射频识别.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/28,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,LIS,Shanghai Maritime University,1,物流信息系统,(Logistics Information System),Shanghai Maritime University,射频识别技术,2,射频识别技术,RFID,概述,EPC,系统,提纲目录,3,第一节 射频识别技术概述,4,射频识别定义,无线射频识别技术英文简称为,“,RFID,”,。,RFID,是,Radio Frequency Identification,的缩写，即射频识别。,自,2004,年起，全球范围内掀起了一场,RFID,的热潮，包括沃尔玛、宝洁、波音公司在内的商业巨头无不积极推动,RFID,在制造、物流、零售、交通等行业的应用。,RFID,技术及其应用正处于迅速上升的时期，被业界公认为是本世纪最具潜力的技术之一，它的发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命。,5,射频识别技术特点,RFID,具有非接触、远距离、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。,6,RFID,的历史,1940-1950,年：雷达的改进和应用催生了,RFID,技术，,1948,年哈里,斯托克曼发表的,“,利用反射功率的通信,”,奠定了,RFID,技术的理论基础。,1950-1960,年：早期,RFID,技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。,1960-1970,年：,RFID,技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。,1970-1980,年：,RFID,技术与产品研发处于一个大发展时期，各种,RFID,技术测试得到加速。出现了一些最早的,RFID,应用。,7,RFID,的历史,1980-1990,年：,RFID,技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。,1990-2000,年：,RFID,技术标准化问题日趋得到重视，,RFID,产品得到广泛采用，,RFID,产品逐渐成为人们生活中的一部分。,2000,年后：标准化问题日趋为人们所重视，,RFID,产品种类更加丰富，主动式电子标签、被动式电子标签及半被动式电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。,8,RFID,的历史,至今，,RFID,技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、被动式电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的,RFID,技术与产品正在成为现实并走向应用。,9,射频标签,射频标签是信息载体，射频识读器为获取信息装置。,10,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。,11,射频标签的分类,射频标签的分类有多种方式。,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。,12,射频标签的分类,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。,工作频率 标签名称,1GHz,微波标签,13,射频标签的分类,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 标签名称,100cm,远程标签,10cm100cm,近程标签,0.2cm10cm,超近程标签,14,射频识读器,射频识读器是利用射频技术读取标签信息、或将信息写入标签的设备。识读器读出的标签的信息通过计算机及网络系统进行管理和信息传输。,15,射频识别技术特点,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。,16,射频识别技术特点,射频识别技术的工作原理：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。,17,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十米）、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。,射频识别技术特点,18,射频识别技术特点,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。