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射頻識別技術(shù)RFID(Radio Frequency Identification)是從八十年代起走向成熟的一項(xiàng)自動識別技術(shù)。它利用無線電技術(shù)進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識別和數(shù)據(jù)交換的目的。由于RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別,因此具有識別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠(yuǎn)、不受視線限制的優(yōu)點(diǎn),同時射頻識別卡還具有讀寫能力、可攜帶大量數(shù)據(jù)、難以偽造、具有智能功能等特點(diǎn)。 1.射頻識別系統(tǒng)原理 射頻識別系統(tǒng)的組成一般至少包括兩個部分:(1)射頻卡或稱電子標(biāo)簽(TAG)、讀寫器(Reader)。 在RFID系統(tǒng)中,射頻卡主要由存儲器、控制模塊、收發(fā)模塊和天線組成。存儲器用來保存約定格式的電子數(shù)據(jù),容量為幾個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,完成與讀寫器通信,天線(和電池)用于接受和發(fā)射信號。射頻卡封裝可以有不同形式,常見的有信用卡的形式及小圓片的形式。 讀寫器由處理模塊、收發(fā)模塊、接口模塊和天線組成。讀寫器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射無線電信號形成電磁場,區(qū)域大小取決于無線電工作頻率和天線尺寸。射頻卡經(jīng)過這個區(qū)域時檢測到讀寫器的信號就開始發(fā)送儲存的ID信息及數(shù)據(jù)。讀寫器發(fā)送的信號通常提供時鐘信號及射頻卡所需的足夠能量(轉(zhuǎn)化為直流電為無源射頻卡提供電源),其中的時鐘信號使數(shù)據(jù)同步,從而簡化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后,解碼并進(jìn)行錯誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性,然后通過RS323,RS422,RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡單的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測量、記錄不同的參數(shù)或甚至與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。 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)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合,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)用中需視距傳播識別且價格較高;中頻系統(tǒng)在13.56MHZ的范圍。這個頻率用于門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)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤。 射頻卡可分成三種:可讀寫(RW)、一次寫入多次讀出(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入的卡,寫入后數(shù)據(jù)不能改變。WORM卡比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼,不能更改,這樣提供了安全性。RO卡最便宜。 射頻卡分有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內(nèi)的電池能量,識別距離較長,可達(dá)幾米,但是它的壽命有限并且價格較高;無源射頻卡不含有電池,利用耦合讀寫器發(fā)射的電磁場能量作為自己的能量,它的重量輕,體積小,壽命可以非常長,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式和被動式。主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。被動式的射頻卡,使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù),它必須利用讀寫器的載波來調(diào)制自己的信號,在門禁或交通的應(yīng)用中適宜,因?yàn)樽x寫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,讀寫器的能量必須來去穿過障礙物兩次。而主動方式的射頻卡發(fā)射的信號僅穿過障礙物一次,因此主動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)載工具和貨架識別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集的場合應(yīng)用,對于需要頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合也很適用。因此,射頻識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、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;高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng);停車場管理系統(tǒng);物品管理;流水線生產(chǎn)自動化;安全出入檢查;倉儲管理;動物管理;車輛防盜等等。 RFID系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理,有效地解決了倉庫里與貨物流動有關(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的倉庫大門邊上,讀寫器和天線都放在叉車上,每個貨物都貼有條碼,所有條碼信息都被存儲在倉庫的中心計(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,由另一讀寫器識別并告知計(jì)算機(jī)中心它被放在哪個拖車上。這樣管理中心可以實(shí)時地了解到已經(jīng)生產(chǎn)了多少產(chǎn)品和發(fā)送了多少產(chǎn)品。并可自動識別貨物,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)近年來得到廣泛使用。PDT通常由一個掃描器、一個掌上電腦(帶存儲器、顯示器、鍵盤或手寫設(shè)備等)組成,掌上電腦的只讀存儲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PDT的掃描器掃描位置標(biāo)簽,貨架號碼、產(chǎn)品數(shù)量就采集到PDT中,再通過射頻技術(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)充和采購計(jì)劃等??梢?,射頻技術(shù)的引用將信息采集和處理集成起來,實(shí)現(xiàn)了物流信息的實(shí)時管理,大大提高了物流管理水平。 |
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