当前课程知识点:物联网工程导论 > 第二章 信息识别与信息感知 > 2.1 自动识别技术之RFID > 视频单元
各位同学
大家好
我是云南大学信息学院的艾昌文老师
下面分两次课
由我来给大家
介绍物联网的自动识别技术
和传感器技术的相关内容
我们知道
物联网是由感知层
网络层
和应用层组成的
物联网
通过传感器
RFID技术
GPS定位系统
等信息传感设备
把任何物体与互联网连接起来
从而实现这些物体的智能化识别
定位
跟踪
监控和管理
我们将物联网中能够
自动感知外部物体
与物理环境信息的设备
如各种传感器
RFID芯片
GPS终端设备
抽象为
智能物体
也称为
感知节点
感知层
是由大量具有感知
通信和识别能力的
感知节点
和感知网络组成的
RFID
是物联网实现智能化识别
不可或缺的一项重要技术
下面我从
自动识别技术概述
RFID系统组成
以及
RFID系统的工作频率
及其应用
三个方面对RFID作一简要介绍
顾名思义
自动识别
是指
采用机器来完成识别的过程
目前的自动识别技术主要有
条形码识别
生物特征识别
和射频识别
射频识别也就是我们通常所说的
RFID技术
大家对条形码应该都不陌生
条形码是由一组
按照一定规则
排列的条
空
和相应的数字组成的
它是一种用来表示特定信息的
图形标识符
当条形码扫描器
发出的光
照射到条形码上时
扫描器内部的光电转换器
根据反射光信号的强弱
将条形码转换成相应的电信号
然后通过译码电路
将电信号
转换成计算机
可以识别的数字信号
从而获取条形码上的信息
条形码易于制作
成本低廉
扫描器结构简单
容易操作使用
所以条形码获得了广泛应用
但条形码也有它自身的缺点
一是扫描器必须对准
条形码
才能成功读取信息
二是如果印有条形码的标签
被撕裂
污染
或者脱落
就无法完成商品的识别
三是条形码
表示的信息量有限
它只能识别
制造商和产品类别
而不能标识每一件
具体唯一的商品
生物特征识别技术
主要是指
通过人的生理特征
和行为特征
对其身份进行识别的技术
如
语音识别技术
指纹识别技术
和人脸识别技术
语音识别的原理
是将说话人的声音特征
与已存储在计算机中的
参考语音进行比较
以确定是否为
已存储的某个人的语音信息
借此证实说话人的身份
指纹识别根据不同人
手指上的条状纹路
通过分析指纹的
全局和局部特征
从中抽取特征值
通过特征值进行
比对识别
人脸识别
是将获取的人的面部特征
与已存储在计算机中的人脸图像
进行分析比较
从而达到
自动识别的目的
那么什么是射频识别
就是RFID呢
我们把无线电
发射机
通过天线
能有效地发射到空间的电磁波的频率
统称为射频
它的频率范围通常在
30kHz到30GHz之间
若频率太低
电磁波发射的有效性就比较低
所以
实际应用中
对工作频率
有一定的要求
可见
射频识别
即RFID
是一种无线电应用技术
它在非接触状态下
对目标进行定位和跟踪
以及对目标信息
进行数据读写
RFID技术
可以实现高速化
多目标的数据读写
可以在非视距范围内
实现移动目标识别
多目标识别
定位和长期跟踪
可以借助网络系统
实现追踪管理
识别和追踪的过程
可以在无人操控状态下自动完成
RFID系统
是通过电子标签来标识某个物体的
可以说
电子标签
就是这个物体的身份信息
电子标签上的天线
将物体的数据
发射到附近的RFID读写器
读写器对接收到的数据
进行收集和处理
从而完成该物体的识别过程
RFID
是从20世纪70年代末
开始从实验室
逐步推广到民用领域的
21世纪
RFID系统的标准
初步形成
极大地推动了RFID的研究和应用
目前
RFID在票务系统
收费卡
城市交通管理
安检
门禁
物流
食品安全追溯
矿井生产安全
防盗
防伪
证件
生产自动化
商业供应链等众多领域
获得了广泛应用
RFID系统
在自动识别的基础上
可以完成收费
显示
控制
信息传输
数据整合
数据存储和挖掘等功能
因此
它的应用前景非常广阔
RFID与条形码比较
它的优势体现在以下几个方面
一
RFID
可以识别
单个具体的物体
而条形码只能识别物体的类别
比如
条形码可以识别
这是某个品牌的瓶装白酒
但是不能细分到是哪一瓶
二
RFID采用射频技术
可以透过外部材料读取数据
而条形码读取时
光源必须照射到条形码上
三
RFID
可以对多个物体同时进行识别
而条形码只能一个一个地读取
四
RFID的电子标签
存储的信息量大
并可以进行多次改写
五
RFID易于构建网络应用环境
比如
对于商品货物
就可以构建一个高效率的物流网
下面介绍第二部分
RFID系统的组成
RFID系统
通常是由读写器
电子标签
和上层管理系统组成的
首先
我们来认识一下读写器
读写器是指读取
或写入
电子标签信息的设备
当RFID