,19,国内标准,2004,年,1,月,18,日正式成立,“,电子标签,”,国家标准工作组，负责起草、制定中国有关,“,电子标签,”,多项国家标准。,5,项技术列入起草任务：,识别卡无触点的集成电路卡邻近式卡第,1,部分：物理规范,项目编号,20030175-T-339,识别卡无触电的集成电路卡邻近式卡第,2,部分：空气接口和初始化,项目编号,20030176-T-339,识别卡无触电的集成电路卡邻近式卡第,3,部分：防冲突和传输协议,项目编号,20030177-T-339,射频识别技术应用规范第,1,部分：电子标签,项目编号,20030444-T-443,射频识别技术应用规范第,2,部分：读写器终端,项目编号,20030444-T-444,20,射频识别技术与其他自动识别技术的比较,条码,磁卡,IC,卡,射频识别,信息载体,纸或物质表面,磁条,存储器,存储器,信息量,小,较小,大,大,读写性,只读,读,/,写,读,/,写,读,/,写,读取方式,光电扫描,磁电转换,电路接口,无线通信,人工识读性,受制约,不可能,不可能,不可能,保密性,无,一般,最好,最好,智能化,无,无,有,有,受污染,/,潮湿影响,很严重,可能,可能,没有影响,21,射频识别技术与其他自动识别技术的比较,条码,磁卡,IC,卡,射频识别,光遮盖,全部失效,没有影响,方向位置影响,很小,单向,没有影响,识读速度,低,(,约,4S),低,(,约,4S),很快,(,约,0.5S),识读距离,近,接触,接触,远,使用寿命,较短,短,长,最长,国际标准,有,有,不全,制定中,价格,最低,低,较高,较高,22,射频识别技术在国外发展得很快，被广泛应用于工业、商业、交通运输、仓储管理等等。,在美国，,RFID,技术多用于以下三个行业：机场行李管理、零售及供应链管理。,在欧洲更多用于零售、航空、数据中心的资产管理，邮政方面的应用。,国内外射频识别技术发展状况,23,机场行李管理,24,机场行李管理,25,机场行李管理,美国,McCarran,国际机场使用的行李标签,26,物流配送,截至,2005,年,6,月，在美国的沃尔玛,104,家超市、,36,家三姆会员店和,36,个配送中心已经使用了,RFID,技术，同时参与这个项目的已有,130,个供应商，,5.5,万个托盘，并已收到贴有标签的货箱,189,万个。,27,工业制造,生产线上原料和零件的追踪,柔性制造中的生产组织与协调,自动采集生产进度信息，提高生产和物料供应的协调程度。,通过,RFID,与,PLC(Programmable Logic Controller),的整合，变集中控制为分布控制。,28,射频识别技术在中国处于一个刚刚起步的阶段，但发展潜力巨大的，前景非常诱人。,国内应用,29,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。,30,交通信息化,城市交通一卡通工程,铁路的调度和统计系统,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。,高速公路不停车收费系统,31,工业制造,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。,32,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,33,港口车辆出入监控管理,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。,34,特殊领域的应用,高温、强酸碱场合（如汽车制造厂的油漆车间、焊装车间等）,政府、军队的资产管理,35,射频识别技术应用系统的发展特点,结合其他高新技术，由单一识别向多功能方向发展,结合现代通信及计算机技术，实现跨地区、跨行业应用,36,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,37,RFID,的工作方式,电磁感应方式,38,RFID,的工作方式,微波方式,39,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。,40,射频识别系统工作流程,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。,41,RFID,数据和设备管理,固定式读,/,写设备,移动式读,/,写设备,WLAN,互联网,对象命名服务,EPC,数据提供商,WMS,仓储管理系统,MES,制造执行系统,SCM,供应链管理,ERP,企业资源规划,PLC,执行控制,全球,EPC,集成,EPC,层,MES,层,PLC/PC,层,RFID,数据获取层,以太网,以太网,42,在建立射频识别系统时要注意解决的问题,（一）避免冲突,避免识读器冲突，避免标签冲突,（二）识读距离,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。