鐵手劍譜

          上善若水

          公告

          天下皆知美之為美,斯惡已;皆知善之為善,斯不善已。 故有無相生,難易相成,長短相形,高下相傾,音聲相和,前后相隨,恒也。
          <2007年8月>
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          統(tǒng)計

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          射頻識別標簽(RFID)(2)

          2 RFID簡介和發(fā)展

          2.1 概述

          射頻識別標簽(RFID)技術(shù)是一種綜合了自動識別技術(shù)(Auto-ID)和無線電射頻通信技術(shù)的新技術(shù)。它可望在網(wǎng)絡、生活、經(jīng)濟、文化、道德和倫理、法律、軍事等等諸多方面帶來徹底的變革,成為繼Internet和無線和移動通信之后又一個決定性的社會變革力量。并最終可能和Internet(IPV6)、移動通信網(wǎng)絡、無線傳感器網(wǎng)絡、生物識別技術(shù)、GPS技術(shù)等融合。

          RFID 的出現(xiàn)可追溯至上世紀30年代,當然其基本技術(shù)無線電射頻技術(shù)還可以追溯至1897年Guglielmo Marconi 發(fā)明無線電的時候。RFID 采用與無線電廣播相同的物理原理來發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。

          RFID的基本前端系統(tǒng)一般由3個部分組成:

          • 標簽(tag)或者雷達收發(fā)器(transponder);
          • 接收器(receiver)或者閱讀器(reader);
          • 天線。

          而這些部件則有許多變體,基于不同的功率、發(fā)射范圍和距離、天線設(shè)計、工作頻率、數(shù)據(jù)容量、管理和操作軟件、數(shù)據(jù)編碼格式、空中接口和通信協(xié)議等等。這樣,便出現(xiàn)了許多不同類型的系統(tǒng),具有不同的特點和針對的應用范疇。

          這些應用中涉及和影響到當今社會、生活、經(jīng)濟、軍事、法律和文化的方方面面。而目前最熱烈和最受關(guān)注的莫過于廉價標簽在商品(貨物)流通生命周期過程中的識別應用。

          2.2 發(fā)展和趨勢

          2.2.1 早期

          RFID技術(shù)很早就和軍事聯(lián)系在一起。在上世紀30年代,美國陸軍和海軍都面臨著在陸地、海上和空中對目標的識別的問題。1937年,美國海軍研究試驗室(U.S. Naval Research Laboratory (NRL))開發(fā)了敵我識別系統(tǒng)(Identification Friend-or-Foe (IFF) system),來將盟軍的飛機和敵方的飛機區(qū)別開來。這種技術(shù)后來在50年代成為現(xiàn)代空中交通管制的基礎(chǔ)。并且是早期RFID技術(shù)的萌芽,而優(yōu)先地應用在軍事、實驗室等。

          早期系統(tǒng)組件昂貴而龐大,但隨著集成電路、可編程存儲器、微處理器、以及軟件技術(shù)和編程語言的發(fā)展,創(chuàng)造了RFID技術(shù)推廣和部署的基礎(chǔ)。

          60年代后期和70年代早期,有些公司(如Sensormatic 和Checkpoint Systems)開始推廣稍微不那么復雜的RFID系統(tǒng)的商用,主要用于電子物品監(jiān)控(electronic article surveillance (EAS)),即保證倉庫、圖書館等等的物品安全和監(jiān)視。這種早期的商業(yè)RFID 系統(tǒng),稱為1-bit 標簽系統(tǒng),相對容易構(gòu)建、部署和維護。但是這種1比特系統(tǒng)只能檢測被表示的目標是否在場,不能有更大的數(shù)據(jù)容量,甚至不能區(qū)分被標識目標之間的差別。

          2-1

          圖表 2?1 早期的RFID發(fā)展里程碑

          2.2.2 從檢測到唯一性識別

          因此早期的1bit系統(tǒng)只能作為簡單的檢測用途。

          在70年代,制造、運輸、倉儲等行業(yè)都試圖研究和開發(fā)基于IC的RFID 系統(tǒng)的應用。比如、工業(yè)自動化、動物識別、車輛跟蹤等等。在此期間,基于IC的標簽體現(xiàn)出了可讀寫存儲器、更快的速度、更遠的距離等優(yōu)點。但這些早期的系統(tǒng)仍然是專有的設(shè)計、沒有相關(guān)標準、也沒有功率和頻率的管理。

          在80年代早期,更加完善的RFID 技術(shù)和應用出現(xiàn),比如鐵路車輛的識別、農(nóng)場動物和農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤。

          90年代,道路電子收費系統(tǒng)在大西洋沿岸得到廣泛應用,從意大利、法國、西班牙、葡萄牙、挪威,到美國的達拉斯、紐約和新澤西。這些系統(tǒng)提供了更完善的訪問控制特征,因為它們集成了支付功能,也成為綜合性的集成RFID應用的開始。

          從90年代開始,多個區(qū)域和公司開始注意這些系統(tǒng)之間的互操作性,即運行頻率和通信協(xié)議的標準化問題。只有標準化,才能將RFID的自動識別技術(shù)得到更廣泛的應用。比如,這時期美國出現(xiàn)的E-ZPass 系統(tǒng)。

