算机自动采集形成图形化管理, 优化了业务流程, 极大地提高了工作效率。

基于RFID技术的配送中心在库存作业中, RFID技术应用实现了出入库操作的自动化, 通过安装在仓库大门上的RFID阅读器读取标签信息与数据库的发货信息比对, 完成收货过程。在订单拣选环节中, 实现了订单履行的自动化和智能化。

在运输送货环节中, 实现全程自动跟踪, 科学调配运输资源, 并可以使用特种的标签扩展应用范围。

现有配送运输环节中许多专业公司都在运输工具上配备GPS、GSM、CDMA等实时跟踪监控系统, 系统将运输工具的位置信息实时传输到监控调度中心。由于该系统收集的仅仅是运输工具的地理位置信息, 没有实时的货物信息, 所以只能实现简单的车辆路线监控和调配, 不能通过计算机系统采用科学的数学模型实时调配运输工具达到优化。其主要的实现方式是在运输工具 (如:汽车、火车、轮船的车厢或集装箱) 内安装大功率的RFID阅读器和数据处理单元, 配合运输工具使用的信息传输设备 (GSM、CDMA、数字无线电、WIFI、卫星通信等) 将实时的货物信息和GPS数据一起传到监控调度中心。各环节的应用流程如下:

3.1 装载:

货物通过分拣后, 进入装载环节, 驾驶员携带专用的身份识别卡, 货物装入车厢内关闭车门, RFID阅读器开始读取货物信息, 并将车辆和装运货物信息传输到监控调度中心主机与出库、分拣、订单、配载等数据信息匹配, 确认无误后出货, 系统自动记录车辆出车的时间、驾驶员等信息, 同时将货物信息写入运输工具的数据处理单元中。装运环节不点货, 提高装载效率和准确率。

3.2 运输:

运输途中, 运输工具内的RFID阅读器定时读取货物信息和GPS数据一起传到监控调度中心, 如发现货物信息有误, 数据处理单元可立即比对出缺少的标签编码, 并驱动RFID阅读器查找指定的标签, 无法读取时即向监控调度中心报警, 从而防止货物丢失和被盗。整个运输途中的信息都将传输至监控调度中心, 通过对货物重量、体积的准确计算, 可以解决联合运输成本管理中的空载运行距离指标难统计的问题。

3.3 卸货:

运输工具到达配送目的地后开始卸货, 货物一出车厢系统会自动记录卸货的开始和完成时间, 将卸下货物信息传输到监控调度中心主机与订单、送货单、地址等信息匹配, 如有不一致会给予提示。如有回收的货物, 按装载的流程进行处理。提高卸货效率, 同时收集的数据可以对配送的准时性, 装卸货时间配送指标等进行分析

3.4 紧急调配:

顾客有紧急需求 (特别是在较远的地方) 系统可分析运输工具实时地理位置信息和货物信息, 根据配送中心的实际情况, 综合考虑配送时间的情况下, 可通过建立数学模型合理作出调整货物分配、优化运输线路、优选运输方式等决定, 提高配送中心的应变能力。

3.5 特殊的应用

3.5.1 银行等贵重物品的押运。

在每一个存储箱上使用配有RFID标签的电子锁, 在运输途中一旦被打开或破坏就改变内部编码, 确保运输工具内物品安全和监控中心的实时监控。银行装上RFID读写器后, 还可简化银行和运输公司的交接手续, 提高效率和准确性。

3.5.2 机密物品。

可在机密文件或物品上, 贴上特殊的感光RFID标签, 密封后运输途中一旦被打开, 受到光线的影响, 标签内的数据失效;

3.5.3 对温度运输、储存有特殊要

求物品。如血液制品、化学制剂等可以贴上感温RFID标签、超过设定的温度范围时, 标签内的数据失效;

