射頻識(shí)別技術(shù)RFID(Radio Frequency Identification)是從八十年代起走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它利用無(wú)線電技術(shù)進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。由于RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫(xiě)器之間不用接觸就可完成識(shí)別,因此具有識(shí)別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠(yuǎn)、不受視線限制的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)射頻識(shí)別卡還具有讀寫(xiě)能力、可攜帶大量數(shù)據(jù)、難以偽造、具有智能功能等特點(diǎn)。 1.射頻識(shí)別系統(tǒng)原理 射頻識(shí)別系統(tǒng)的組成一般至少包括兩個(gè)部分:(1)射頻卡或稱電子標(biāo)簽(TAG)、讀寫(xiě)器(Reader)。 在RFID系統(tǒng)中,射頻卡主要由存儲(chǔ)器、控制模塊、收發(fā)模塊和天線組成。存儲(chǔ)器用來(lái)保存約定格式的電子數(shù)據(jù),容量為幾個(gè)比特到幾十千比特不等,控制模塊、收發(fā)模塊通常集成到一塊芯片中,完成與讀寫(xiě)器通信,天線(和電池)用于接受和發(fā)射信號(hào)。射頻卡封裝可以有不同形式,常見(jiàn)的有信用卡的形式及小圓片的形式。 讀寫(xiě)器由處理模塊、收發(fā)模塊、接口模塊和天線組成。讀寫(xiě)器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射無(wú)線電信號(hào)形成電磁場(chǎng),區(qū)域大小取決于無(wú)線電工作頻率和天線尺寸。射頻卡經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí)檢測(cè)到讀寫(xiě)器的信號(hào)就開(kāi)始發(fā)送儲(chǔ)存的ID信息及數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器發(fā)送的信號(hào)通常提供時(shí)鐘信號(hào)及射頻卡所需的足夠能量(轉(zhuǎn)化為直流電為無(wú)源射頻卡提供電源),其中的時(shí)鐘信號(hào)使數(shù)據(jù)同步,從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。讀寫(xiě)器接收到卡的數(shù)據(jù)后,解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性,然后通過(guò)RS323,RS422,RS485或無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡,而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品和外部傳感器接口來(lái)測(cè)量、記錄不同的參數(shù)或甚至與GPS系統(tǒng)連接來(lái)跟蹤物體。 RFID系統(tǒng)根據(jù)工作頻率的不同可分為高頻、中頻及低頻系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)一般工作在100K-500KHZ;中頻系統(tǒng)工作在10MHZ到15MHZ左右;而高頻系統(tǒng)則可達(dá)850-950MHZ甚至2.4-5GHZ的微波段。高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合,象火車監(jiān)控,高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)。但天線波束較窄實(shí)用中需視距傳播識(shí)別且價(jià)格較高;中頻系統(tǒng)在13.56MHZ的范圍。這個(gè)頻率用于門(mén)禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用;低頻系統(tǒng)用于短距離、低成本的應(yīng)用中。如多數(shù)的門(mén)禁控制、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤。 射頻卡可分成三種:可讀寫(xiě)(RW)、一次寫(xiě)入多次讀出(WORM)和只讀卡(RO)。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多。如電話卡、信用卡等。WORM卡是用戶可以一次性寫(xiě)入的卡,寫(xiě)入后數(shù)據(jù)不能改變。WORM卡比RW卡要便宜。RO卡存有一個(gè)唯一的號(hào)碼,不能更改,這樣提供了安全性。RO卡最便宜。 射頻卡分有源及無(wú)源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)的電池能量,識(shí)別距離較長(zhǎng),可達(dá)幾米,但是它的壽命有限并且價(jià)格較高;無(wú)源射頻卡不含有電池,利用耦合讀寫(xiě)器發(fā)射的電磁場(chǎng)能量作為自己的能量,它的重量輕,體積小,壽命可以非常長(zhǎng),很便宜,但它的發(fā)射距離受限制,一般是幾十厘米到一米,且需要讀寫(xiě)器的發(fā)射功率大。 根據(jù)調(diào)制方式的不同還可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式的射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器。被動(dòng)式的射頻卡,使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù),它必須利用讀寫(xiě)器的載波來(lái)調(diào)制自己的信號(hào),在門(mén)禁或交通的應(yīng)用中適宜,因?yàn)樽x寫(xiě)器可以確保只激活一定范圍之內(nèi)的射頻卡。在有障礙物的情況下,用調(diào)制散射方式,讀寫(xiě)器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。而主動(dòng)方式的射頻卡發(fā)射的信號(hào)僅穿過(guò)障礙物一次,因此主動(dòng)方式工作的射頻卡則主要用于有障礙物的應(yīng)用中,距離更遠(yuǎn)(可達(dá)30米)。 2.射頻技術(shù)的應(yīng)用 RFID適合于物料跟蹤、運(yùn)載工具和貨架識(shí)別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集的場(chǎng)合應(yīng)用,對(duì)于需要頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場(chǎng)合也很適用。因此,射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域;汽車、火車等交通監(jiān)控;高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng);停車場(chǎng)管理系統(tǒng);物品管理;流水線生產(chǎn)自動(dòng)化;安全出入檢查;倉(cāng)儲(chǔ)管理;動(dòng)物管理;車輛防盜等等。 RFID系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理,有效地解決了倉(cāng)庫(kù)里與貨物流動(dòng)有關(guān)的信息的管理。它不但增加了一天內(nèi)處理貨物的件數(shù),還監(jiān)看著這些貨物的一切信息。射頻卡是貼在貨物所通過(guò)的倉(cāng)庫(kù)大門(mén)邊上,讀寫(xiě)器和天線都放在叉車上,每個(gè)貨物都貼有條碼,所有條碼信息都被存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)的中心計(jì)算機(jī)里,該貨物的有關(guān)信息都能在計(jì)算機(jī)里查到。當(dāng)貨物被裝走運(yùn)往別地時(shí),由另一讀寫(xiě)器識(shí)別并告知計(jì)算機(jī)中心它被放在哪個(gè)拖車上。這樣管理中心可以實(shí)時(shí)地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。并可自動(dòng)識(shí)別貨物,確定貨物的位置。 作為射頻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,便攜式數(shù)據(jù)終端PDT(Portable Digital Terminal)近年來(lái)得到廣泛使用。PDT通常由一個(gè)掃描器、一個(gè)掌上電腦(帶存儲(chǔ)器、顯示器、鍵盤(pán)或手寫(xiě)設(shè)備等)組成,掌上電腦的只讀存儲(chǔ)器中常駐有操作系統(tǒng),用于控制數(shù)據(jù)的采集和傳送。通過(guò)PDT的掃描器掃描位置標(biāo)簽,貨架號(hào)碼、產(chǎn)品數(shù)量就采集到PDT中,再通過(guò)射頻技術(shù)由PDT把這些數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),可以得到客戶產(chǎn)品清單、發(fā)票、發(fā)運(yùn)標(biāo)簽、該地所存產(chǎn)品代碼和數(shù)量等,并可據(jù)此決定貨物的補(bǔ)充和采購(gòu)計(jì)劃等??梢?jiàn),射頻技術(shù)的引用將信息采集和處理集成起來(lái),實(shí)現(xiàn)了物流信息的實(shí)時(shí)管理,大大提高了物流管理水平。 |
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