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物联网与电子标签

木马童年 2019-6-10 21:25 12 0

  摘要:本文介绍了物联网的定义以及RFID的定义、组成,分类、原理,并且还分析了RFID技术在物联网中的地位及作用。 中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-9002097.htm  关键词:物联网;RFID;射频识别:标 ...

  摘要:本文介绍了物联网的定义以及RFID的定义、组成,分类、原理,并且还分析了RFID技术在物联网中的地位及作用。 中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-9002097.htm  关键词:物联网;RFID;射频识别:标签

1、引言

物联网(The Internet of things)足时下最热门的话题之一,被称为继计算机、瓦联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。每一次大危机,都会催生一些新技术,而新技术也是使经济,特别是工业走出危机的巨大推动力。2008年席卷全球的金融危机也不例外,相关国家正在试图通过“物联嘲”走出经济的泥沼。2009年初,美国总统奥巴马就职后,将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器。而我国也开始加速推动“物联网”的进程。业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方而可以为全球经济的复苏提供技术动力。而RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别,是构建物联网的关键技术。所以要想组建好物联网,必须先做好RFID技术。

2、主要内容

2.1物联网

物联网的定义是:通过射频识别(RFlD)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念足在1999年提出的。

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过丌放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。

物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层是物联网的皮肤和五官识别物体,采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体,采集信息,与人体结构中皮肤和五官的作用相似。 网络层是物联网的神经中枢和人腩信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理,类似于人体结构中的神经中枢和大脑。 应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合,实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化,这类似于人的社会分工,最终构成人类社会。

2.2 RFID技术

2.2.1定义

RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别,俗称电子标签。

RFID射频识别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,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术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。

埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术:“第一,可以识别单个的非常具体的物体,而不是像条形码那样只能识别一类物体:第二,其采用无线电射频,可以透过外部材料读取数据,而条形码必须靠激光来读取信息;第三,可以同时对多个物体进行识读,而条形码只能一个一个地读。此外,储存的信息量也非常大。”

2.2.2 组成

最基本的RFID系统由三部分组成:

标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;

阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式:

天线(Antenna);在标签和读取器间传递射频信号。

2.2.3 分类

(1)根据标签的供电形式分类

依据射频标签工作所需能量的供给方式,可以将RFID系统分为;有源、无源和半有源系统。

(2)根据标签的数据调制方式分类

标签的数据调制方式即标签是通过何种形式方法与读头之间进行数据交换,据此RFID可分为主动式、被动式和半主动式。

(3)根据工作频率分类

RFID系统的工作频率即为读头发送无线信号时所用的频率,一般可以分为低频(30 KHz~300 KH z)、高频(3MHz~30MHz)、超高频(300MHz~3GHz)和微波(2.45GHz以上)。

(4)根据标签的可读性分类

射频标签内部使用的存储器类型不一样,可以分为可读写卡(RW),一次写入多次读出卡(WORM)和只读卡(RO),只读卡标签内一般只有只读存储器(ROM)和随即存储器(RAM)和缓冲存储器,而可读写卡一般还有非活动可编程记忆存储器。这种存储器除了存储数据功能外,还具有在适当条件下允许多次写入数据的功能。

(5)根据RFID系统标签和读头之间的通信工作时序分类

时序指的是读头和标签的工作次序问题,即是读头主动唤醒标签(RTF,Reader Talk First)还是标签首先自报家门(TTF, Tag Talk First)的方式。一般来说,无源标签一般是TTF方式,TTF系统通信协议比较简单,防冲撞能力更强,速度更快。

2.2.4 RFID技术的基本工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,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(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

2.3物联网与RFID电子标签的关系

物联网(Internet of Things),指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、二维码、全球定位系统等与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,方便识别和管理,RFID电子标签是核心技术。

物联网的到来,标志着人类正在酝酿着一场更大的科技革命。这场科技革命的本质是;凭借每一个物品都被赋予的唯一编码标识,再以射频识别技术(RFID)、无线传感网络技术(WSN)以及无线宽带网络(WBN)技术为基础的物联网技术,将所有物品的信息进行采集并转换成信息流,通过互联网相结合,形成人与物之间、物与物之间全新的通信交流方式。这种全新的通信交流方式,将彻底改变人们对物品的管理模式、查询模式、控制模式、追溯模式,彻底改变企业的工作效率、管理机制以及人们的生活方式及行为模式。

3、结语

近几年,在国家发改委、科技部以及工业和信息化部主管司局的支持下,RFID无论是技术研发还是产业化发展,或者是信息化试点项目都取得了可喜的成绩。作为物联网的核心基础之一,RFID产业能否健康发展将直接关系到物联网建设的成败。随着RFID技术的不断发展与成熟,物联网的应用离我们的生活越来越近了。

参考文献

[1]芬肯策勒、吴晓峰,射频识别技术,电子工业出版社,2006.

[2]董铁,物流电子商务,清华大学出版社,2006.

[3]刘守义,毛丰江,智能卡技术[M],西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[4]Mike Hendry著,杨义先编译,智能卡安全与应用[M],北京:人民邮电出社,2002.

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