金年会无线射频识别本事及其利用和发达趋向

  金年会     |      2024-04-14 01:06

  无线射频识别工夫(Radio Frequency Identification,RFID),或称射频识别工夫,是从二十世纪90年代崛起的一项非接触式主动识别工夫。它是愚弄射频式样举办非接触双向通讯,以到达主动识别宗旨对象并获取闭连数据,具有精度高、适当情况才具强、抗骚扰强、操作火速等很众便宜。

  目前常用的主动识别工夫中,条码和磁卡的本钱较低,然则都容易磨损,且数据量很小;接触式IC卡的价值稍高些,数据存储量较大,安闲性好,然则也容易磨损,寿命短;而射频卡达成了免接触操作,操纵容易,无死板磨损,寿命长,无需可睹光源,穿透性好,抗污染才具和耐久性强,并且,能够正在恶毒情况下事情,对情况央浼低,读取间隔远,无需与宗旨接触就能够取得数据,支撑写入数据,无需从新创制新的标签,可反复行使,而且行使了防冲克工夫,可能识别高速运动物体并可同时识别众个射频卡。

  近年来,无线射频识别工夫正在邦外里进展很速,RFID产物品种良众,像TI、Motorola、Philips、Microchip等天下闻名厂家都临盆RFID产物,而且各有特性,自成系列。RFID已被普通操纵于工业主动化、贸易主动化、交通运输限定统治等浩瀚范畴,比如汽车或火车等的交通监控编制、高速公途主动收费编制、物品统治、流水线临盆主动化、门禁编制、金融贸易、仓储统治、畜牧统治、车辆防盗等。跟着本钱的降落和轨范化的真话,RFID工夫的一切推行和普及操纵将是不行逆转的趁势。

  RFID编制因操纵区别其构成会有所区别,但根基都由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和数据调换与统治编制(Processor)三大一面构成。电子标签(或称射频卡、应答器等),由耦合元件及芯片构成,此中饱含带加密逻辑、串行EEPROM(电可擦除及可编程式只读存储器)、微管理器CPU以及射频收发及闭连电途。电子标签具有智能读写和加密通讯的功效,它是通过无线电波与读写摆设举办数据调换,事情的能量是由阅读器发出的射频脉冲供给。阅读器,有时也被称为盘问器、读写器或读出装备,闭键由无线收发模块、天线、限定模块及接口电途等构成。阅读器可将主机的读写敕令传送到电子标签,再把从主机发往电子标签的数据加密,将电子标签返回的数据解密后送到主机。数据调换与统治编制闭键告终数据消息的存储及统治、对卡举办读写限定等。

  RFID编制的事情道理如下:阅读器将要发送的消息,经编码后加载正在某一频率的载波信号上经天线向外发送,进入阅读器事情区域的电子标签接受此脉冲信号,卡内芯片中的相闭电途对此信号举办调制、解码、解密,然后对敕令乞请、暗号、权限等举办判别。若为读敕令,限定逻辑电途则从存储器中读取相闭消息,经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器,阅读器对接受到的信号举办解调、解码、解密后送至核心消息编制举办相闭数据管理;若为批改消息的写敕令,相闭限定逻辑惹起的内部电荷泵提拔事情电压,供给擦写EEPROM中的实质举办改写,若经判别其对应的暗号和权限不符,则返回堕落消息。RFID根基道理框图如图1所示。正在RFID编制中,阅读器必需正在可阅读的间隔局限内爆发一个适合的能量场以胀动电子标签。当目前相闭的射频拘束下,欧洲的大一面地域各向同性有用辐射功率限度正在500mW,云云的辐射功率正在870MHz,可近似到达0.7米。美邦、加拿大以及其他少少邦度,无需授权的辐射拘束为各向同性辐射功率为4W,云云的功率将到达2米的阅读间隔,正在取得授权的环境下,正在美邦发射30W的功率将使阅读区增大到5.5米独揽。

  (1)遵照电子标签事情频率的区别平时可分为低频(30kHz~300kHz)、中频(3MHz~30MHz)和高频编制(300MHz~3GHz)。RFID编制的常睹事情频率有低频125kHz、134.2kHz,中频13.56MHz,高频860MHz~930MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频编制特性是电子标签内存储的数据量较少,阅读间隔较短,电子标签外形众样,阅读天线宗旨性不强等。闭键用于短间隔、低本钱的操纵中,如无数的门禁限定、校园卡、煤气外、水外等;中频编制则用于需传送豪爽数据的操纵编制;高频编制的特性是电子标签及阅读器本钱均较高,标签内存储的数据量较大,阅读间隔较远(可达十几米),适当物体高速运动,职能好。阅读天线及电子标签天线均有较强的宗旨性,但其天线宽波束宗旨较窄且价值较高,闭键用于必要较长的读写间隔和高读写速率的局面,众正在火车监控、高速公途收费等编制中操纵。

  (3)遵照电子标签的有源和无源又可分为有源的和无源的。有源电子标签行使卡内电流的能量、识别间隔较长,可达十几米,然则它的寿命有限(3~10年),且价值较高;无源电子标签不含电池,它接受到阅读器(读出装备)发出的微波信号后,愚弄阅读器发射的电磁波供给能量,平常可做到免庇护、重量轻、体积小、寿命长、较低贱,但它的发射间隔受限度,平常是几十厘米,且必要阅读器的发射功率大。