3.5.4 危险品运输跟踪等。

危险品包装内部贴上压力感测等RFID标签, 实时监控危险品的性状, 降低运输风险。

3.6 RFID在配送运输环节应用的益处

服务方面:可以进行货物真伪鉴别, 实施运输路线追踪, 可以提高货物运输的安全性;运输商可以自动获取数据, 降低取货、送货成本, 提高了运输商送货可靠性和送货效率, 从而改善了服务质量, 提高质量管理和客户服务水平。

费用方面:可以降低索赔费用, 降低保险费用, 提供新信息增值服务, 从而提高收益率。加强资产管理、资产的追踪、资产的维护, 从而提高资产的利用率。

4. 结束语

无线传感器射频识别论文 篇7

高校是教学和科学研究的重要基地, 无论是教学还是科学研究都需要完整的实验及试验设备。在高校, 教学可分为基础课、专业基础课及专业课, 因此配合教学的实验设备及仪表是非常完整并系统的。在高校, 设备经费投入很有限, 各学校在长期的教学积累过程, 使设备及仪表得到完整及系统。当学校资源包括图书及查阅相关资料内容时, 高校具备非常好的科学研究条件。高校设备按用途可分为教学使用设备和科学研究用设备, 它们之间是相互依赖又相互促进发展, 完备的教学实验设备是实现科学研究的前提, 高水平科学试验又研究推动教学水平的提升。而高水平的科学过程研究需要高精的设备, 许多高精的设备它具备在不同学科的通用性。

提出将射频识别技术应用于高校自动化物资管理, 解决自动化立体仓库信息管理与控制调度的自动化、智能化、信息化。提出了以计算机控制为核心, 以射频识别为信息采集手段、以AGV和堆垛机为执行单元的集成系统。基于射频识别的立体仓库信息管理系统设计的目的是实现物品出入库控制、物品存放位置及数量统计、信息查询过程的自动化, 方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况, 以达到方便、快捷、安全、高效等要求。

而这类设备购置要花费大量的资金, 在高校多学科并存的环境下, 当把高精的设备统一购置及管理后, 可避免高校多学科这类设备重复购置, 又使这类设备达不到到较高性能的现象。这就是提出对高精设备统一购置及管理的目的, 使有限的资金发挥更大的作用。本论文提出的设想其前提是把这类高精的设备在无线射频识别技术管理条件下, 有效解决制约学校物资管理的资金利用率和管理手段的瓶颈问题。利用校园资源共享, 建立起集中式高性能公共服务设备平台, 搭建环境, 它会大大提高这类高精设备的利用率及管理的科学性。

二、无线射频识别技术研究

1. 自动识别技术的应用背景

在现实生活中, 各种各样的活动或者事件都会产生这样或者那样的数据, 这些数据包括人的、物质的、财务的, 也包括采购的、生产的和销售的, 这些数据的采集与分析对于我们的生产或者生活决策来讲是十分重要的。如果没有这些实际工况的数据支援, 生产和决策就将成为一句空话, 将缺乏现实基础。在计算机信息处理系统中, 数据的采集是信息系统的基础, 这些数据通过数据系统的分析和过滤, 最终成为影响我们决策的信息。在信息系统早期, 相当部分数据处理都是通过人工手工录入, 这样, 不仅数据量十分庞大, 劳动强度大, 而且数据误码率较高, 也失去了实时的意义。为了解决这些问题, 人们就研究和发展了各种各样的自动识别技术, 将人们从繁沉的重复的但又十分不精确的手工劳动中解放出来, 提高了系统信息的实时性和准确性, 从而为生产的实时调整, 财务的及时总结, 以及决策的正确制定提供正确的参考依据。

例如, 在当前比较流行的物流研究中, 基础数据的自动识别与实时采集更是物流信息系统的存在基础, 因为, 物流过程比其他任何环节更接近于现实的“物”, 物流产生的实时数据比其他任何工况都要密集, 数据量都要大。

无线射频识别技术 (简称RFDI) , 融合了无线定位、产品电子编码 (EPC) 和互联网技术, 近年得到快速发展, 被广泛用于社会、经济、国防等领域, 成为新一轮技术变革的催化剂, 得到发达国家的普遍关注, RFID产业与应用正加速发展。

