射频识别(RFID)技术-教案

('《射频识别技术》教案项目（章节）名称第1章无线射频识别技术介绍班级物信0803班,物信0804班第1周星期二、五第1-2,3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握RFID的基本概念及主要应用领域能力目标能说出几种常用的RFID应用知识目标能掌握射频、射频识别技术概念能掌握射频识别技术的发展史能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点射频、射频识别技术概念及应用领域知识、能力难点射频、射频识别技术概念及应用领域理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名课堂考核与提问回答考核作业（或项目）将条码技术与RFID技术进行比较，分析RFID的优势。教学时间安排、步骤、内容第1章RFID介绍主要内容：一、什么是无线射频识别技术二、RFID的应用实例三、RFID的发展过程课前思考题：1、条码主要有哪些应用？2、条码有哪些优势?3、条码有哪些应用缺陷？(思考与讨论）一、什么是无线射频识别技术1、什么是射频？射频是指可发射传播的电磁波,RadioFrequency简称RF射频。每秒变化小1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。医学上把频率0。5MHz——8MHz的交流高频电流称为射频电波.2、无线射频识别技术无线射频身份识别系统之英文名称为RadioFrequencyIdentificationSystem，简称RFID。RFID是一种非接触的自动识别术，其基本原理是利用射频信号和空间(电感或电磁耦合）传输特性，实现对被识别物体的自动识别。其它识别技术:语音识别技术、射频识别技术、生物识别技术、指纹识别技术、面部识别技术问题：1、RFID用什么来标识一个物体？（P2)2、RFID的特点？(P2）3、RFID以无线方式进行双向通信，最大的优点是？(P2）二、RFID的应用实例智能交通解决方案。swf铁路车号自动识别系统。swf集装箱解决方案.swf仓储物流解决方案.swfRFID在铁路系统中的应用。mpg三、RFID的发展过程射频识别技术的发展可按十年期划分如下：1940-1950年:雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年哈里斯托克曼发表的”利用反射功率的通信”奠定了RFID的理论基础。1950-1960年：期RFID的探索阶段,主要处于实验室实验研究。1960-1970年:RFID的理论得到了发展，开始了一些应用尝试.1970—1980年：RFID与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID测试得到加速.出现了一些最早的RFID应用。21980-1990年：RFID及产品进入商业应用阶段,各种规模应用出现.1990—2000年：RFID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，有源电子标签、无源电子标签及半无源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。至今，RFID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、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID与产品正在成为现实并走向应用。RFID技术国内外发展状况RFID技术在国外的发展较早也较快。尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有较为成熟且先进的RFID系统.其中,低频近距离RFID系统主要集中在125kHz、13.56MHz系统；高频远距离RFID系统主要集中在UHF频段（902MHz—928MHz)915MHz、2．45GHz、5．8GHz。UHF频段的远距离RFID系统在北美得到了很好的发展；欧洲的应用则以有源2．45GHz系统得到了较多的应用。5．8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统。在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISO／IEC联合技术委员会JTCl下的SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组WG4。尤其是在1999年10月1日正式成立的,由美国麻省理工学院MIT发起的Auto—IDCenter非盈利性组织在规范RFID应用方面所发挥的作用将越来越明显。Auto—IDCenter在对RFID理论、技术及应用研究的基础上，所作出的主要贡献如下：a.提出产品电子代码EPC（ElectronicProductCode）概念及其格式规划.为减化电子标签芯片功能设计,降低电子标签成本,扩大RFID应用领域奠定了基础。b.提出了实物互联网的概念及构架，为EPC进入互联网搭建了桥梁。c。建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术研究平台，为推动低成本的RFID标签和读写器的标准化研究开创了条件。我国在RFID技术的研究方面也发展很快,市场培育已初步开花结果。比较典型的是在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。中国铁路车号自动识别系统研究正式起步阶段可追溯到国家／k2／～计划.铁道部曾将货车自动抄车号项目列为八五重点攻关技术研究课题。在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，探索了多种实现方案,最终确定了RFID技术为解决货车自动抄车号的最佳方案。进而，在RFID实现技术方面又探索了有源标签方案、无源标签倍频方案等.最后选定了无源标签RFID方案。经过多年的现场运行考验，铁路车号自动识别系统工程于1999年全面投入建设。经过两年左右的建设与试运行，目前铁路车号自动识别系统工程已发挥出了系统设计功能，圆了铁路人的梦想，并且其辐射与渗透到其他应用方面的作用日渐明显.在近距离RFID应用方面，许多城市已经实现了公交射频卡作为预付费电子车票应用，预付费电子饭卡等。3《射频识别技术》教案项目（章节）名称第1章无线射频识别技术介绍(RFID案例介绍）班级物信0803班,物信0804班第1周星期二、五第5—6节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握RFID的基本概念及主要应用领域能力目标掌握常用的RFID应用领域知识目标掌握射频、射频识别技术概念掌握射频识别技术的发展史以及以后的发展方向.能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点射频、射频识别技术概念知识、能力难点射频、射频识别技术概念理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名课堂考核与提问回答考核作业（或项目）知识拓展(RFID将还在哪些领域中会得到广泛应用）(讨论思考）4教学时间安排、步骤、内容第1章RFID案例介绍案例之一－沃尔玛的“新式武器”2003年6月19日，在美国芝加哥召开的“零售业系统展览会”上，沃尔玛宣布将采用RFID的技术以最终取代目前广泛使用的条形码，成为第一个公布正式采用该技术时间表的企业。如果供应商们在2008年还达不到这一要求，就可能失去为沃尔玛供货的资格，而沃尔玛的供应商大约有70％来自于中国.能坐上零售业的头把交椅，沃尔玛的成功宝典上写满了有关搭建高效物流体系的密技,以保证竞争中的成本优势。可以看出,所有技术无一例外地都是围绕着改善供应链与物流管理这个核心竞争能力展开的.作为沃尔玛历史上最年轻的CIO凯文·特纳,曾说服了公司创始人山姆·沃顿建立了全球最大的移动计算网络,并推动沃尔玛引进电子标签。\ue5e5如果RFID计划实施成功，沃尔玛闻名于世的供应链管理将又朝前领先一大步.一方面，可以即时获得准确的信息流，完善物流过程中的监控，减少物流过程中不必要的环节及损失,降低在供应链各个环节上的安全存货量和运营资本；另一方面，通过对最终销售实现的监控，把消费者的消费偏好及时地报告出来,以帮助沃尔玛调整优化商品结构，进而获得更高的顾客满意度和忠诚度.成功案例之二－铁道部的调度利器\ue5e5\ue5e5我国铁路的车辆调度系统是应用RFID最成功的案例。铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统.\ue5e5\ue5e5在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，在多种实现方案中最终确定了RFID技术为解决“货车自动抄车号”的最佳方案。\ue5e5\ue5e5过去，国内铁路车头的调度都是靠手工统计、手工进行，费人、费时还不够准确，造成资源极大浪费。5铁道部在采用RFID技术以后，实现了统计的实时化、自动化，降低了管理成本，提高了资源利用率。据统计，每年的直接经济效益可以达到3亿多元.\ue5e5\ue5e5这是国内采用RFID惟一的一个全国性网络，但是美中不足的是，这个系统目前还是封闭的，无法和其它系统相连接。如果这个系统开放,将有利于推动整个物流行业的信息化和标准化，有利于像RFID这样的技术得到更有效地应用，有利于物流全流通的整合。