RFID原理及现在分析课件.ppt

,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,鉴真溯源相关,RFID,标签种类,（见,P20,）,异形标签,以下是电子标签内部结构,:,芯片,+,天线与,RFID,系统组成示意图,电子标签即为,RFID,有的称射频标签、射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标 对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，,RFID,技术具有条形码所不具备的防磁、使用寿命长、读取距离大、,标签上数据可以加密,、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。,2什么是电子标签,RFID,射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。,RFID,技术可识别高速运动物体（大于,80km/h,）并可同时识别多个标签，操作快捷方便。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如,自动收费或识别车辆身份,等。,3 什么是RFID技术？,RFID解决方案是RFID技术供应商针对行业发展特点制定的RFID应用方案，可根据不同企业的实际要求“量身定做”。,RFID解决方案可按照行业进行分类，物流、防伪防盗、身份识别、资产管理、动物管理、快捷支付等等.,4.什么是RFID解决方案,无线射频识别技术（,Radio Frequency Idenfication,，,RFID,）是一种,非接触,的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。,RFID,系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为,有源,电子标签,(Active tag),、,无源,电子标签,(Passive tag),和,半无源,电子标签,(Semipassive tag),。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签,(Semipassive tag),部分依靠电池工作。,电子标签依据频率的不同可分为,低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签,。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。,RFID,阅读器（读写器）通过天线与,RFID,电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块,(,发送器和接收器,),、控制单元以及阅读器天线。,6.RFID无线识别电子标签基础介绍,RFID,应用的领域相当广泛,1,、物流：物流过程中的货物追踪，信息自动采集，,仓储应用,，港口应用，邮政，,快 递,2,、零售：商品的销售数据实时统计，补货，防盗,3,、制造业：生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产,4,、服装业：自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理,5,、医疗：医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗,6,、,身份识别,：电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。,7,、,防伪,：贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等,8,、资产管理：各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等,),9,、交通：高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车 识别等,10,、食品：水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理,11,、动物识别：训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理,12,、图书馆：书店，图书馆，出版社等应用,13,、汽车：制造，防盗，定位，车钥匙,14,、航空：制造，旅客机票，行李包裹追踪,15,、军事：弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪,16,、其它：,8.RFID应用领域,电子标签（RFID）,电子产品代码是全球产品代码的发展，可以识别视野之外的目标。电子产品代码并不仅仅是一个无线电波条形码，它包含著一系列的数据和信息，象,产地，日期代码和其他关键的供应信息,，这些信息储存在一个小的硅片中，利用标签，解读器和计算机的联网，生产者和零售商就可以随时了解精确的产品和库存信息。,1什么是电子产品代码标签,RFID,标签的价格一直是抑制,RFID,发展的桎梏。,标签材质（来源阿里巴巴）,Pvc,塑料,PET-,树脂,RFID,标签价格一般,1-2,元（影响价格的因素主要是数量还有材质）,2 RFID标签的价格是多少？,金属和多水环境,也是阻止,RFID,大量使用的一个很大因素。无线电波会从金属物体上反射回来，会被水吸收。这会使跟踪金属物体或是含水较高的物体产生困难。但是精心设计的系统能解决这些问题。,2 射频标签能用于金属物体吗？能用于含水成分较高的物品吗？,解读器在同时读取多个标签发射回来的信息会产生标签冲突的问题，商家采用不同的系统使得标签一次发回一个信息。解读器又能同时读取多个标签，所以，所有的标签能同时被读取。,3.什么叫标签冲突？