随着芯片技术和无线通信技术的快速发展, 电子标签芯片日趋微型化, 天线多样化, 并能以多种介质作为载体, 封装成各种形式以适应不同的应用。电子标签具有防水、防磁、使用寿命长、可以在一定距离内读取数据等优点, 标签上存储的数据安全、可靠、具有可重复改写等特点。

2. 国内研究现状

(1) 物流管理领域:生产线自动化、仓储管理、铁路运输监控、民航行李或速递包裹管理、图书或文档管理、强制检验的产品 (如压力容器) 管理。

(2) 防伪领域:商品防伪、证件防伪。

(3) 金融收费领域:公路 (不停车) 自动收费、电子票证及小额支付门票等。

(4) 其他领域:汽车防盗、物品跟踪等。

3. 射频识别技术原理及系统组成

射频识别技术 (RFID) 是从20世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术。自动识别技术主要功能是能提供关于个人、动物、货物和商品的区别于它物的信息。在当今的服务领域, 商品销售、后勤分配、材料流通等领域已得到了快速的普及和应用。RFDI系统是C 1卡技术的延伸和发展, 它具有非接触、无污染、识别率高、保密性强等优点。射频识别系统的数据存储在电子数据载体之中。应答器的能量供应, 以及应答器与阅读器之间的数据交换不是通过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场, 并采用了无线电和雷达技术。射频识别是无线电频率识别的简称, 通过无线电波进行识别。同其他识别系统相比, 射频识别系统具有许多优点。射频识别系统组成图如下:

4. 功能

(1) 存储设备标识信息。

(2) 借还信息 (包括开启密码) 。

(3) 状态记录。

(4) 与读头之间的通信 (合法性验证、信息交换) 。

5. 举例

全世界的许多大型图书馆都已经使用了射频识别技术, 以加快资料的检入、检出、书架库存, 以及安全应用。低成本的弹性智能标签可以插入书籍内部, 让顾客无法看到。柜台人员可在几秒钟内检入或检出十几本书, 无需对每件物品进行人工拿取和对准方向的操作。这种签条还可以用于防盗, 与当前零售商使用的防店内行窃技术很相似。图书馆人员可以使用带有射频识别读取器的便携计算机来查看库存, 只要沿着书架通廊走过即可发现归档错误的资料, 读取器可以自动探测丢失的材料并警告操作员。图书馆的无线射频识别应用属于库存管理应用, 这种方式同样适用于其他许多行业。

无线射频识别 (RFID) 是当今自动识别数据收集行业发展最快的板块之一, 在实际应用中, 采用无线射频识别技术极大地改善了信息管理的能力。射频识别技术实际上克服了条形码应用当中所发现的某些限制, 因为它不属于条形码之类的光学技术, 在读取器与贴有标签的射频识别目标之间无需直视线。此外, 射频识别以无线方式发送数据, 属可读写技术, 因此它可以在跟踪周期内更新或改变编制在标签内的数据。

三、总结及展望

1. 总结

学校高精设备管理需要应用大量的先进技术和加强信息化管理手段, 射频识别技术的使用可以提高信息采集效率和准确性有效加强了高精设备管理及使用者、设备之间相互联系, 降低了信息交换成本, 可大大提高了采购设备要求的高精度, 为节省资金提高设备利用率得到保障。

2. 展望

无线射频识别技术 (RFID) 利用无线射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到自动识别目的, 具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如、可识别高速同时识别多个标签等优点, 操作快捷方便, 因此更适合于实现全校物资系统的自动化管理。解决数据融合的各种瓶颈问题。

本论文讨论的内容是RFID系统与各学校物资管理系统进行集成时的关键技术。随着各校物资管理的加强, 可以实现资源即时掌握、设备状态实时可控等目标。在这个过程中, 不断完善RFID技术的应用研究, 应用RFID技术实现各学校物资管理的思路和想法, 将使各校在物资管理领域实现节约、设备高效利用、科学物资管理、资产共享的创新。

参考文献

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