\ue5e5\ue5e5成功案例之三－NASA下属机构用RFID管理有害材料\ue5e5\ue5e5NASA下属机构正在执行ChemSecure项目,此项目是在美国国防部基于Web的有害材料管理系统(HMMS)数据库上集成了无线频率识别（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）和传感器技术，自动实时管理有害材料，如有害材料的使用、运送、跟踪和储存。NASA\ue5e5\ue5e5Dryden在与美国国防部和Oracle、Intermec科技、EnvironMax、Patlite(美国)等领先公司的紧密合作下开发了ChemSecure项目，这是同类项目的第一个。\ue5e5\ue5e5成功案例之四－寻找遗失的物品\ue5e5\ue5e5美国华盛顿大学的研究人员GaetanoBorriello和他的同事们日前为射频识别技术找到了一个新的用武之地－寻找遗失物品。\ue5e5\ue5e5科研人员和工程师们已研制出了一种手表式的原型机：它能够提醒主人在出门时不要遗忘了重要的文件、钥匙链、雨伞或是其他一些需要随身携带的物品。在工作时,这种手表还会监视各种物品（如文件袋和试验材料）的摆放是否正确以及它们在房屋中所处的位置。总而言之，这种曾经的间谍专用设备现在已可用来提醒那些健忘的人,帮助他们规整自己物品的摆放，指明所需物品当前所处的位置等.研究人员介绍说,将射频识别技术和其他一些产品有机地结合在一起,不但可以用来寻找遗失的物品,而且还可以追踪它们在一天当中的运动轨迹.\ue5e5\ue5e5成功案例之五－美将RFID用于医院防止手术失误\ue5e5\ue5e5美国政府同意将无线射频电子标签（RFID）像绷带一样贴到病人手术处，以确保医生对适当的病人进行适当的手术。由SurgiChip公司生产的这种标签，目的是为了防止出现失误手术。据纪录，美国每年因失误手术而杀死数千病人。\ue5e5\ue5e5病人的名字和手术位置被打印在SurgiChip的标签上.其内置的芯片还编码纪录了手术的类型、手术日期和手术的名称。在实施手术之前，先对标签进行扫描，然后对病人进行询问来证实标签上的信息是否真实.到了手术日，在对病人实施麻醉之前，再次对标签进行扫描，并再次对病人进行验证.通过一种粘合剂将标签贴到病人实施手术的附近处。医院手术室工作人员再次对标签进行扫描，并与病人名册上的信息进行比较.在手术前，该标签将被取下.SurgiChip估计,包括标签、扫描仪、打印机和每个医院都需下载的版权软件在内的这一套设备，可能得花几千美金。6思考分析：以上案例中：1、为什么采用RFID能取得成功，取得成功的主要因素是什么？2、如果采用条码技术能否解决？3、能否想出在新的应用领域中应用RFID技术?4、在物流行业,RFID会有怎么的贡献？《射频识别技术》教案项目（章节）名称第2章无线射频识别系统的组成和原理班级物信0803班，物信0804班第2周星期二、五第1—2,3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握RFID的组成和原理.能力目标能认识几种常用的RFID设备知识目标能了解RFID的基本原理能掌握RFID的硬件和软件的系统组成能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点掌握RFID的硬件和软件的系统组成（原理）知识、能力难点掌握RFID的硬件和软件的系统组成（原理)理论教学方法讲授、PPT演示教学方法7考核标准及方式提问、回答作业(或项目）RFID分几部分组成，其主要原理是什么？教学时间安排、步骤、内容第2章RFID的组成与原理主要内容：一、无线射频识别系统的基本原理二、RFID系统中的硬件组件1、RFID标签2、识读器3、天线4、主机三、RFID系统中的软件组件1、RFID系统软件2、RFID中间件3、主机应用程序4、EPCGlobal网络四、RFID识读器简单应用示例RFID的组成硬件：RFID标签、识读器、天线、主机软件：RFID系统软件、中间件、应用软件（P9）一、RFID基本原理RFID的实质是借助无线射频技术（RF)来实现对物品的身份和信息识别.物品的信息存储在一张芯片上,通过与之配套的读出器，就可以把芯片内的信息(数据)读取出来.8问题：1、RFID中数据的传输以什么方式？(P10）2、RFID标签与识读器之间的数据交换称之为什么?（P9）二、RFID的硬件组件1、RFID标签RFID标签是一种微型的无线收发装置，在标签内保存数据，当识读器查询时它会发送数据给识读器。由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信.电子标签的优点：（1）非接触性.无源射频卡与读写设备之间没有机械接触，无机械损伤。与读写设备也没有插口(全密封），能适应多尘、潮湿等恶劣环境,可靠性高,使用寿命长。（2）响应速度快.普通磁卡的信息交换只有1～2kb／s，而射频识别卡信息交换速度为毫秒级，支持在高速移动中读卡。(3)安全保密性好。普通磁卡受到强磁场干扰会丢失信息，信息易被窃取、篡改或伪造。射频识别卡利用存储器记录信息，不受磁场的干扰,卡内有专用的电路模块,可作密码运算和双向密码鉴别，数据安全性和保密性能好.(4）体积小，方便各种封装形式，价格比有源卡便宜许多。＊什么是电子产品代码标签?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9一个小的硅片中，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。＊RFID标签的价格是多少?射频标签价格根据标签种类和应用价格从30美分到50美元不等，总的来说，用在高档产品中的智能标签在50美分以上,主动标签要贵的多,带有复杂灵敏元件的价格在100美元以上。＊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？可以。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。＊只读和读写标签有什么区别？内存有读写微芯片的标签,可以在现有信息的基础上增加信息，应用在某些专业领域,但是由於它比只读芯片贵得多，对於价值不高的商品来说，就不太现实。一些只读芯片在产品生产时就储存有信息,不能再做更改.＊什么叫标签冲突？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。＊射频标签能储存多少信息?标签根据商家种类的不同能储存从512字节到4兆不等的数据。标签中储存的数据是由系统的应用和相应的标准决定的。例如,标签能够提供产品生产,运输，存储情况,也可以辨别机器,动物和个体的身份.这些类似于条形码中存储的信息。标签还可以连接到数据库，存储产品库存编号，当前位置，状态，售价,批号的信息。相应的，射频标签在读取数据时不用参照数据库可以直接确定代码的含义。＊射频标签可以和传感器连接吗？可以，射频标签已经和许多传感器连接了，包括能记录温度，湿度的。当环境条件发生变化时，标签能够得到提示，尤其是当变化对物品的储存和使用有重要影响时。应答器，智能标签，射频标签有什么区别？最初在技术领域，应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块,近些年，由於射频技术发展迅猛,应答器有了新的说法和含义,又被叫做智能标签或标签.智能标签确切的说是射频标签的一种创新，由具有粘性的标签和超薄射频标签组成.智能标签将射频技术和方便灵活的标签印刷优点结合起来,具有读写功能的智能标签能被多次编程,遵循标10签最初制作时的编码规律.哪种标签适合我的客户的产品？标签能在有水的环境下正常工作吗？金属会破坏它的功能吗？在什么温度下它能正常工作？含水量较高的产品，金属物品,很高或是很低的温度对於标签的工作都会是一项挑战。但是经过精心设计的系统能克服这些缺点，因此根据应用功能和对象的不同，标签的种类也大相径庭。射频标签的目的是使用一种统一标准的电子产品代码，使产品在不同领域都能被辨识。读写器无线射频识别技术（RadioFrequencyIdenfication,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。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。＊阅读器接收电波的有效范围是什么？阅读器的接收范围受到很多因素的影响,电波频率,标签的尺寸形状，阅读器的能量，金属物体的干扰，和其他射频装置等。总的说来,低频被动标签的接收距离在一英尺以内，对於高频被动标签的接收距离在三英尺左右，对於超高频标签的接收距离在十到二十英尺。对於使用电池的半主动和主动标签,阅读器可以接收到三百英尺甚至更远的信号.对於低频和高频射频，如果标签和阅读器天线的尺寸一样，接收距离可以用天线的直径乘以1。4来计算.在直径在三十厘米以内，这条规律都适用.＊LF，HF，UHF都分别代表什么？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。＊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。11所有的国家都使用同一种频率吗？不是，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.＊我们如何知道哪个频率适合于我们的产品？不同的频率有不同的特点，因此他们的用途也就形形色色.例如，低频标签比超高频标签便宜,节省能量,穿透废金属物体力强,他们最适合用于含水成分较高的物体,例如水果等.超高频作用范围广,传送数据速度快,但是他们比较耗能，穿透力较弱，作业区域不能有太多干扰，适合用于监测从海港运到仓库的物品。当做选择时，最好咨询一下相关的专家，供货商，从而选择正确的射频.我听说射频技术遇到水或金属不能正常工作，是不是说就不能将它用于监测罐装或含水成分较高的产品？不是的。金属会反射射频,水能吸收射频，因此在这种情况下使标签的功能正常发挥产生了问题.但是,经过设计的系统能很好的避免这些问题.