,1,字,=2,字节,(1 word=2 byte),1,字节,=8,位,(1 byte=8bit),一个,汉字,的字长为,16bit,一,个字节的字长是,8bit,标签：主要有高频标签,8.2Mhz,，,13.56Mhz,，以及超高频标签,860960Mhz,两大类。,高频标签主要用于近场通讯使用场合，读写距离,100,毫米以内，信息容量主要有,Kbit,（,62.5,个汉字,）,和,KByte,（,500,个汉字,）两种，目前支持手机,NFC,读写的标签为,13.56Mhz,Kbit,类的,RFID,标签；,超高频标签主要用于支持远距离通信场合，支持读写距离范围：,0-30,米，标签容量为,64Byte512Byte,（,32-256,个汉子,），标签忌与液态物靠近，影响识读。,另外因为我们采用信息安全技术，对标签信息进行签名操作，签名信息最小占用字节数量为：,Byte,（,24,个汉字,）,。,一般,建议，在实际应用中写入标签的信息为关键信息（,不到,40,个汉子,），这样避免标签容量不够。,RFID,及,CPK,容量,RFID,系统至少包含电子标签和阅读器两部分。,1,RFID,读写器频率分类 和我们听的收音机道理一样，射频标签和阅读器也要调制到相同的频率才能工作。,LF,HF,UHF,就对应著不同频率的射频。,LF,代表低频射频，在,125KHz,左右，,HF,代表高频射频，在,13.54MHz,左右,，,UHF,代表超高频射频，在,850,至,910MHz,范围之内，还有,2.4G,的微波读写器。,2,为什么要使用不同的频率？在操作中有,4,种波段的频率，低频（,125KHz,），高频（,13.54MHz,），超高频（,850-910MFz,），微波（,2.45GHz,）,.,每一种频率都有它的特点，被用在不同的领域，因此要正确使用就要先选择合适的频率。,不同的国家所使用频率也不尽相同：欧洲的超高频是,868MHz,美国的则是,915MHz.,日本目前不允许将超高频用到射频技术中。政府也通过调整阅读器的电源来限制它对其他器械的影响。有些组织例如全球商务促进委员会正鼓励政府取消限制。标签和阅读器生产厂商也正在开发能使用不同频率系统避免这些问题。,5.RFID读写设备基本介绍,射频识别系统阅读器发送的频率基本上划归三个范围：,（,1,）低频（,30kHz 300kHz,）,-,密耦合（,0 1cm,）；,（,2,）中高频（,3MHz 30MHz,）,-,遥耦合（,0 1m,）；,（,3,）超高频（,300MHz 3GHz,）或微波（,3GHz,）,-,远距离系统,（,1m,）。,7.频率和距离,一 低频,(,从,125KHz,到,134KHz),其实,RFID,技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作,也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用,.,通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用,.,磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。,特性：,1.,工作在低频的感应器的一般工作频率从,120KHz,到,134KHz,TI,的工作频率为,134.2KHz,。该频段的波长大约为,2500m.,2.,除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。,3.,工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。,4,低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有,10,年以上的使用寿命。,5,虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。,6,相对于其他频段的,RFID,产品，该频段数据传输速率比较慢。,7,感应器的价格相对与其他频段来说要贵。,主要应用：,1,畜牧业的管理系统,2,汽车防盗和无钥匙开门系统的应用,3,马拉松赛跑系统的应用,4,自动停车场收费和车辆管理系统,5,自动加油系统的应用,6,酒店门锁系统的应用,7,门禁和安全管理系统,8.RFID工作频率指南和典型应用,甚高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。,特性：1 在该频段，全球的定义不是很相同欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz，北美定义的频段为902到905MHz之间，在日本建议的频段为950到956之间。该频段的波长大概为30cm左右。,2 目前，该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为4W，欧洲定义为500mW)。可能欧洲限制会上升到2W EIRP。,3 甚高频频段的电波不能通过许多材料，特别是水，灰尘，雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说，该频段的电子标签不需要和金属分开来。,4 电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。,5 该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。,6 有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。,主要应用：1 供应链上的管理和应用 2 生产线自动化的管理和应用 3 航空包裹的管理和应用 4 集装箱的管理和应用 5 铁路包裹的管理和应用 6 后勤管理系统的应用,三、超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间),.RFID,的发展历史,RFID,技术最早可以追溯到二次世界大战，被用于在空中作战时辅助敌我识别,.,1941,1950,年。雷达的改进和应用催生了,RFID,技术，奠定了,RFID,技术的理论基础。,1981,1990,年。