系统工作的时候
先由读写器
发射一个特定的询问信号
当电子标签
感应到这个信号后
给出应答信号
读写器
接收到应答信号后
对其进行处理
然后将处理后的结果
返回给外部主机
再一个是电子标签
电子标签是射频识别系统的数据载体
存储着
被识别物体的相关信息
电子标签
由天线和集成电路芯片构成
根据电子标签
供电方式的不同
它又分为
有源标签和无源标签
有源标签
自带电池供电
传输距离远
但标签的寿命
受到电池寿命的限制
最后
是上层管理系统
它用于管理RFID系统中的
多个读写器
上层管理系统向读写器发送命令
读写器
根据命令完成相应的操作
在实际应用中
上层管理系统还包含有数据库
存储和管理RFID系统中的数据
同时
根据不同的应用需求
完成特定的功能
下面介绍第三部分
RFID系统的工作频率
及其应用
根据电子标签和读写器之间
传递信息所使用的频率
RFID系统有低频
高频
超高频
与微波四种工作频率
低频RFID标签的工作频率为
30kHz到300kHz
成本低
能量消耗少
信号穿透性好
抗干扰能力强
低频RFID标签读取距离一般小于
10厘米
读取距离
跟标签大小成正比
它在四种工作频率中
读取距离是最短的
低频RFID标签的典型应用有
门禁管理
酒店门锁
动物识别
POS系统
和其他封闭式追踪系统
高频RFID标签的工作频率为
3MHz到30MHz之间
它具有良好的抗干扰性能
读取距离大多在1米以内
高频RFID标签的传输速度较快
一般具备
标签读写与防碰撞功能
高频RFID标签的应用最为广泛
包括二代身份证
公共交通卡
各类门票
供应链的物品追踪
门禁管理
图书馆
医药产业
智能货架等应用
超高频RFID标签工作频率为
860MHz到960MHz之间
这种标签的最大优点是
读写距离远
一般
3到5米
最远可达10米
但由于抗干扰性能较差
所以
较少用于单一物品的识别
主要应用于以箱体
或托盘为单位的
行李追踪
资产管理
和防盗等场合
最后是微波RFID标签
它工作在2.45GHz
或
5.8GHz
因为工作频率高
所以在RFID标签中
传输速度最快
但
抗干扰性能也是最差的
微波RFID标签
传输距离远
典型应用有
高速公路的ETC收费系统
综上所述
射频识别技术与条形码
生物特征识别
都是自动识别家族中的重要成员
但
RFID
以非接触方式
获得电子数据载体中的信息
因此
使用更加灵活方便
应用领域
更加广泛
好
今天我要介绍的
自动识别技术之RFID
就是以上内容
谢谢
-1.1 什么是物联网?
--视频单元
--图文单元
--物联网概述(一)作业
--讨论单元
-1.2 物联网的三层结构
--视频单元
--图文单元
--物联网概述(二)作业
--讨论单元
-第一章作业
-2.1 自动识别技术之RFID
--视频单元
--图文单元
-2.2 感知技术之传感器
--视频单元
--图文单元
-第二章作业
-讨论单元
-3.1 计算机网络技术
--视频单元
--图文单元
--计算机网络课后作业
--讨论单元
-3.2 物联网无线通信基础
--视频单元
--图文单元
--物联网无线通信基础课后作业
--讨论单元
-3.3 物联网无线通信技术(一)
--视频单元
--图文单元
--物联网无线通信技术(一)作业
--讨论单元
-3.4 物联网无线通信技术(二)
--视频单元
--图文单元
--物联网网络通信技术(二)作业
--讨论单元
-4.1 开源硬件之Arduino(一)
--视频单元
--图文单元
--开源硬件之Arduino(一)课后作业
--讨论单元
-4.2 开源硬件之Arduino(二)
--视频单元
--图文单元
--开源硬件之Arduino(二)课后作业
--讨论单元
-4.3 智能硬件与嵌入式系统(一)
--视频单元
--图文单元
--智能硬件与嵌入式系统(一)课后作业
--讨论单元
-4.4 智能硬件与嵌入式系统(二)
--视频单元
--图文单元
--智能硬件与嵌入式系统(二)课后作业
--讨论单元
-5.1 基于云计算平台的数据融合和信息处理
--视频单元
--图文单元
-5.2 基于大数据技术的数据挖掘和知识发现
--视频单元
--图文单元
-第五章课后作业
-讨论单元
-6.1 移动应用开发技术
--视频单元
--图文单元
-6.2 Web应用开发技术
--视频单元
--图文单元
-第六章课后作业
-讨论单元
-视频单元
-图文单元
-第七章课后作业
-讨论单元
-8.1 物联网应用实例
--视频单元
--图文单元
--物联网应用实例课后作业
--讨论单元
-8.2 物联网导论竞赛
--视频单元
--图文单元
--物联网导论科技制作竞赛课后作业
--讨论单元
-视频单元
-图文单元
-第九章课后作业
-讨论单元