＊什么是阅读器冲突？射频技术遇到的一个问题就是阅读器冲突,就是一个阅读器接收到的信息和另外一个阅读器接收到的信息发生冲突,产生重叠。解决这个问题的一种方法是使用TDMA技术，简单来说就是阅读器被指挥在不同时间接收信号，而不是同时,这样就保证了阅读器不会互相干扰。但是在同一区域的物品就会被读取两次,因此就要建立相应的系统去避免这种情况的发生。＊被动阅读器如何工作？射频阅读器通过多种方式和标签传送信息，阅读器利用天线在周围形成磁场，被动标签从磁场中接收到能量然后将信号发送给阅读器，阅读器将信息转化成电子信息———标签电子产品代码.所有的阅读器都能支持不同种类的标签吗？目前还不是。很多公司生产的阅读器支持现有供给链中用的新标签的射频技术.一些阅读器只支持新的电子产品代码，一些只支持某些生产厂商生产的特定标签。＊我需要什么样的阅读器?阅读器和标签一样，得通过研究供给方式决定使用种类和数量.例如,要求是管理进出仓库的库存，阅读器可以安装在码头货物进出的舱12门上。如果要求是管理送给特定客户的产品，那阅读器应该不仅仅装在舱门上，还应该装在卡车上。如果要求是控制零售货架,固定或是手持装置可以采用,从而方便自动出库记录和计数。天线(1)发射天线：用于发射无线电信号以激活电子标签。（2)接收天线:接收电子标签发出的无线电信号；RFID标签分类1。按供电方式分为有源标签和无源标签。有源是指标签内有电池提供电源，其作用距离较远，但寿命有限、体积较大、成本高,且不适合在恶劣环境下工作；无源标签内无电池，它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为标签内电路供电，其作用距离相对有源标签短,但寿命长且对工作环境要求不高。RFID标签分类2。按载波频率分为低频射频标签、中频射频标签和高频射频标签.低频射频标签主要有125kHz和134。2kHz两种,中频射频标签频率主要为13。56MHz，高频射频标签主要为433MHz、915MHz、2。45GHz、5。8GHz等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等.中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统；高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。RFID标签分类3。按调制方式的不同可分为主动式和被动式.主动式射频标签用自身的射频能量主动地发送数据给读写器；被动式射频标签使用调制散射方式发射数据,它必须利用读写器的载波来调制自己的信号,该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频标签。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次.而主动方式的射频标签发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频标签主要用于有障碍物的应用中，距离更远（可达30米）.RFID标签分类4。按作用距离可分为密耦合标签（作用距离小于1厘米）、近耦合标签（作用距离小于15厘米）、疏耦合标签(作用距离约1米)和远距离标签(作用距离从1米到10米，甚至更远)。5。按芯片分为只读标签、读写标签和CPU标签.13问题:1、动物追踪应该用什么类型的标签?2、用于图书管理的标签应该用什么类型的标签?(P13）《射频识别技术》教案项目(章节）名称第2章无线射频识别系统的组成和原理班级物信0803班,物信0804班第2周星期四、五第1-2，3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标感受无线射频识别技术的魅力认识识读器的原理能力目标能认识几种常用的RFID设备知识目标了解RFID的基本原理掌握RFID的硬件和软件的系统组成能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影,RFID设备知识、能力重点掌握RFID的软件的系统组成知识、能力难点掌握RFID的软件的系统组成理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名、提问、回答14作业(或项目）由PPT电子教案给出教学时间安排、步骤、内容第2章RFID的组成与原理2。识读器无线射频识别技术（RadioFrequencyIdenfication，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。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。＊阅读器接收电波的有效范围是什么?阅读器的接收范围受到很多因素的影响,电波频率，标签的尺寸形状,阅读器的能量，金属物体的干扰，和其他射频装置等。总的说来，低频被动标签的接收距离在一英尺以内，对於高频被动标签的接收距离在三英尺左右,对於超高频标签的接收距离在十到二十英尺。对於使用电池的半主动和主动标签,阅读器可以接收到三百英尺甚至更远的信号.对於低频和高频射频，如果标签和阅读器天线的尺寸一样，接收距离可以用天线的直径乘以1.4来计算.在直径在三十厘米以内，这条规律都适用。＊LF，HF,UHF都分别代表什么？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。＊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。＊所有的国家都使用同一种频率吗?不是，欧洲的超高频是868MHz，美国的则是915MHz.日本目前不15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。我们如何知道哪个频率适合于我们的产品？不同的频率有不同的特点,因此他们的用途也就形形色色.例如，低频标签比超高频标签便宜，节省能量,穿透废金属物体力强,他们最适合用于含水成分较高的物体，例如水果等。超高频作用范围广，传送数据速度快，但是他们比较耗能,穿透力较弱,作业区域不能有太多干扰，适合用于监测从海港运到仓库的物品。当做选择时,最好咨询一下相关的专家，供货商，从而选择正确的射频。我听说射频技术遇到水或金属不能正常工作,是不是说就不能将它用于监测罐装或含水成分较高的产品?不是的。金属会反射射频，水能吸收射频，因此在这种情况下使标签的功能正常发挥产生了问题.但是，经过设计的系统能很好的避免这些问题.什么是阅读器冲突？射频技术遇到的一个问题就是阅读器冲突,就是一个阅读器接收到的信息和另外一个阅读器接收到的信息发生冲突，产生重叠.解决这个问题的一种方法是使用TDMA技术，简单来说就是阅读器被指挥在不同时间接收信号,而不是同时，这样就保证了阅读器不会互相干扰。但是在同一区域的物品就会被读取两次,因此就要建立相应的系统去避免这种情况的发生。被动阅读器如何工作?射频阅读器通过多种方式和标签传送信息，阅读器利用天线在周围形成磁场,被动标签从磁场中接收到能量然后将信号发送给阅读器，阅读器将信息转化成电子信息--—标签电子产品代码。＊所有的阅读器都能支持不同种类的标签吗?目前还不是.很多公司生产的阅读器支持现有供给链中用的新标签的射频技术。一些阅读器只支持新的电子产品代码，一些只支持某些生产厂商生产的特定标签。＊我需要什么样的阅读器?阅读器和标签一样，得通过研究供给方式决定使用种类和数量.例如，要求是管理进出仓库的库存，阅读器可以安装在码头货物进出的舱门上。如果要求是管理送给特定客户的产品，那阅读器应该不仅仅装在舱门上，还应该装在卡车上。如果要求是控制零售货架，固定或是手16持装置可以采用,从而方便自动出库记录和计数。识读器的功能首先是激活标签。为被动或半主动标签提供能量。等待标签反回信息。处理标签信息,并传递给主机.识读器可以接收标签的数据，也可以向标签里写数据.识读器应用注意工作频率与标签是否一致。识读器认识XCRMF-801型读写器模块符合EPCG2标准。单端口的读写器模块，即可独立使用，也可作为核心模块嵌入到其他的设备中使用.物理参数尺寸：144x126x32mm重量：0。5kgLED指示灯：5环境参数工作温度：0℃～+40℃存储温度：—10℃～+50℃湿度范围：20％~95％性能参数工作频段:920～925MHz符合协议：ISO18000—6B、EPCC1G2数据速率：40Kbps最大读标签距离：3m（与天线配置相关）天线接口：1个SMA端口输出功率：最大2.0W（+33dBm)，20dB数字控制范围，最小步进0。5dB调制方式：100％ASK可用频点:8个发射带宽：＜250kHz频率稳定度：≤±5ppm3.天线天线用于在RFID标签与识读器之间建立数据通信的通道,天线的设计和位置对天系统的覆盖范围、识读距离和操作通信的准确信性起重要的作用。4.主机17主机也是系统的硬件组成部分。主机是应用程序运行环境。数据的主要存储场所。三、软件组成1、系统软件标签与识读器之间进行通信所必需的功能集合。2、中间件识读器与主机之间运行的的一组软件.是RFID系统软件与应用软件的桥梁.3、主机应用程序是我们要能开发的运行程序。EPCGlobal网络EPCglobal的主要职责是在全球范围内对各个行业建立和维护EPC网络,保证供应链各环节信息的自动、实时识别采用全球统一标准。通过发展和管理EPC网络标准来提高供应链上贸易单元信息的透明度与可视性,以此来提高全球供应链的运作效率.EPCglobal是一个中立的、非赢利性标准化组织.EPCglobal网络是实现自动即时识别和供应链信息共享的网络平台。了解EPC编码格式.(P18)问题：1、什么是RFID系统软件，它的功能是?（P16）2、什么是中间件，它有哪些功能？（P17)3、理解“事件”一词。