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RFID对于物联网领域的进步具有重要的意义

供稿:中国工控网 2016/7/25 9:24:14

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  • 关键词: RFID 物联网
  • 摘要:射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。许多行业都运用了射频识别技术。

  射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。许多行业都运用了射频识别技术。

  RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而 RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。射频识别系统最重要的优点是非接触识别,它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签,并且阅读速度极快,大多数情况下不到100毫秒。

  显然,RFID技术的飞速发展对于物联网领域的进步具有重要的意义。

  如今,图书馆利用RFID技术设置了严密的管理防盗控制系统,极大地保障了图书资源安全,提高了图书馆管理效率以及管理水平。

RFID技术原理及应用范围

  RFID(射频识别)技术基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性,实现对被识别物体的自动识别。作为条形码的无线版本,RFID 技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、智能卡上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更加自如等优点,已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一,它是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。

作为图书馆安全系统应用的RFID系统一个最基本的RFID系统,一般包括以下几个部份:一个载有目标物相关信息的智能卡即RFID智能卡、在读写器及RFID单元间传输RF信号的天线、一个接收从 RFID智能卡返回的RF信号并将解码的数据传输到主机系统以供处理的RFID读写器。目前,RFID系统已在交通管理、仓储管理、物流管理、生产线追踪等领域大展身手,将传输功能的优势体现在现代企业管理的对接系统中来。

图书馆RFID技术应用

  除了在交通管理、仓储管理、物流管理、生产线追踪领域的应用外,RFID技术凭其特有的特点已经引起国内外图书馆界的关注。其中亚洲国家新加坡国立图书馆在1998年后期开始使用RFID技术,成为世界上第一个应用此技术的图书馆。随后,美国、澳大利亚、中国等也相继采用了RFID技术。

  随着RFID技术在世界大范围的普及,2006年我国第一家RFID智能图书馆集美大学诚毅学院图书馆建成并投入使用。之后深圳图书馆新馆、国家图书馆、上海市长宁区图书馆等多家图书馆都纷纷应用了RFID技术。

RFID技术在图书光应用中的作用

◎自助借还书系统:为读者提供自助借书、还书操作,无需图书馆管理人员干预;

◎图书整理:实现对馆藏资料的自动盘点、排架、顺架,从而达到通借通还的目的;

◎RFID安全检测:对未办理完借出手续或禁止借出的图书,在出门时安检装置会报警,提醒管理人员及时阻止。

  图书馆系统通过RFID技术,图书馆在有效提高管理精度、改善服务形象、拓展延伸服务等方面为图书馆行业做出了重大贡献,提升了了图书馆的安全系统的能力。

RFID技术的其他扩展应用

  RFID技术的另一项应用是智能卡应用,智能卡又称集成电路卡即IC卡,它是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中,封装成卡的形式。RFID智能卡是一种非接触式的IC卡。具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。

  IC卡是在1977年由Motorola与它的一个计算机客户合作开发了世界上第一张智能卡,自此,智能卡就以其薄且小的体积、先进的集成电路芯片技术、无法被破译和仿造的特点受到普遍欢迎,并在世界范围内得到了空前的发展。目前,各种智能卡正越来越多地应用在国民经济的各个领域并深入到居民的日常生活当中。

IC卡的结构和功能介绍

  RFID智能卡主要由天线、射频接口、微控制单元组成。各组成部分包括的模块及其功能如下:

天线:用来接收RFID读写器发送的信号,并把数据信息回传给RFID读写器。

射频接口电路:主要包括有波形变换器、调制/解调器、整流器、电压调节器、振荡器等。波形变换器接收读写器上的无线电调制信号,一方面送调制/解调模块,另一方面进行波形转换,将正弦波转换为方波,然后对其整流滤波,由电压调节模块对电压进行进一步的处理,如稳压等,最终输出供给卡片上的各工作电路。振荡器产生用于调制/解调的高频信号和微控制单元的时钟信号。

微控制单元:实现智能卡的识别和执行读写器的指令。包括逻辑控制单元、请求应答单元、防碰撞单元、数据加密单元、存储单元(包括E2PROM与ROM)等。

请求应答单元:当有RFID智能卡处在读写器天线的工作范围之内时,读写器向RFID智能卡发出命令后,请求应答单元将被启动,将智能卡的卡号传送给读写器,建立智能卡与读写器的第一步通信联络。否则,读写器对智能卡的其他读写操作将不会进行。

数据加密单元:完成对数据的加密处理及密码保护。

存储单元:包括E2PROM与ROM,主要用于存储数据,用户所要存储的数据(读者个人信息,如姓名、专业、爱好、借还书记录等,还可以存储个人账户)被存放在该单元中。E2PROM中的数据在智能卡失掉电源后、智能卡离开读写器天线的有效工作范围时仍将被保持。

防碰撞单元:当有多张RFID智能卡进入读写器操作范围时,防碰撞单元会从其中选择一张进行操作,未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡,该过程会返回被选卡的序列号。

逻辑控制单元:用来译码RFID读写器送来的信号,并按要求回送数据给RFID读写器。

IC卡的读写原理

  RFID读写器向RFID智能卡发射一组固定频率的电磁波,在电磁波的激励下,RFID智能卡内的LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内存储,当所积累的电荷达到2V时,此电容可作为电源为其他电路提供工作电压,将卡内的数据发射出去或接收RFID读写器的数据。通过提供的电压然后发射数据以及接受数据的实现成为RFID技术在现代生活中最为贴近生活,改变生活的应用。

  RFID技术不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率,还可以让销售企业和制造企业互联,从而更加准确地接收反馈信息,控制需求信息,优化整个供应链。RFID技术未来将更多地应用于生活的各个领域。


审核编辑(王静)
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