课程：物流信息技术与信息系统
第三部分物流相关信息技术
第十七章射频识别技术
上海海事大学物流研究中心
射频识别技术概述
射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它具有可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象、射频标签具有可读写能力等突出特点，广泛应用于物料跟踪、车辆识别、生产过程控制等领域。
RFID系统通常由标签、识读器和计算机网络系统几部分组成。在建立射频识别系统时，除了要避免冲突
外，还要考虑系统工作的频率、系统识读的距离、系统安全要求、标签存储容量等。
射频识别技术基本原理
(1) 射频标签是信息载体，射频识读器为获取信息装置。射频标签和射频识读器之间利用感应、无线电波或微波进行非接触双向通信。(2) 识读器在一个区域发射能量形成电磁场，射频标签经过这个区域检测到识读器的信号后发送存储的数据，识读器接收射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性以达到识别的目的。
射频识别系统工作流程
1）识读器经过天线向外发射无线电载波信号。2）当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息经天线发射出去。3）系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调节器传给识读器。识读器对接到的信号进行解调解码，送后台电脑控制器。4）电脑控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。5）执行机构按电脑的指令动作。6）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，根据不同的项目可以设计不同的软件来实现不同的功能。
射频识别系统的构成
RFID系统通常由标签、识读器和计算机网络系统几部分组成。
射频标签是射频识别系统中存储可识别数据的电子装置。识读器是将标签中的信息读出，或将标签所需要存储的信息写入标签的装置。计算机网络系统是对数据进行管理和通信传输的设备。
射频标签
通常射频标签是安装在被识别对象上，存储被识别对象的相关信息。标签存储器中的信息可由识读器进行非接触读/写。射频标签一般由调制器、编码发生器、时钟、存储器及天线组成。
射频标签的分类
根据射频标签工作方式分为，主动式、被动式和半被动式三种类型。根据射频标签的读写方式可以分为：只读型标签和读写型标签两类。根据射频标签有无电源可分为无源标签和有源标签两类。
根据射频标签的工作频率可分为低频标签、高频标签、超高频标签和微波标签四类。
1GHz低频标签高频标签超高频标签微波标签
根据射频标签的工作距离可分为远程标签、近程标签、超近程标签三类。
工作距离在100cm以上的标签称为远程标签；工作在距离10cm至100cm的标签称为近程标签。工作距离在0.2cm至10cm的标签称为超近程标签。
射频识别技术的突出特点
具有可非接触识别（识别距离可以从十厘米至几百米）、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象、具有可读写能力等。射频识别技术应用过程涉及无线通信协议、发射功率、占用频率等多方因素，目前尚未形成在开放系统中应用的统一标准，因此，射频识别技术主要应用在一些闭环应用系统中。
射频识别技术目前应用
（1）防伪领域
各类电子票证、身份证明、特殊商品防伪等；第二代身份证，采用了13.56MHz的射频识别技术。
城市交通一卡通工程；铁路的调度和统计系统；高速公路不停车收费系统。
基于RFID的铁路车号自动识别系统（Auto Train Identification System：ATIS)在全国范围内成功应用，1.7万辆机车附有半被动式RFID标签，50万节车厢被贴上被动式RFID标签。
生产流水线控制；物料自动配送；在制品与当前物料的自动核对。汽车制造业：上汽通用、上汽大众、北京现代、长安福特、奇瑞轿车、柳州汽车、昌河汽车、长春一汽等都先后采用了RFID系统应用。（2）交通信息化（3）工业制造
（4）烟草成品物流的监控监管
我国实行烟草专卖制度，烟厂出产的每一箱产品都拥有唯
一的识别号和条码标签，每一个流转环节都要逐一扫描这些条码标签，无论是效率还是成本都有问题。国家烟草总局制定了用RFID监管监控烟草成品物流供应链的解决方案
进入港区的集装箱需要严格的核对查验，最大限度地提高通过速度。这一应用是国内UHF RFID 技术最成熟完善的应用之一，已成为集装箱码头作业管理不可或缺的手段。上海地区就已经为数万辆集卡安装了标签，已经装备的RFID读写设备达数百台之多。（5）港口车辆出入监控管理
发展历史