《射频识别技术》教案项目（章节）名称识读器接口RS232班级物信0803班，物信0804班第2周星期四、五第1—2，3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标用VB通过RS232接口与RFID识读器能信18能力目标能认识RS232计算机接口知识目标了解RFID识读器的RS232接口掌握RFID识读器RS232接口的编程方法能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影,RFID设备知识、能力重点掌握RFID识读器RS232接口的编程方法知识、能力难点掌握RFID识读器RS232接口的编程方法理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目)由PPT电子教案给出19教学时间安排、步骤、内容RS232接口（思考:1、RFID有几种接品可以接入？2、RS232的通讯协议有哪些?）RS232接口是1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE）和数据通讯设备(DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。DB25的串口一般只用到的管脚只有2(RXD）、3（TXD)、7（GND)这三个,随着设备的不断改进，现在DB25针很少看到了，代替他的是DB9的接口，DB9所用到的管脚比DB25有所变化,是2（RXD）、3(TXD）、5（GND)这三个。因此现在都把RS232接口叫做DB9.由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接.(2）传输速率较低,在异步传输时，波特率为20Kbps.(3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右.RS232接口的VB程序1Active控件Microsoftcommcontronl(MSComm）MSComm控件的属性CommPort：设置串口号，类型short1—comm1；2—comm2.20Settings：设置串口通讯参数，类型CStringB-波特率P—奇偶性（N—无校验，E—偶校验,O-奇验）D—字节有效位数S—停止位。例:“1200,n，8,1”PortOpen:设置或返回串口状态，类型BOOL：TURE—打开FALSE—关闭。InputMode设置从接收缓冲区读取数据的格式,类型long：0—Text1-Bin。RS232接口的VB程序2MSComm控件的属性Input从接收缓冲区读取数据类型VARIANT.InBufferCount接收缓冲区中的字节数,类型：short.InBufferSize接收缓冲区的大小，类型:short。Output向发送缓冲区写入数据，类型：VARIANT.OutBufferCount发送缓冲区中的字节数,类型:short。OutBufferSize发送缓冲区的大小,类型：short。InputLen设置或返回Input读出的字节数，类型：short。CommEvent串口事件，类型:short.设置好这些属性和方法，程序很容易就可以编出来了，其中要注意的是串口的波特串设置，OnComm事件的程序编写.RS232接口的VB程序3MSComm控件使用前先要设置好的属性CommPort=2‘设置串口COM2口Settings=“1200，n，8,1"‘设置串口通讯参数，波特率1200，无奇偶性校验,字节有效位数8位，停止位1位。PortOpen=TURE‘设置或返回串口状态：TURE—打开FALSE—关闭。RS232接口的VB程序4设置好属性后，先打开设备PrivateSubForm_Load（）MSComm1.PortOpen=TrueEndSub关闭程序时，关闭设备PrivateSubForm_Unload（CancelAsInteger）MSComm1。PortOpen=FalseEndSubRS232接口的VB程序521向单片机发送数据PrivateSubCommand1_Click（）DimByteArray（1）AsByte‘定一个数组ByteArray（1)=Val（Text2。Text)‘把数字以字符存放MSComm1。Output=ByteArrayEndSub‘向单片机发送字符RS232接口的VB程序6CommEvent：这是一个非常重要的属性。该属性设计时无效，运行时只读。一旦串口发生通信事件或产生错误，依据产生的事件和错误,MSComm控件为CommEvent属性赋不同的代码,同时产生OnComm事件。用户程序就可在OnComm事件处理程序中针对不同的代码，进行相应的处理。CommEvent属性的代码、常数及含义参见表1及表2。表1CommEvent通信事件RS232接口的VB程序8OnComm事件,当有数据返回时激活该事件RS232接口的VB程序9OnComm事件，当有数据返回时激活该事件PrivateSubMSComm1_OnComm（）DimstrAsStringDimcountAsIntegerDimiAsIntegerSelectCaseMSComm1.CommEventCasecomEvReceiveinbyte=MSComm1。InputFori=LBound（inbyte)ToUBound（inbyte）str=str+Hex（inbyte（i）)+Chr(32）；将接受到的数据转换成十六进制,以字符串的形式显示Nextistrreceive。Text=strEndSelectEndSubRS232接口的VB程序10仿照QQ等聊天程序制作一个用RS232端口通信的聊天程序。(讨论：要是USB接口该如何编程？)22《射频识别技术》教案项目(章节)名称第3章无线射频识别技术在应用方面的限制班级物信0803班，物信0804班第3周星期四、五第1—2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握无线射频识别技术的限制。能力目标能说出RFID应用方面常见的几个限制知识目标掌握无线射频识别技术在应用方面的限制能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影，RFID设备知识、能力重点认识无线射频识别技术在应用方面的限制知识、能力难点无线射频与材料对无线射频识别技术影响理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名、提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出23教学时间安排、步骤、内容第3章RFID在应用方面的限制主要内容：一、RFID技术在应用中受到的限制二、影响无线射频识别系统工作的因素1、开放电磁环境的影响2、材料对RFID应用的影响3、识读器之间的相互影响4、标签识读率问题5、技术不成熟的影响一、RFID技术在应用中受到的限制RFID是芯片技术、无线电技术和计算机技术的结合。受到的限制几个方面：（P22）1、易受周围开放电磁环境的影响。2、在对电磁波传播有影响的物体上使用效果不理想。3、识读效果受发射电波能量的限制。4、实际的标签识读率和识读速度的限制。5、识读设备之间易产生影响。6、技术尚不成熟。二、影响RFID系统工作的因素1、开放电磁环境的影响工作环境中有大量的金属和液体等物质.改善办法：调整识读距离、发射功率和识读器的参数。更大的问题是干扰。2、材料对RFID应用的影响金属能阻挡高频和低频电磁波。水能吸收电磁波。问题：低频与超高频标签的特点?（P24）3、识读器之间的相互影响当两个识读器的覆盖区域出现重叠时，相互之间会产生干扰。时分多址（TDMA）:使每个识读器在不同时间进行识读操作，而不是同24时操作。缺点：降低了识读速度.4、标签的识读率问题识读不是百分百的可靠。识读率受电磁环境,信号场强影响；芯片随温度变化出现“漂移”.识读率还与识读器的灵敏度相关.5、技术不成熟的影响《射频识别技术》教案项目(章节)名称识读器的网络接口编程班级物信0803班,物信0804班第3周星期四、五第1—2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标懂得识读器的网络接口编程能力目标能够通过网络接口编写与识读器通信程序知识目标掌握网络接口与识读器通信程序的编写方法能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影,RFID设备知识、能力重点了解网络接口、套接字掌握网络接口与识读器通信程序的编写方法知识、能力难点掌握网络接口与识读器通信程序的编写方法25理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出26教学时间安排、步骤、内容网络接口编程――TCP/IP中的协议1．IP网际协议IP是TCP/IP的心脏，也是网络层中最重要的协议。2。TCP如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包,那么IP将把它们向¡®上¡¯传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。3。UDPUDP与TCP位于同一层，但对于数据包的错误不重发。4.ICMPICMP与IP位于同一层，被用来传送IP的的控制信息。TCP和UDP的端口结构5。TCP和UDP的端口结构TCP和UDP服务通常有一个客户/服务器的关系,例如：一个Telnet服务进程开始在系统上处于空闲状态,等待着连接。用户使用Telnet客户程序与服务进程建立一个连接.客户程序向服务进程写入信息，服务进程读出信息并发出响应，客户程序读出响应并向用户报告。因而,这个连接是双工的，可以用来进行读写。两个系统间的多重Telnet连接是如何相互确认并协调一致呢？