,（三）安全要求,43,第二节,EPC,射频识别系统,44,EPC,应用,制造商,第三方物流,零售商,1,3,4,4,5,7,6,7,8,2,您可以在供应链的各个环节（制造、运输、通关、销售等）使用,RFID,技术优化业务流程，简化人工操作，实时跟踪物品状态，并做出及时的响应。,45,EPC,应用,46,发展历史,1999,年美国麻省理工大学成立,Auto-ID Center,，将,RFID,技术与,Internet,网络结合，提出了产品电子代码（,EPC,）概念。,国际物品编码协会与美国统一代码委员会将全球统一标识编码体系植入,EPC,概念当中，从而使,EPC,纳入全球统一标识系统。,47,发展历史,世界著名研究性大学,英国剑桥大学、澳大利亚的阿德雷德大学，日本,Keio,大学、瑞士的圣加仑大学、上海复旦大学相继加入并参与,EPC,的研发工作。,该项目还得到了可口可乐、吉利、强生、辉瑞、宝洁、联合利华、,UPS,、沃尔玛等,100,多家国际大公司的支持。其研究成果已在一些公司中试用，如宝洁公司、,TESCO,等。,48,发展历史,2003,年,11,月,1,日，国际物品编码协会和美国统一代码委员会正式接管了,EPC,在全球的推广应用工作，成立了,EPCglobal,，负责管理和实施全球的,EPC,工作。,EPCglobal,的成立为,EPC,系统在全球的推广应用提供了有力的组织保障。,49,EPC,系统的构成,EPC,系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。它由全球产品电子代码（,EPC,）编码体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成。,50,系统构成,名称,注释,全球产品电子代码编码体系,EPC,编码标准,识别目标的特定代码,射频识别系统,EPC,标签,贴,(,内嵌,),在物品上,识读器,识读,EPC,标签,信息网络系统,Savant,系统,EPC,系统的软件支持系统,对象名称解析服务,ONS,实体标记语言,PML,EPC,系统的构成,51,全球产品电子代码编码体系,全球产品电子代码,EPC,编码体系是新一代的与,GTIN,兼容的编码标准，它是,EAN.UCC,全球统一标识系统的拓展和延伸，是全球统一标识系统的重要组成部分，是,EPC,系统的核心与关键。,52,全球产品电子代码编码体系,EPC,编码给批次内的每一样产品分配唯一的,EPC,代码，同进给该批次也视为一个单一的实体对象，分配一个批次的,EPC,代码。,EPC,代码是由一个版本号加上域名管理者、对象分类、序号三段数据组成的一组数字。,53,类型,版本号,域名管理,对象分类,序列号,EPC-64,2,21,17,24,2,15,13,34,2,26,13,23,EPC-96,8,28,24,36,EPC-256,8,32,56,160,8,64,56,128,8,128,56,64,EPC,编码结构,54,EPC,射频识别,EPC,射频识别系统是实现,EPC,代码自动采集的功能模块，由射频标签和射频识读器组成。,射频标签是产品电子代码（,EPC,）的载体，附着于可跟踪的物品上，在全球流通。,射频识读器与信息系统相连，是读取标签中的,EPC,代码并将其输入网络信息系统的电子设备。,EPC,标签是产品电子代码的信息载体，主要由天线和芯片组成。,EPC,标签通常是被动式射频标签。,识读器是用来识别,EPC,标签的电子装置，与信息系统相连实现数据的交换。,55,信息网络系统,信息网络系统由本地网络和全球互联网组成，是实现信息管理、信息流通的功能模块。,EPC,系统的信息网络系统是在全球互联网的基础上，通过,Savant,管理软件系统以及对象命名解析服务（,ONS,）和实体标记语言（,PML,）实现全球,“,实物互联,”,。,56,Savant,系统,Savant,系统主要是数据校对、识读器协调、数据传送、数据存储和任务管理。,57,对象名称解析服务,(ONS),EPC,标签对一个开放式的，全球性的追踪物品的网络，需要一些特殊的网络结构。因为标签中只存储了产品电子代码，计算机还需要一些将产品电子代码匹配到相应商品信息的方法。这个角色就由对象名称解析服务（,ONS,）担当，它是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务（,DNS,），,DNS,是将一台计算机定位到万维网上某一具体地点的服务。,58,实体标记语言,(PML),PML,是基于为人们广为接受的可扩展标识语言（,XML,）发展而来的。,PML,提供了一个描述自然物体、过程和环境的标准，并可供工业和商业中的软件开发、数据存储和分析工具之用。它将提供一种动态的环境，使与物体相关的静态的、暂时的、动态的和统计加工过的数据可以互相交换。