RFID技术产生于二战时期，雷达的改进和应用催生了射频识别技术1948年，美国科学家哈里•斯托克曼发表的《利用反射功率的通信》一文奠定了射频识别技术的理论基础。上世纪60年代RFID技术处于实验室实验研究阶段，许多用无线能量进行远程物体识别的文章发表出来，还没有实用的应用系统。
70年代RFID技术的理论得到了发展，并开始了一些应用尝试。1973年，Mario W. Cardullo获得了第一个带可写存储的主动RFID标签的美国专利。同年加利福尼亚企业家Charles Walton获得了不用钥匙开门的被动收发器专利。70年代美国政府也致力于RFID系统开发，美国能源部委托Los Alamos国家实验室开发跟踪核原料的系统，科学家们提出在安全设施的大门处安装读头，在卡车上装收发器的概念，大门上的天线唤醒卡车上的收发器，从而进行身份识别，80年代中期此项技术被商用化到汽车收费系统。同期该实验室受农业部委托开发被动式RFID标签的奶牛跟踪系统，
由此被动式RFID系统被开发出来。80年代是RFID技术全面实现的年代，但价格比较昂贵，商业应用只限于汽车收费等少数领域，直接在物流方面应用较少。
90年代，IBM工程师开发了超高频（UHF）RFID系统并申请了专利，在沃尔玛进行了早期实验。1999年，在UCC、EAN、保洁公司和吉利公司在麻省理工共同资助成立Auto-ID中心，致力于降低RFID标签成本，从而使UHF频率的RFID技术获得新生。1999年至2003年，Auto-ID中心得到了100多个大公司，包括美国国
防部和主要RFID供应商支持，并在澳大利亚、英国、瑞典、日本和中国设立了研究实验室。源自David Brock和Sanjay Sarma教授的思想，开发出被UCC和EAN授权的EPCglobal系统，现在GS1管理下。GS1的EPCglobal将RFID技术纳入进来，从而可实现更好的供应链全程可视化。世界上一些大的零售商包括艾伯森，麦德龙，Target，特易购，沃尔玛以及美国国防部都声明计划采用EPC技术跟踪他们供应链中的货物，越来越多的企业加入进来，EPCglobal技术也在不断完善中，2004年底发布了第二代标准。
RFID
未来
在建立射频识别系统时要注意解决的问题1）避免冲突
避免识读器冲突，避免标签冲突
识读器读取信息的距离取决于识读器的能量和使用频率。通常来讲，高频率的标签有更大的读取距离，但是它需要识读器输出的电磁波能量更大。2）识读距离
3）安全要求
课程：物流信息技术与信息系统
第三部分物流相关信息技术
第十七章射频识别技术
上海海事大学物流研究中心
射频识别技术概述
射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它具有可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象、射频标签具有可读写能力等突出特点，广泛应用于物料跟踪、车辆识别、生产过程控制等领域。
RFID系统通常由标签、识读器和计算机网络系统几部分组成。在建立射频识别系统时，除了要避免冲突
外，还要考虑系统工作的频率、系统识读的距离、系统安全要求、标签存储容量等。
射频识别技术基本原理
(1) 射频标签是信息载体，射频识读器为获取信息装置。射频标签和射频识读器之间利用感应、无线电波或微波进行非接触双向通信。(2) 识读器在一个区域发射能量形成电磁场，射频标签经过这个区域检测到识读器的信号后发送存储的数据，识读器接收射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性以达到识别的目的。
射频识别系统工作流程
1）识读器经过天线向外发射无线电载波信号。2）当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息经天线发射出去。3）系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调节器传给识读器。识读器对接到的信号进行解调解码，送后台电脑控制器。4）电脑控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。5）执行机构按电脑的指令动作。6）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，根据不同的项目可以设计不同的软件来实现不同的功能。
射频识别系统的构成
RFID系统通常由标签、识读器和计算机网络系统几部分组成。
射频标签是射频识别系统中存储可识别数据的电子装置。识读器是将标签中的信息读出，或将标签所需要存储的信息写入标签的装置。计算机网络系统是对数据进行管理和通信传输的设备。
射频标签
通常射频标签是安装在被识别对象上，存储被识别对象的相关信息。标签存储器中的信息可由识读器进行非接触读/写。射频标签一般由调制器、编码发生器、时钟、存储器及天线组成。