TCP或UDP连接唯一地使用每个信息中的如下四项进行确认：源IP地址发送包的IP地址。目的IP地址接收包的IP地址。源端口源系统上的连接的端口.目的端口目的系统上的连接的端口。Socket套接字概述套接字是一种网络API，程序员可以用之开发网络程序。TCP套接字编程实现TCP套接字基本步骤分为服务器端和客户端两部分：服务器端创建套接字；绑定套接字；设置套接字为侦听模式，进入被动接受连接状态接受请求,建立连接读写数据终止连接27服务器端步骤1，2建立TCP套接字；绑定套接字（IP地址）;由WinSock控件自动完成.用户只要在界面上加入控件就可以了。服务器端步骤3设置套接字为侦听模式,进入被动接受连接状态Winsock1。LocalPort=CInt（Text1）’端口Winsock1.Listen‘3侦听端口IsConnectionOpen=False’未联接｛在启动侦听前一定要设定侦听端口}｛用按钮启动侦听模式｝服务器端步骤4接受请求,建立连接客户端连接能激活服务端的连接请求事件，接受并建立连接由Winsock1.Accept方法完成。PrivateSubWinsock1_ConnectionRequest（ByValrequestIDAsLong）Winsock1。AcceptrequestID\'4接受请求，建立连接IsConnectionOpen=TrueCaption=“Server:客户端已经连接。"EndSub服务器端步骤5.1读(接收）数据数据不是时时都有读的，只有当数据到达时才能读取，当有数据到达会激活DataArrival事件，GetData是读取数据方法PrivateSubWinsock1_DataArrival（ByValbytesTotalAsLong）\'5收到数据DimstrAsStringWinsock1。GetDatastr’5读取数据放到STR中Text3.Text=Text3。Text+strEndSub服务器端步骤5.2写(发送）数据发送数据只有当连接建立好以后才能发送（SendData）。28DimsAsStringIfIsConnectionOpen=FalseThenMsgBox"未建立联接!”Elses=Text2.textIfCheck1Thens=s+vbCrLf’加回车Winsock1。SendDatas’4联接发送EndIf服务器端步骤6终止连接程序在关闭之前要关闭网络连接,关闭连接Close方法PrivateSubForm_Unload（CancelAsInteger)Winsock1。Close\'6关闭联接IsConnectionOpen=FalseEndSubClose方法能够激活连接端另一方的Close事件PrivateSubWinsock1_Close（)Caption=“Server：客户端已经断开.”’联接已关闭EndSubTCP套接字编程（cont.）客户端步骤创建套接字(由控件完成)与远程服务器建立连接读/写数据(与服务端相同）终止连接（与服务端相同）与远程服务器建立连接客户端与服务端连接用Connect方法完成，连接前要设定远程主机的IP地址和端口号.Winsock1.RemoteHost=Text1.Text\'C1远程主机IPWinsock1。RemotePort=CLng（Text2。Text)\'C1远程主机端口Winsock1.Connect‘C2与远程服务器建立连接连接请求被接受后，会激活客户端的Connect事件PrivateSubWinsock1_Connect（）’已经连接，连接事件Caption=”Client：已经联接。"IsConnectionOpen=True29EndSubTCP套接字编程（cont。）UDP套接字编程实现UDP套接字基本步骤分为服务器端和客户端两部分：服务器端建立UDP套接字;绑定套接字到特定地址;侦听，等待客户端连接信息；处理客户端请求；发送信息回客户端；UDP套接字编程（Cont。）客户端步骤建立UDP套接字；发送信息给服务器要求转接；接收来自服务器的信息;关闭套接字UDP套接字编程（Cont。)WindowsSocketWindowsSocket是用于在各种不同通信平台上建立TCP/IP通信的API，应用程序可以通过TCP/IP协议进行通信.MicrosoftSocketControl6。0套接字控件.winsock控件的State属性state属性的设置值是:常数值描述sckclosed0缺省的。关闭sckopen1打开scklistening2侦听sckconnectionpending3连接挂起sckresolvinghost4识别主机sckhostresolved5已识别主机sckconnecting6正在连接sckconnected7已连接sckclosing8同级人员正在关闭连接sckerror9错误30《射频识别技术》教案项目(章节）名称第4章RFID相关标准班级物信0803班,物信0804班第5周星期四、五第1-2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标认识RFID相关标准能力目标能说出几种常用的RFID标准知识目标了解RFID国际标准能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影,RFID设备知识、能力重点标准的作用了解RFID国际标准知识、能力难点认识RFID国际标准理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出31教学时间安排、步骤、内容第4章RFID相关标准主要内容：一、RFID标准体系与相关组织二、ISO/IEC相关标准三、EPCGlobal相关标准四、泛在ID中心相关标准五、国内相关标准六、RFID频率使用现状一、RFID标准体系与相关组织1、标准的作用（P27)A标准能保证不同产品之间不会有功能干扰。B标准能实现应用程序或设备的互相操作.C标准使用户的数据在若干个接口之间无缝隙的顺序传输.D标准的建立能大大加速新技术的广泛使用,因为它能保证互操作性,并吸用更多厂商提供解决方案,达到改善服务和降低成本。E系列标准协同工作，比各个标准单独工作作用更大。F减少了不规范带来的风险,更便于技术实施。RFID标准现状国际现状（P124)国内现状中国标准的三大难题2、三个主要的技术标准体系国际标准化组织（ISO）美国统一代码协会(UCC）和国际物品编码协会(EAN）成立EPCGlobal泛在ID中心(UIC）RFID标准体系结构RFID技术标准基本结构RFID应用标准基本结构二、ISO/IEC相关标准通用标准提供一个基本框架,应用标准是对通用标准的补充和具体规定。ISO/IEC相关标准技术标准（P31，表4－1）数据结构标准(P32,表4－2)性能标准（P32，表4－3）32应用标准（P32,表4－4）由于RFID的应用牵涉到众多行业，因此其相关的标准盘根错节，非常复杂.从类别看,RFID标准可以分为以下四类：技术标准(如RFID技术、IC卡标准等）；数据内容与编码标准（如编码格式、语法标准等）；性能与一致性标准（如测试规范等）；应用标准（如船运标签、产品包装标准等）。具体来讲，RFID相关的标准涉及电气特性、通信频率、数据格式和元数据、通信协议、安全、测试、应用等方面。与RFID技术和应用相关的国际标准化机构主要有：国际标准化组织(ISO）、国际电工委员会(IEC）、国际电信联盟（ITU）、世界邮联(UPU）。此外还有其他的区域性标准化机构（如EPCglobal、UIDCenter、CEN)、国家标准化机构(如BSI、ANSI、DIN)和产业联盟（如ATA、AIAG、EIA)等也制定与RFID相关的区域、国家、或产业联盟标准,并通过不同的渠道提升为国际标准。主要技术标准体系目前RFID存在三个主要的技术标准体系，总部设在美国麻省理工学院（MIT）的Auto-IDCenter(自动识别中心）、日本的UbiquitousIDCenter（泛在ID中心,UIC）和ISO标准体系。EPCGlobalEPCGlobal是由美国统一代码协会(UCC）和国际物品编码协会（EAN)于2003年9月共同成立的非营利性组织，其前身是1999年10月1日在美国麻省理工学院成立的非营利性组织Auto-ID中心.Auto—ID中心以创建“物联网”(InternetofThings）为使命，与33众多成员企业共同制订一个统一的开放技术标准.旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等100多家欧美的零售流通企业，同时有IBM、微软、飞利浦、Auto-IDLab等公司提供技术研究支持.目前EPCGlobal已在加拿大、日本、中国等国建立了分支机构，专门负责EPC码段在这些国家的分配与管理、EPC相关技术标准的制定、EPC相关技术在本国的宣传普及以及推广应用等工作.EPCGlobal“物联网”体系架构由EPC编码、EPC标签及读写器、EPC中间件、ONS服务器和EPCIS服务器等部分构成.EPC赋予物品惟一的电子编码,其位长通常为64位或96位,也可扩展为256位。对不同的应用规定有不同的编码格式,主要存放企业代码、商品代码和序列号等。最新的GEN2标准的EPC编码可兼容多种编码。EPC中间件对读取到的EPC编码进行过滤和容错等处理后，输入到企业的业务系统中。它通过定义与读写器的通用接口（API)实现与不同制造商的读写器兼容。ONS服务器根据EPC编码及用户需求进行解析,以确定与EPC编码相关的信息存放在哪个EPCIS服务器上。EPCIS服务器存储并提供与EPC相关的各种信息.这些信息通常以PML的格式存储，也可以存放于关系数据库中。RFID主要标准简介RFID系统主要由数据采集和后台应用系统两大部分组成。目前已经发布或者正在制定中的标准主要是与数据采集相关的,主要有电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、电子标签与读写器的性能和一致性测试规范，以及电子标签的数据内容编码标准等。