,59,EPC,系统的工作流程,在由,EPC,标签、识读器、,Savant,服务器、,Internet,、,ONS,服务器、,PML,服务器以及众多数据库组成的实物互联网中，识读器读出标签上的,EPC,代码，,Savant,将,EPC,代码传给,ONS,，,ONS,提供一种自动化的网络数据库服务，指示,Savant,到一个保存着与该,EPC,匹配的其它信息的,PML,服务器查找，该文件可由,Savant,复制，因而文件中的产品信息就能传到供应链上。,60,EPC,标签,标签识读器,Savant,服务器,EPC,EPC,本地,ONS,计算器,ONS,服务器,EPC,EPC,域名,PML,服务器,IP,地址,IP,地址,PML,服务器,工作流程示意图,61,EPCglobal,网络与,Internet,网络的比较,62,EPC,系统的特点,（一）开放的结构体系,（二）独立的平台与高度的互动性,（三）灵活的可持续发展的体系,63,EPC,技术在物流供应链中的应用案例,由美国统一代码委员会支持，由吉列、宝洁、联合利华以及沃尔玛等公司进行现场测试。,该测试，涉及一个制造商（宝洁工厂），两个制造商配送中心（联合利华配送中心和吉列配送中心），一个零售商配送中心（,SAM,仓库）和一个零售商店（,SAM,俱乐部），如下图所示，涉及的产品有三种（宝洁的纸巾、联合利华的液体皂以及吉列的刀片）。,64,65,测试结果,测试进行得很成功。托盘上产品电子码能够被远程读取，能够远程浏览和搜索制造商的设备库存状况，并且是实时的。,EPC,技术在供应链应用中是可行的。,66,影响,EPC,系统推广应用的因素,硬件设施成本；,系统准确性；,标准问题；,涉及个人隐私和安全问题。,67,EPC,系统在国际上的测试,分三阶段,试验第一阶段（货堆）：,2001,年,9,月,28,日，,Auto-ID,中心成功读取了宝洁公司位于密苏里州,Cape Giradeau,工厂中手纸货堆上的,EPC,代码。,10,月,1,日，该厂有一批货物要发往位于,Oklahoma,Tulsa Sam,s,俱乐部，当货物离开工厂时，货堆上的,EPC,代码在异地被成功读取。,68,试验第二阶段（货箱）：,2002,年,2,月，联合利华、宝洁、卡夫、可口可乐、吉列、沃尔玛和强生等公司将包装盒上配有,EPC,标签的货物在全美,8,个州中选定的配送中心和零售商之间运输，尽管从货堆到包装盒试验大大增加了传输的数据量，系统运行仍然良好。,试验第三阶段（单个物品）：,2002,年底，,Auto-ID,中心测试系统处理更大数据量的能力，标签加载到单个物品上。,69,EPC,在美国,全球零售巨头沃尔玛表示,2005,年,1,月起，沃尔玛将让他们的前,100,位主要供应商在他们的货物中放入,EPC,标签，应用到,1,个关键配送中心。,从,2006,年,1,月起，应用到所有配送中心。制造业如吉列、强生、宝洁以及知名的物流企业如联合包裹服务公司（,United Parcel Service,）也都承诺要尽可能将,EPC,系统引入企业的供应链管理过程中。,70,EPC,在日本,EPC,系统国家发展战略已经制定。在其战略中强调要进行,EPC,系统研究，力争将标签价格降到,3-5,日元。同时，在该战略中也指出要建立,EPC,系统标准系统，制定相关国家标准，并与,ISO,和,EPC Global,接轨；建立技术产业联盟，行业试点。,71,EPC,在加拿大,EPCglobal,加拿大负责本国,EPC,系统的研发和推广。,2004,年其主要举措有：代表加拿大工业界参与制定全球,EPC2.0,标准；建立与加拿大基础技术和系统相兼容的,EPC,标准；制定,EPC,商业计划，在加拿大推广该技术；为,EPC,网络的发展提供有利的公共政策；培训终端用户、技术方案解决商；建立加拿大应用方案服务商及用户委员会；引导加拿大各行业应用。,72,EPC,在英国,Tesco,已于,2003,年,9,月进行了该公司物流中心和英国的两家商店,EPC,系统的应用测试，对物流中心和两家商店之间的包装盒及货盘的流通路径进行追踪。,后又同著名日用品公司,5,家供货商展开进一步测试。,73,EPCglobal,EAN,和,UCC,成立,EPCglobal,，来管理全球,EPC,标准、开发并实施市场和通信、管理有关,EPC,的知识产权、与,Auto-ID,中心就未来的改善进行合、管理,EPC,系统。,EAN,已经建立了遍布全球的编码组织，对于开展这一项新的业务提供了组织保障。,通过,EAN,的世界成员组织和美国,UCC,，负责,EPC,系统的全球教育、信息传播、教育工具和推动,EPC,技术的应用。,自此，,EPC,系统的研发力量在全球范围内得以整合，并进入了有计划的推广阶段。,74,问题与思考？,1,、国内外射频识别技术应用现状与发展前景。,2,、射频标签的定义、构成和分类。,3,、识读器的定义、构成。,4,、射频识别技术的特点。,5,、,EPC,系统的构成与工作流程。,6,、,EPC,系统的特点。,7,、全球产品电子代码编码体系与,EAN.UCC,全球统一标识系统的关系。,8,、射频识别技术的应用领域。,