,RFID,技术及产品进入商业应用阶段。,2001,以后，标准化问题日趋为人们所重视，,RFID,产品种类更加丰富,RFID,技术的理论得到丰富和完善。,如今,RFID,技术逐渐由,13.56MHz,以下的低频段向技术更为复杂、应用更为丰富的中高频段发展，特别是近来,860960MHz,的远距离技术的发展，使,RFID,的市场应用逐渐普遍。,RFID,的发展,国内,RFID,的市场现状,起步晚,-RFID,在近两年才成为中国市场热点，市场共识是他成为信息产业新的经济增长点,.,水平较低,-,国产的低频和高频产品已经相对成熟，多频以及超高频、微波产品刚开始研发,.,应用面窄,-,大规模应用在政府引导项目，如二代证、铁路车皮管理调度系统、危险品管理、军车牌、停车场管理、门禁,/,门票管理、宠物管理等,.,增长快速,-,中国的半导体行业连续几年保持快速增长，年增长率已经超过美国和日本，成为世界上半导体增长最快的地方,.,基础雄厚,-,对,IC,产业来说，已具备芯片设计和制造能力，,IC,设计企业就有,500,多家,.,政府支持,-,政府强调自主创新，十一五规划的重点工作之一就是大力推进我国的,RFID,产业的发展,.,1.,RFID,的成本高昂：,随着科技进步，,RFID,标签的成本已经降低到,30,美分，但仍是条形码的,100,倍，价格的门槛还限制了,RFID,标签大规模普及，,在中国，消费者对,RFID,芯成本的心理价位应该在,0.5,元以下,随着印刷,RFID,的出现和,RFID,标签使用率的提升，它们的平均价格也将在,2014,年降到,0.22,美元,2.,系统的对接：,RFID,的优势需要在一整套信息交互系统的协作下才能够体现包括企业内部的,ERP,系统、仓库管理系统、商品管理系统需要将,RFID,系统相衔接，而且不同企业之间的信息系统也需要互联互通,3.,标准：,国际上已经出现五大,RFID,标准，但中国尚没有推出,RFID,标准,RFID,在中国发展主要有三个约束,产品,主要供应商,芯片,NXP,、,Mstar,、,TI,、,ST,、,Alien,、,inside,、,impinj,、同方微电子、复旦微电子、华虹电子、,上海贝岭、北京华大、大唐微电子、深圳毅能达,电子标签,高频领域基本被国内占据，超高频领域基本被国外占据,.,阅读器,远望谷、航天信息、深圳明华、江苏瑞福、广东德生、深圳先施、天津磁卡、上海华申智能等,软件,/,中间商,IBM,、,SAP,、甲骨文等,系统集成,中行通讯、航天信息、阿法迪、北京维深、同方智能等,各领域代表厂家,未来市场格局,目前政府项目仍然主导着整个中国,RFID,市场，并且在短期内还将持续。,第一,.,以,LF,、,HF,频段证卡应用为主的,RFID,市场格局将会在,5,年内被打,破,许多从事,LF,、,HF,频段设备生产的企业将会面临产业升级或倒,闭。,第二,.,国产,UHF,芯片必将出现。届时将会有大批的企业加入到,RFID,标,签、天线、读写设备的设计、制造行业中来，进口品牌的市场,份额将会受到严重冲击。,第三,.,随着中国经济的发展，政府引导的,RFID,实施浪潮将会席卷,全国。在,RFID,超高频（,UHF,）和微波（,MW,）频段较早介入的,企业，将会抓住机遇，发挥先发优势，实现突破性的发展，成,为,RFID,行业的巨头。,第四,.,食品、药品安全、固定资产管理尤其是军用物资的管理将会与,现代物流、零售、生产管理这些传统的,RFID,应用领域并重，,成为两个强大的应用领域。,第五,.RFID,将和其他无线技术不可避免地结合，跨产业的合作是大势,所趋,。,CPK,鉴真,RFID,的优势,1,）,CPK,鉴真,RFID,：,赋予每一个标签唯一身份号码，对写入的商品信息,或链接信息,进行了内容加密和数字签名，因此商品信息,或链接信息,无法篡改和伪造，从而保障消费者的正当权益：,买到真实商品；,可信链接到商家的真实网站，查询到正确信息；,杜绝恶意链接到虚假网站和吸费网站，避免给消费者造成经济损失。,2,）现场验证：,CPK,体系支持离线认证，用户验证时可以无需联网就实现商品的真伪鉴别，尤其适合海量商品的认证。同时兼容在线模式，可以根据需要进行在线的后续处理，系统部署和升级都很灵活。,3,）通用验证：,用户可以在现场用一台验证设备（智能手机或专用设备），实时读取不同商家、所有物品（包括商品、证件、票据等）的信息，并进行真伪鉴别。,CPK,鉴真,RFID,核心技术,1,）组合公钥数字签名长度仅为,48,个字节，可以在,RFID,的,1K bit,或,1K Byte,存储空间存储更多的信息。（也可将相关信息以代码编码方式存储，比如目的地，北京用,010,，成都用,028,代替，编码表公开，编码信息加密存储。）,2,）组合公钥采用椭圆曲线算法管理和分发密钥。私钥以,UKEY,形式发放给企业保留，物理上无法窃取，公钥可以以文件等多种形式公开发放。,3,）组合公钥算法可以非常方便地实现离线认证，无须认证中心，用带标识认证安全芯片的读卡器就可以实现快速的离线认证，方便兼容现有系统。,4,）组合公钥体系中每一个公私钥矩阵的容量为,10,48,个标识密钥，可根据每个,RFID,的,UID,计算出相应的标识密钥，能够实现超大规模的商品真伪鉴别。,5,）,CPK,体系可以支持离线认证，用户验证时可以无需联网就实现认证，尤其适合,海量商品的认证。,CPK,同时可以兼容在线验证，用户识别后，可以根据需要进,行在线的后继处理，系统部署，升级灵活。,二维码标签：主要成本为标签打印和印刷设备、纸张及耗材费用；,RFID,标签：单个标签购进成本为,0.81,元,/,个，以,100K,起订量；标签可根据要求定制设计；,密钥载体,UKEY,：批量生产的成本在,元。,平台相关材料的成本费用,1.RFID最基础的系统一般由那几个部分组成？,2.13.56MHZ频率的RFID标签属于低频、高频、还是超高频？,3.我们公司cpk签名信息最小占用字节数量（或者汉子数量）是多少？,4.若某种产品（如海外直邮中的物品分拣）需要5米读取距离的电子标签，需要那种频率的标签，低频、高频、还是超高频？,5.RFID电子标签不能使用在那些环境下（列举2种以上）,题目,谢谢！,