后台应用系统目前并没有形成正式的国际标准,只有少数产业联盟制定了一些规范,现阶段还在不断演变中。电子产品编码标准RFID是一种只读或可读写的数据载体，它所携带的数据内容中最重要的是惟一标识号。因此，惟一标识体系以及它的编码方式和数据格式,是我国电子标签标准中的一个重要组成部分。惟一标识号广泛应用于国民经济活动中，例如我国的公民身份证号、组织机构代码、全国产品与服务统一代码扩展码、电话号、车辆识别代号、国际证券号等。尽管国家多个部委在惟一标识领域开展了一系列的相关研究工作，但与发达国家相比，我国的惟一标识体系总体上处于发展的起步阶段,正在逐步完善中.（1）产品电子代码EPC34EPC是由EPCglobal组织、各应用方协调一致的编码标准，可以实现对所有实体对象（包括零售商品、物流单元、集装箱、货运包装等）的惟一有效标识。EPC由一个版本号加上域名管理者、对象分类、序列号三段数据组成的一组数字。其中EPC的版本号标识EPC的长度或类型；域名管理者是描述与此EPC相关生产厂商的信息；对象分类记录产品精确类型的信息;序列号用于惟一标识货品单件.EPC与目前应用最成功的商业标准EAN.UCC全球统一标识系统是兼容，成为EAN.UCC系统的一个重要组成部分，是EAN。UCC系统的延续和拓展，是EPC系统的核心与关键。(2）EAN。UCCEAN国际物品编码协会成立于1977年，是基于比利时法律规定建立的一个非营利性国际组织,总部设在比利时首都布鲁塞尔。EAN目的是建立一套国际通行的全球跨行业的产品、运输单元、资产、位置和服务的标识标准体系和通信标准体系,即“全球商业语言—-EAN。UCC系统”。国际EAN的前身是欧洲物品编码协会，现主要负责除北美以外的EAN.UCC系统的统一管理及推广工作。目前，其会员遍及90多个国家和地区，全世界已有约90万家公司、企业通过各国或地区的编码组织加入到EAN。UCC系统中来。近几年，国际EAN加强了与美国统一代码委员会（UCC)的合作,先后两次达成EAN/UCC联盟协议，以共同开发、管理EAN。UCC系统。(3)GB18937（NPC）强制性国家标准GB18937《全国产品与服务统一标识代码编制规则》规定了全国产品与服务统一代码（NPC)的适用范围、代码结构及其表现形式，由国务院标准化行政主管部门于2003年2月2日颁布，2003年4月16日正式实施.全国产品与服务统一代码是按照《全国产品与服务统一标识代码编制规则》国家标准要求编制的全国产品与服务统一标识代码,目前已经用于电子设备、食品、建材、汽车、石油化工、农业、专业服务等领域。根据国内外对海量赋码对象进行赋码的一般规律，全国产品与服务统一代码按照全数字、最长不超过十四位、便于维护机构维护和管理的原则设计，由十三位数字本体代码和一位数字校验码组成，其中本体代码采用序列顺序码或顺序码。通信标准RFID的无线接口标准中最受注目的是ISO/IEC18000系列协议，涵盖35了从125KHz到2。45GHz的通信频率，识读距离由几厘米到几十米，其中主要是无源标签但也有用于集装箱的有源标签.近距离无线通信（NFC)是一项让两个靠近（近乎接触)的电子装置以13。56MHz频率通信的RFID应用技术.由诺基亚、飞利普和索尼创办的近距离无线通信论坛(NFCForum)起草了相关的通信和测试标准,让消费类电子设备（尤其是手机）与其他的网络产品或电脑外设进行通信和数据交换。该标准还与ISO/IEC14443和ISO/IEC15693非接触式IC卡兼容。目前，已经有支持NFC功能的手机面世,可以用手机来阅读兼容ISO/IEC14443TypeA或SonyFeliCa的非接触式IC卡或电子标签.超宽带无线技术（UWB）是一种直接以载波频率传送数据的通信技术。以UWB作为射频通信接口的电子标签可实现半米以内的精确定位。这种精确定位功能方便实现医院里的贵重仪器和设备管理、大楼或商场里以至奥运场馆内的人员管理.无线传感器网络是另一种RFID技术的扩展。传感器网络技术的对象模型和数字接口已经形成产业联盟标准IEEE1451。该标准正进一步扩展，提供基于射频的无线传感器网络，相关标准草案1451.5正在草议中。有关建议将会对现有的ISO/IEC18000系列RFID标准,以及ISO/IEC15961、ISO/IEC15862读写器数据编码内容和接口协议进行扩展。RFID标签与阅读器之间进行无线通信的频段有多种，常见的工作频率有135kHz以下、13.56MHz、860～928MHz（UHF）、2。45GHz及5。8GHz等.低频系统工作频率有125KHz、225KHz等，这些频点应用的射频识别系统一般都有相应的国际标准予以支持。其基本特点是电子标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（无源情况，典型阅读距离为10cm)、电子标签外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状）、阅读天线方向性不强等.超高频系统一般指其工作频率高于400MHz，典型的工作频段有915MHz、2.45gHz、5。8gHz等.超高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。基本特点是电子标签及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远（可达几米至十几米）,适应物体高速运动性能好，外形一般为卡状，阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性.36《射频识别技术》教案项目(章节）名称第4章RFID相关标准班级物信0803班，物信0804班第5周星期四、五第1—2,3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标认识RFID相关标准能力目标能说出几种常用的RFID标准知识目标了解RFID国际标准能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点EPCGlobal相关标准国内的相关标准知识、能力难点EPCGlobal相关标准理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目）由PPT电子教案给出37教学时间安排、步骤、内容第4章RFID相关标准三、EPCGlobal相关标准EPCglobal标准体系EPCglobal是由UCC和EAN联合发起并成立的非盈利性机构,全球最大的零售商沃尔玛连锁集团和英国Tesco等100多家美国和欧洲的流通企业都是EPCglobal的成员。同时,EPCglobal由美国IBM公司、微软公司和Auto—ID实验室等进行技术研究支持。此组织除发布工业标准外，还负责EPCgobal号码注册管理.EPC系统是一种基于EAN/UCC编码的系统，作为产品与服务流通过程信息的代码化表示，EAN/UCC编码具有一整套涵盖贸易流通过程各种有形或无形产品所需的全球惟一标识代码，包括贸易项目、物流单元、服务关系、商品位置和相关资产等标识代码.EAN/UCC标识代码随着产品或服务的产生在流通源头建立，并伴随着该产品或服务的流动贯穿全过程。2。1EPC系统的特点EPC系统是一个全球的大系统，供应链的各个环节、各个节点、各个方面都可从中受益，但低价值的识别对象（如食品、消费品等）对EPC系统引起的附加价格十分敏感。EPC系统正在考虑通过革新相关技术,进一步降低成本，同时系统的整体改进将使得供应链管理得到更好的应用，以提高效益,抵消和降低附加价格.EPC系统的主要特点包括开放的结构体系、独立的平台与高度的互动性以及灵活的可持续发展的体系。2。2EPCglobal标准总览EPCglobal是由UCC和EAN共同组建的RFID标准研究机构。EPCglobal成立伊始,就致力于建立一套全球中立的、开放的、透明的标准,并为此进行了艰苦的努力。该机构于2004年4月公布了第一代RFID技术标准：包括EPC标签数据规格,超高频Class0和Class1标签标准，高频Class1标签标准，以及物理标识语言内核规格。另外,RFID第二代标准正处在最后定稿阶段,预计2006年底之前会公布于世。EAN/UCC标识代码是固定结构、无含义、全球惟一的全数字型代码。在EPC标签信息规范1。1中采用64～96位的电子产品编码；在EPC标签2。0规范中采用96～256位的电子产品编码。EPC系统是全球性、开放性的社会化大系统，信息交互与沟通需要协商一致的标准支持.EPC系统的规划、建设以及相关产业的形成也需要标准化支持。在EPC系统中，涉及到的标准包括:标签数据标准;第二代（Gent）空中接口标准;读写器协议;读写器管理；数据传输协38议；应用水平事件（ApplicationLevelEvent，ALE）功能与控制EPCIS（ElectronicProductCodeInformationService,电子产品代码信息服务）协议；应用接口(API)；安全规范和事件注册等。对于标签数据标准，主要是关注不同编码系统标准如何在EPC标签上应用；第二代（Gen2）空中接口标准主要涉及读写器与标签之间的通信;读写器协议主要是关注中间件和读写器之间的通信协议；读写器管理主要涉及多个读写器如何协同工作；数据传输协议主要关注读写器如何将标签数据转换到网络兼容的格式；滤值与采集应用水平事件（ALE）主要关注多个读写器采集的EPC信息统计汇总;ONS应用层接口主要关注EPC代码所涉及的信息；EPCIS协议主要关注如何存储和恢复EPC信息；安全规范则主要关注如何保证EPC信息的安全；网络架构主要关注怎样发现某个EPC在哪里及曾经到过哪里等。2004年12月17日EPCglobal批准发布了第一个标准——超高频第二代空中接口标准(UHFGen2），迈出了EPC从实验室走向应用的里程碑意义的一步，符合UHFGent标准的产品已于2005年第二季度问世.