  (4)遵照电子标签调制式样的区别还可分为主动式(Active tag)和被动式(Passive tag)。主动式的电子标签用本身的射频能量主动地发送数据给读写器,闭键用于有打击物的操纵中,间隔较远(可达30米);被动式的电子标签,行使调制散射式样发射数据,它必需愚弄阅读器读写器的载波调制我方的信号,适宜正在门禁或交通的操纵中行使。

  ISO 11784和ISO 11785划分规矩了动物识此外代码机闭和工夫规则,轨范中没有对应答器样式尺寸加以规矩,以是能够计划成适合于所涉及的动物的种种方式,如玻璃管状、卫标或项圈等。代码机闭为64位,此中的27至64位可由各个邦度自行界说。工夫规则规矩了应答器的数据传输法子和阅读器样板。事情频率为134.2kHz,数据传输式样有全双工和半双工两种,阅读器数据以差分双相代码外现,应答器件采用FSK调制,NRZ编码。因为存正在较长的应答器充电时代和事情频率的限度,通讯速度较低。

  ISO 10536轨范进展于1992年1995年间,因为这种卡的本钱高,与接触式IC卡比拟便宜很少,以是这种卡从未正在市集上贩卖。ISO 14443和ISO 15693轨范正在1995年起初操作,其告终则是正在2000年之后,二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率。ISO 15693读写间隔较远,而ISO 14443读写间隔稍近,但操纵较普通。目前的第二代电子身份证采用的轨范是ISO 14443 TYPE B条约。ISO 14443界说了TYPE A、TYPE B两品种型条约,通讯速度为106kbit/s,它们的区别闭键正在于载波的调制深度及位的编码式样。TYPE A采用开闭头控(On-Off keying)的Manchester编码,TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。TYPE B与TYPE A比拟,具有传输能量继续止、速度更高、抗骚扰才具列强的便宜。RFID的中心是防冲克工夫,这也是和接触式IC卡的闭键区别。ISO 14443-3规矩了TYPE A和TYPE B的防冲克机制。二者防冲克机制的道理区别,前者是基于位冲克检测条约,而TYPE B通讯系列敕令序列告终防冲克。ISO 15693采用轮寻机制、分时盘问的式样告终防冲克机制。防冲克机制使得同时处于读写区内的众张卡的精确操作成为大概,既利便了操作,也升高了操作的速率。

  ISO 18000是一系列轨范,此轨范是目前较新的轨范,出处是它可用于商品的供应链,此中的一面轨范也正正在酿成之中。ISO 18000-6根基上是整合了少少现有RFID厂商的减速器规格和EAN-UCC所提出的标签架构央浼而订出的样板。ISO 18000只规矩了氛围接口条约,对数据实质和数据机闭无尽度,以是可用于EPC。

  平时RFID的产物按其行使功效能够分为身份识别ID卡、消费IC、物流标帜卡金年会、远间隔识别卡等。目前各家厂商的RFID产物正在功效上各有偏重;瑞士EM公司的ID卡闭键用于身份识别,荷兰Philips公司的Mifare One卡闭键用于消费,美邦TI公司的标签卡闭键用于物流,瑞典TagMaster公司的远间隔卡闭键用于泊车职员物资远间隔识别等。

  目前行业轨范以及闭连产物轨范还区别一,电子轨范签迄今为止环球也还没有正式酿成一个同一的(包含各个频段)邦际轨范。轨范(迥殊是闭于数据式样界说的轨范)的区别一是限制RFID进展的要紧要素,而数据式样的轨范题目又涉及到各个邦度本身的愚弄和安闲。轨范的区别一也使目前各个厂家推出的RFID产物互不兼容,这势必停滞了来日RFID产物的互通和进展,以是,怎样使这些轨范彼此兼容,让一个RFID产物能顺手地正在民办局限中通畅是目前要紧而急迫的题目。目前,良众邦度都正正在攥紧时代拟订各自的轨范,我邦电子标签工夫还正处正在研发阶段。

  目前普通行使的无源RFID编制还没有至极牢靠的安闲机制,无法对数据举办很好的保密,RFID数据还容易受到攻击,闭键是由于RFID芯片自身,以及芯片正在读或者写数据的进程中都很容易被黑客所愚弄。别的,尚有识别率的题目,因为液体和金属制口等对无线电信号的骚扰很大,RFID标签的凿凿识别率目前还只要80%独揽,离大范围现实操纵所央浼的成熟水平也尚有必定差异。

  从总体上而方,RFID工夫仍然逐渐进展成为一个独立的跨学科的专业范畴,它将豪爽来自告终区别专业范畴的工夫归纳到一同:如高频工夫、电磁兼容性、半导体工夫、数据回护和暗号学、电信、创筑工夫和很众专业范畴。RFID工夫所能操纵和发扬效应的闭键方面包含俭省人工本钱,升高功课精准性,加快管理速率,有用跟踪物活动态等,目前RFID工夫已被普通操纵于工业主动化、贸易主动化、交通运输限定统治等浩瀚范畴。2004年11月初,美邦《VAR Vusiness》杂志告终的一项工夫景遇考查呈文,评出了2005年“七大热门科技走向”,此中把射频识别工夫(RFID)行为2005年科技业的打破性工夫。美邦沃尔玛及美邦邦防部等正正在推动一切导入RFID的企图,很众高科技公司也正正在开采RFID专用的软件和硬件,这些公司包含英特尔,微软,甲骨文和SUN等。ABI揣摸,到2008年,RFID电子标签、阅读器和闭连软件与效劳的贩卖额可望增至30亿美元,RFID工夫市集正在来日五年内将稀有万亿美元的市集空间。

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