          同時,作為訪問控制和物理安全的手段, RFID 卡鑰匙開始流行起來,試圖取代傳統(tǒng)的訪問控制機制。這種稱為非接觸式的IC智能卡具有較強的數(shù)據(jù)存儲和處理能力,能夠針對持有人進行個性化處理,也能夠更靈活地實現(xiàn)訪問控制策略。

           2-2

          圖表 2?2 唯一性識別的應用

          2.2.3 RFID的熱潮和整合性應用

          在上世紀末期,大量的RFID 應用指數(shù)般地試圖擴展到全球范圍。

          在美國,Texas Instruments 則是這方面的推動先鋒。TI從1991年開始建立德州儀器注冊和識別系統(tǒng)(Texas Instruments Registration and Identification Systems (TIRIS))。該系統(tǒng)如今叫TI-RFid (Texas Instruments Radio Frequency Identification System),已經(jīng)是一個主要的RFID應用開發(fā)平臺。

          在歐洲,EM Microelectronic-Marin 從1971年開始研究超低功率的集成電路。1982年,Mikron Integrated Microelectronics 開始了ASIC技術(shù),并在1987年由其奧地利分公司開始開發(fā)識別和智能卡芯片。1995年,Philips Semiconductors 收購了Mikron Graz。如今EM Microelectronic 和Philips Semiconductors 是歐洲的主要RFID 廠商。

          從技術(shù)上看,數(shù)年前,所部署的RFID應用基本上都是低頻(LF) 和高頻 (HF) 的被動式RFID技術(shù)。LF 和HF 系統(tǒng)都具有優(yōu)先的數(shù)據(jù)傳輸速度和有效距離。因此,有效距離限制了可部署性。數(shù)據(jù)傳輸速度則限制了其可伸縮性。因此,90年代后期,開始出現(xiàn)甚高頻(UHF)的主動式標簽技術(shù),提供更遠的傳輸距離,更快的傳輸速度。基于此,重載的企業(yè)應用才開始使用這種技術(shù),比如供應鏈管理中的托盤和包裝跟蹤、存貨和倉庫管理、集裝箱管理、物流管理等等。并且逐漸試圖成為合成的企業(yè)應用(包括ERP、SCM、CRM、EAM、B2B等等)的數(shù)據(jù)和語義基礎(chǔ)。

          從90年代末期到現(xiàn)在,零售巨頭如Wal-Mart,Target,Metro Group 以及一些政府機構(gòu),如美國國防部 (DoD),都開始推進RFID應用,并要求他們的供應商也采用此技術(shù)。同時,標準化的紛爭出現(xiàn)了多個全球性的RFID標準和技術(shù)聯(lián)盟,主要有EPCglobal、AIM Global、ISO/IEC、UID、IP-X 等。這些組織主要在標簽技術(shù)、頻率、數(shù)據(jù)標準、傳輸和接口協(xié)議、網(wǎng)絡運營和管理、行業(yè)應用等方面試圖達成全球統(tǒng)一的平臺。

          2-3

          圖表 2?3 整合應用開始

          2.3 RFID系統(tǒng)的組成

          一個RFID 系統(tǒng) 通常有兩個組件組成: (Figure 1.7):

          • 收發(fā)器(transponder)或者標簽(Tag),位于或者通過某種物理手段附加于被識別的對象之上;
          • 訊問器(interrogator)或者閱讀器(reader),取決于設(shè)計和所采用的技術(shù),可以是閱讀或者讀寫設(shè)備。
          • 2-4

          圖表 2?4 RFID系統(tǒng)的主要構(gòu)成

          閱讀器通常包含一個射頻模塊(發(fā)射器和接收器),一個控制單元和一個與收發(fā)器的耦合單元。另外,某些閱讀器還包含其他數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)(RS 232, RS 485,TCP/IP等),以便將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他系統(tǒng) (PC, 機器人控制系統(tǒng)等)。

          雷達收發(fā)器,表示RFID系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù)載體,通常有一個耦合單元和一個電子芯片組成。(Figure 1.9)。雷達收發(fā)器通常不具備自身電源供應,當它不在質(zhì)詢器的質(zhì)詢范圍時,整體呈被動狀態(tài)。它只有在質(zhì)詢器的質(zhì)詢范圍之內(nèi)才被激活。激活雷達收發(fā)器的電力通過耦合單元傳輸給收發(fā)器,所需的數(shù)據(jù)和時鐘脈沖也是如此。

          2-5

          圖表 2?5 RFID 數(shù)據(jù)承載設(shè)備的主要布局。上面是一個UHF標簽,下面是一個HF標簽。

          posted on 2007-08-08 09:27 鐵手 閱讀(1249) 評論(3)  編輯  收藏 所屬分類: RFID

          評論

          # re: 射頻識別標簽(RFID)(2) 2007-08-08 11:58 cdl

          好文,不知道哪里有完整的DOC?
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          # re: 射頻識別標簽(RFID)(2) 2007-08-08 13:58 pass86

          超市用的那個東東。
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          # re: 射頻識別標簽(RFID)(2) 2007-08-10 10:06 鐵手

          完整文檔發(fā)完之后再整理
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