从全球范围来说，EPC的发展已经逐步走向实际应用，虽然还有不少问题(包括标准、技术、隐私、地区发展平衡等)有待解决，但其强劲的发展势头将是不可阻挡的.体系框架活动EPCglobal体系框架包含三种主要的活动,每种活动都是由EPCglobal体系框架内相应的标准支撑的，如图1所示。(1）EPC物理对象交换。用户与带有EPC编码的物理对象进行交互.对于许多EPCglobal网络终端用户来说，物理对象是商品，用户是该商品供应链中的成员，物理对象交换包括许多活动,诸如装载、接收等。还有许多与这种商业物品模型不同的其他用途,但这些用途仍然包括对物品使用标签进行标识。EPCglobal体系框架定义了EPC物理对象交换标准,从而能够保证当用户将一种物理对象提交给另一个用户39时，后者将能够确定该物理对象有EPC代码并能较好地对其进行说明.（2）EPC基础设施。为达成EPC数据的共享，每个用户开展活动时将为新生成的对象进行EPC编码，通过监视物理对象携带的EPC编码对其进行跟踪，并将搜集到的信息记录到组织内的EPC网络中。EPCglobal体系框架定义了用来收集和记录EPC数据的主要设施部件接口标准,因而允许用户使用互操作部件来构建其内部系统。(3)EPC数据交换。用户通过相互交换数据，来提高自身拥有的运动物品的可见性,进而从EPCglobal网络中受益.EPCglobal体系框架定义了EPC数据交换标准，为用户提供了一种点对点共享EPC数据的方法，并提供了用户访问EPCglobal核心业务和其他相关共享业务的机会。在理解整个组织和EPCglobal体系框架时，对活动进行分类是有益的，但不要规定得过于严格.在许多情况下，前两类活动主要指跨企业的交互过程,而后一种则是指企业内部的交互，不过这也不完全正确。例如，一个组织可能使用EPC来跟踪内部资产的流动，在这种情况下，它将在非跨企业交换的情况下应用物理对象交换标准。EPCglobal体系框架设计用来为EPCglobal用户提供多种选择,通过应用这些标准满足其特定的商业运作.EPCglobal体系框架标准所有的EPCglobal体系框架的标准如表1所示,这些标准与EPC物理对象交换、EPC基础设施和EPC数据交换三种活动密切相关。表1主要是对于目前EPCglobal体系框架中所有的部件进行规范，而不是未来工作的路标。40（1）900MHzC1ass0射频识别标签规范。本规范定义了900MHzClass0操作所采用的通信协议和通信接口，它指明了该频段的射频通信要求和标签要求，并给出了该频段通信所需的基本算法.（2)13.56MHzISM频段Classl射频识别标签接口规范。本规范定义了13。56MHzISM频段Classl操作所采用的通信协议和通信接口，它指明了该频段的射频通信要求和标签要求，并给出了该频段通信所需的基本算法。（3)869～930MHzClassl射频识别标签射频与逻辑通信接口规范。本规范定义了860～930MHzClassl操作所采用的通信协议和通信接口，它指明了该频段的射频通信要求和标签要求,并给出了该频段通信所需的基本算法。(4)ClasslGen2超高频RFID一致性要求规范。本规范给出了EPCglobal在860—960MHz频段内的ClasslGen2超高频RFID协议，包括读写器和标签之间在物理交互上的协同要求，以及读写器和标签操作流程与命令上的协同要求.(5）EPCglobal体系框架。本文件定义和描述了EPCglobal体系框架。EPCglobal体系框架是由硬件、软件和数据接口的交互标准以及EPCglobal核心业务组成的集合，它代表了所有通过使用EPC代码来提升供应链运行效率的业务.(6）EPC标签数据标准。这项由EPCglobal管理委员会通过的标准给出了系列编码方案，包括EAN/UCC全球贸易项目代码（GlobalTradeItemNumber，GTIN）、EAN/UCC系列货运包装箱代码（SerialShippingContainerCode,SSCC）、EAN/UCC全球位置码（GlobalLocationNumber，GLN）,EAN/UCC全球可回收资产标识（GlobalReturnableAssetIdentifier，GRAI）、EAN/UCC全球单个资产标识（GlobalIndividualAssetIdentifier，GIAI)、EAN/UCC全球服务关系代码(GlobalServiceRelationNumber,GSRN)和通用标识符（GeneralIdentifier，GID)。通用标识符增加了美国国防部结构头和URI（UniformResourceIdentifier,统一资源标识）的十六进制表示方法。41(7)ClasslGen2超高频空中接口协议标准。这项由EPCglobal管理委员会通过的标准定义了被动式反向散射、读写器先激励（InterrogatorTalksFirst,ITF)、工作在860~960MHz频段内的射频识别系统的物理与逻辑要求.该系统包含读写器与标签两大部分.EPCglobal有三个工作组介入了Gent的开发工作。商业工作组负责收集用户对新标准的要求，软件工作组（SAG）从事Gent读写器软件的工作，硬件工作组（HAG）负责Gen2标准的技术方面.另外,IP(知识产权）委员会负责调查与标准有关的IP问题。Gen2有几个特点：开放的标准，符合全球各国超高频段的规范，不同销售商的设备之间将具有良好的兼容性;可靠性强,标签具有高识别率，在较远的距离测试具有将近100%的读取率；芯片将缩小到现有版本的1/2到1/3,Gen2标签在芯片中有96字节的存储空间，具有特定的口令、更大的存储能力以及更好的安全性能，可以有效地防止芯片被非法读取,能够迅速适应变化无常的标签群；可在密集的读写器环境里工作;标签的隔离速度高,隔离率在北美可达每秒1500个标签,在欧洲可达每秒600个标签；安全性和保密性强，协议允许两个32比特的密码,一个用来控制标签的读写权,一个用来控制标签的禁用/销毁权，并且读写器与标签的单向通信采用加密；实时性好,容许标签延时后进入识读区仍能被读取,这是Genl所不能达到的;抗干扰性强，更广泛的频谱与射频分布提高了UHF的频率调制性能，以减少与其他无线电设备的干扰;标签内存采用可延伸性存储空间，原则上用户可有无限的内存；识读速率大大提高,Gen2标签的识读速率是现有标签的10倍，这使得通过应用RFID标签可以实现高速自动作业.（8)应用水平事件规范。这项由EPCglobal管理委员会通过的标准定义了某种接口的参数与功能，通过该接口,用户可以获取过滤后的、整理过的电子产品代码数据。（9）对象名解析业务规范。本规范指明了域名服务系统如何用来定位与给定电子产品码GTIN部分相关的权威数据和业务。其目标群体是对象名解析业务系统的开发者和应用者。3EPC编码体系EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化，通过统一的、规范化的编码来建立全球通用的信息交换语言.EPC编码是EAN/UCC在原有全球统一编码体系基础上提出的,它是新一代全球统一标识的编码体系，是对现行编码体系的拓展和延伸。EPC编码体系是新一代与GTIN兼容的编码标准，也是EPC系统的42核心与关键.EPC的目标是为物理世界的对象提供惟一的标识,从而达到通过计算机网络来标识和访问单个物体的目标，就如在互联网中使用IP地址来标识和通信一样。3.1EPC编码规则EPC编码是与EAN/UCC编码兼容的新一代编码标准，在EPC系统中，EPC编码与现行GTIN相结合,因而EPC并不是取代现行的条形码标准，而是由现行的条形码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN/UCC系统共存。EPC是存储在射频标签中的惟一信息,且己经得到UCC和EAN两个主要国际标准监督机构的支持。EPC中码段的分配是由EAN/UCC来管理的。在我国，EANIUCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。同样，中国物品编码中心（ANCC)也已启动EPC服务来满足国内企业使用EPC的需求.（1)惟一性.与当前广泛使用的EAN/UCC代码不同的是，EPC提供对物理对象的惟一标识.换句话说，一个EPC编码仅仅分配给一个物品使用。同种规格同种产品对应同一个产品代码,同种产品不同规格对应不同的产品代码。根据产品的不同性质,如重量、包装、规格、气味、颜色、形状,等等,赋予不同的商品代码.为了确保实体对象进行惟一标识的实现，EPCglobal采取了如下基本措施：①足够的编码容量。EPC编码冗余度见表②.从世界人口总数(大约60亿)到大米总粒数（粗略估计1亿亿粒）,EPC有足够大的地址空间来标识所有这些对象。②组织保证.必须保证EPC编码分配的惟一性并寻求解决编码碰撞的方法EPCglobal通过全球各国编码组织来负责分配本国的EPC代码，并建立相应的管理制度。③使用周期。对一般实体对象,使用周期和实体对象的生命周期一致。对特殊的产品，EPC代码的使用周期是永久的。（2)永久性。产品代码一经分配,就不再更改，并且是终身的.当此种产品不再生产时，其对应的产品代码只能搁置起来，不得重复起用或分配给其它的商品.43（3）简单性.EPC的编码既简单同时又能提供实体对象的惟一标识。以往的编码方案，很少能被全球各国和各行业广泛采用，原因之一是编码的复杂导致不适用。(4)可扩展性。EPC编码留有备用空间，具有可扩展性.EPC地址、空间是可扩展的，具有足够的冗余，从而确保了EPC之系统的升级和可持续发展.(5）保密性与安全性。与安全和加密技术相结合,EPC编码具有高度的保密性和安全性。保密性和安全性是配置高效网络的首要问题之一。安全的传输、存储和实现是EPC能否被广泛采用的基础。（6）无含义。为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁更新换代的需要，最好采用无含义的顺序码。