射频标签的分类
根据射频标签工作方式分为，主动式、被动式和半被动式三种类型。根据射频标签的读写方式可以分为：只读型标签和读写型标签两类。根据射频标签有无电源可分为无源标签和有源标签两类。
根据射频标签的工作频率可分为低频标签、高频标签、超高频标签和微波标签四类。
1GHz低频标签高频标签超高频标签微波标签
根据射频标签的工作距离可分为远程标签、近程标签、超近程标签三类。
工作距离在100cm以上的标签称为远程标签；工作在距离10cm至100cm的标签称为近程标签。工作距离在0.2cm至10cm的标签称为超近程标签。
射频识别技术的突出特点
具有可非接触识别（识别距离可以从十厘米至几百米）、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象、具有可读写能力等。射频识别技术应用过程涉及无线通信协议、发射功率、占用频率等多方因素，目前尚未形成在开放系统中应用的统一标准，因此，射频识别技术主要应用在一些闭环应用系统中。
射频识别技术目前应用
（1）防伪领域
各类电子票证、身份证明、特殊商品防伪等；第二代身份证，采用了13.56MHz的射频识别技术。
城市交通一卡通工程；铁路的调度和统计系统；高速公路不停车收费系统。
基于RFID的铁路车号自动识别系统（Auto Train Identification System：ATIS)在全国范围内成功应用，1.7万辆机车附有半被动式RFID标签，50万节车厢被贴上被动式RFID标签。
生产流水线控制；物料自动配送；在制品与当前物料的自动核对。汽车制造业：上汽通用、上汽大众、北京现代、长安福特、奇瑞轿车、柳州汽车、昌河汽车、长春一汽等都先后采用了RFID系统应用。（2）交通信息化（3）工业制造
（4）烟草成品物流的监控监管
我国实行烟草专卖制度，烟厂出产的每一箱产品都拥有唯
一的识别号和条码标签，每一个流转环节都要逐一扫描这些条码标签，无论是效率还是成本都有问题。国家烟草总局制定了用RFID监管监控烟草成品物流供应链的解决方案
进入港区的集装箱需要严格的核对查验，最大限度地提高通过速度。这一应用是国内UHF RFID 技术最成熟完善的应用之一，已成为集装箱码头作业管理不可或缺的手段。上海地区就已经为数万辆集卡安装了标签，已经装备的RFID读写设备达数百台之多。（5）港口车辆出入监控管理
发展历史
RFID技术产生于二战时期，雷达的改进和应用催生了射频识别技术1948年，美国科学家哈里•斯托克曼发表的《利用反射功率的通信》一文奠定了射频识别技术的理论基础。上世纪60年代RFID技术处于实验室实验研究阶段，许多用无线能量进行远程物体识别的文章发表出来，还没有实用的应用系统。
70年代RFID技术的理论得到了发展，并开始了一些应用尝试。1973年，Mario W. Cardullo获得了第一个带可写存储的主动RFID标签的美国专利。同年加利福尼亚企业家Charles Walton获得了不用钥匙开门的被动收发器专利。70年代美国政府也致力于RFID系统开发，美国能源部委托Los Alamos国家实验室开发跟踪核原料的系统，科学家们提出在安全设施的大门处安装读头，在卡车上装收发器的概念，大门上的天线唤醒卡车上的收发器，从而进行身份识别，80年代中期此项技术被商用化到汽车收费系统。同期该实验室受农业部委托开发被动式RFID标签的奶牛跟踪系统，
由此被动式RFID系统被开发出来。80年代是RFID技术全面实现的年代，但价格比较昂贵，商业应用只限于汽车收费等少数领域，直接在物流方面应用较少。
90年代，IBM工程师开发了超高频（UHF）RFID系统并申请了专利，在沃尔玛进行了早期实验。1999年，在UCC、EAN、保洁公司和吉利公司在麻省理工共同资助成立Auto-ID中心，致力于降低RFID标签成本，从而使UHF频率的RFID技术获得新生。1999年至2003年，Auto-ID中心得到了100多个大公司，包括美国国
防部和主要RFID供应商支持，并在澳大利亚、英国、瑞典、日本和中国设立了研究实验室。源自David Brock和Sanjay Sarma教授的思想，开发出被UCC和EAN授权的EPCglobal系统，现在GS1管理下。GS1的EPCglobal将RFID技术纳入进来，从而可实现更好的供应链全程可视化。世界上一些大的零售商包括艾伯森，麦德龙，Target，特易购，沃尔玛以及美国国防部都声明计划采用EPC技术跟踪他们供应链中的货物，越来越多的企业加入进来，EPCglobal技术也在不断完善中，2004年底发布了第二代标准。
RFID
未来
在建立射频识别系统时要注意解决的问题1）避免冲突
避免识读器冲突，避免标签冲突
识读器读取信息的距离取决于识读器的能量和使用频率。通常来讲，高频率的标签有更大的读取距离，但是它需要识读器输出的电磁波能量更大。2）识读距离
3）安全要求