EPC编码关注的问题（1)生产厂商和产品.目前世界上的公司估计超过2500万家，考虑今后的发展,10年内这个数目有望达到3900万，EPC编码中厂商代码必须具有一定的容量.对厂商来讲，产品数量的变化范围很大,如表3所示.通常，一个企业产品类型数均不超过10万种（参考EAN成员组织).(2）内嵌信息。在EPC编码中嵌入有关产品的其他信息,如货品重量、尺寸、有效期、目的地等.（3）分类.分类是指对具有相同特征和属性的实体进行管理与命名，这种管理和命名的依据不涉及实体的固有特征与属性,通常是管理者的行为.例如,一罐颜料在制造商那里可能被当成库存资产,在运输商那里可能是“可堆叠的容器”，而回收商则可能认为它是有毒废品。在各个领域,分类是具有相同特点物品的集合，而不是物品的固有属性。（4)批量产品编码.给批次内的每一样产品分配惟一的EPC代码,同时也可将该批次产品视为单一的实体对象,为其分配一个批次的EPc代码.(5）载体。EPC标签是EPC代码存储的物理媒介，对所有的载体44来讲，其成本与数量成反比.EPC标签要广泛采用，必须尽最大可能地降低成本。3。3EPC编码结构EPC代码是由一个版本号加上另外三段数据（依次为域名管理、对象分类、序列号）组成的一组数字,如表4所示。其中版本号用于标识EPC编码的版本次序,它使得EPC随后的码段可以有不同的长度；域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息，例如可口可乐公司;对象分类记录产品精确类型的信息，例如美国生产的330ml罐装减肥可乐（可口可乐的一种新产品)；序列号惟一标识货品，它会精确地指明EPC代码标识的是哪一罐330ml罐装减肥可乐.EPC代码是由EPCglobal组织和各应用方协调制定的编码标准,具有以下特性：科学性：结构明确，易于使用、维护。兼容性:兼容了其它贸易流通过程的标识代码。全面性：可在贸易结算、单品跟踪等各环节全面应用。合理性：由EPCglobal，各国EPC管理机构（中国的管理机构称为EPCglobal中国）、标识物品的管理者分段管理、共同维护、统一应用,具有合理性.国际性:不以具体国家、企业为核心，编码标准全球协商一致,具有国际性。无歧视性：编码采用全数字形式,不受地方色彩、语言、经济水平、政治观点的限制，是无歧视性的编码.3。4EPC编码类型目前，EPC代码有64位、96位和256位3种。为了保证所有物品都有一个EPC代码并使其载体——标签成本尽可能降低，建议采用96位，这样其数目可以为2.68亿个公司提供惟一标识,每个生产厂商可以有1600万个对象种类并且每个对象种类可以有680亿个序列号，这对未来世界所有产品已经非常够用了。鉴于当前不用那么多序列号,因而可采用64位EPC，这样会进一步降低标签成本。但随着EPC—64和EPC-96版本的不断发展，EPC代码作为一种世界通用标识方案已不足以长期使用，因而出现了256位编码。至今已经推出EPC—96I型，EPC—64I型、II型、III型，EPC—256I型、II型、III型等编码方案.45（1）EPC—64码.目前研制出了三种类型的64位EPC代码。①EPC—64I型。I型EPC-64编码提供2位的版本号编码，21位的管理者编码,17位的库存单元和24位序列号。该64位EPC代码包含最小的标识码.21位的管理者分区就会允许二百万个组使用该EPC-64码。对象种类分区可以容纳131072个库存单元,远远超过UPC所能提供的库存单元数量，从而能够满足绝大多数公司的需求。24位序列号可以为16000000件产品提供空间。②EPC—64II型。II型适合众多产品以及对价格反应敏感的消费品生产者。那些产品数量超过两万亿并且想要申请惟一产品标识的企业，可以采用方案EPC-64II型.采用34位的序列号，最多可以标识17，179，869和184件不同产品。与13位对象分类区结合(提供多达8192个库存单元)，每一个工厂可以为140，737,488，355，328或者超过140万亿不同的单品编号。这远远超过了世界上最大消费品生产商的生产能力。③EPC-64111型.除了一些大公司和正在应用UCC/EAN编码标准的公司外，为了推动EPC应用过程，可以将EPC扩展到其他组织和行业。希望通过扩展分区模式来满足小公司、服务行业和组织的应用。因此、除了扩展单品编码的数量，就像第二种EPC—64那样,也会增加可以应用的公司数量来满足要求。EPC—64III型通过把管理者分区增加到26位，可以提供多达67108864个公司来采用64位EPC编码。67000000个号码已经超出世界公司的总数，因而目前已经足够用,并预留空间给更多希望采用EPC编码体系的公司.采用13位对象分类分区，这样可以为8192种不同种类的物品提供空间。序列号分区采用23位编码,可以为超过800万(223=8388608）的商品提供空间。因此,对于这67000000个公司，每个公司允许超过680亿(236=68719476736)的不同产品采用此方案进行46编码。（2）EPC-96码。EPC—96I型的设计目的是成为一个公开的物品标识代码，其应用类似于目前的统一产品代码（UPC)，或者UCC/EAN的运输集装箱代码。域名管理负责在其范围内维护对象分类代码和序列号。域名管理必须保证对ONS可靠的操作，并负责维护和公布相关的产品信息。域名管理的区域占据28个数据位，允许大约2。68亿家制造商.这超出了UPC—12的十万个和EAN—13的一百万个的制造商容量.对象分类字段在EPC-96代码中占24位。这个字段能容纳当前所有的UPC库存单元的编码.序列号字段则是单一货品识别的编码.EPC—96序列号对所有的同类对象提供36位的惟一辨识号，其容量为228＝687194767360。与产品代码相结合，该字段将为每个制造商提供1.1x1028个惟一的项目编号超出了当前所有已标识产品的总容量。（3)EPC-256码。EPC—96和EPC-64是作为物理实体标识符的短期使用而设计的。在原有表示方式的限制下,EPC—64和EPC-96版本的不断发展使得EPC代码作为一种世界通用的标识方案已不足以长期使用。更长的EPC代码表示方式一直以来就倍受期待并酝酿已久。EPC—256就是在这种背景下应运而生的。256位EPC是为满足未来使用EPC代码的应用需求而设计的。由于未来应用的具体要求目前还无法准确获知、因而256位EPC版本必须具备可扩展性以便未来的实际应用不受限制。多个版本就提供了这种可扩展性。当前,出于成本等因素的考虑，参与EPC测试所使用的编码标准大多采用64位数据结构，未来将采用96位或256位的编码结构.4EPC标签分类EPC标签是电子产品代码的信息载体，主要由天线和芯片组成。EPC标签中存储的惟一信息是96位或者64位产品电子代码。为了降低成本，EPC标签通常是被动式射频标签。根据其功能级别的不同，EPC标签可分为5类，目前所开展的EPC测试使用的是ClasslGen2标签。（1）ClassOEPC标签。满足物流，供应链管理中,比如超市的结账付款、超市货架扫描、集装箱货物识别、货物运输通道以及仓库管理等基本应用功能的标签。ClassOEPC标签的主要功能包括:必须包含EPC代码、24位自毁代码以及CRC代码；可以被读写器读取；可以被重叠读取；可以自毁;存储器不可以由读写器进行写入。（2)ClasslEPC标签。又称身份标签，它是一种无源的、后向散47射式标签，除了具备ClassOEPC标签的所有特征外，还具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符，Class1EPC标签具有自毁功能,能够使得标签永久失效，此外,还有可选的密码保护访问控制和可选的用户内存等特性。(3）Class2EPC标签。也是一种无源的、后向散射式标签,它除了具备Class1EPC标签的所有特征外，还包括扩展的TID(TagIdentifier,标签标识符）、扩展的用户内存、选择性识读功能。Class2EPC标签在访问控制中加入了身份认证机制，并将定义其他附加功能。（4)Class3EPC标签.是一种半有源的、后向散射式标签，它除了具备Class2EPC标签的所有特征外，还具有完整的电源系统和综合的传感电路,其中，片上电源用来为标签芯片提供部分逻辑功能。(5)Class4EPC标签。是一种有源的、主动式标签,它除了具备Class3EPC标签的所有特征外,还具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。EPC编码类型目前，EPC代码有64位、96位和256位3种。为了保证所有物品都有一个EPC代码并使其载体——标签成本尽可能降低，建议采用96位,这样其数目可以为2.68亿个公司提供惟一标识,每个生产厂商可以有1600万个对象种类并且每个对象种类可以有680亿个序列号，这对未来世界所有产品已经非常够用了。鉴于当前不用那么多序列号，所以只采用64位EPC,这样会进一步降低标签成本.但是随着EPC-64和EPC—96版本的不断发展使得EPC代码作为一种世界通用的标识方案已经不足以长期使用,所以出现了256位编码。至今已经推出EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，EPC—256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。EPC—64码目前研制出了三种类型的64位EPC代码（1）EPC-64Ⅰ型如下图2—1，Ⅰ型EPC-64编码提供2位的版本号编码,21位的管理者编码，17位的库存单元和24位序列号。该64位EPC代码包含最小的标识码。21位的管理者分区就会允许二百万个组使用该EPC—64码。对象种类分区可以容纳131,072个库存单元――远远超过UPC所能提供的，这样就可以满足绝大多数公司的需求.24位序列号可以为一千六百万单品提供空间.48（2)EPC-64Ⅱ型除了Ⅰ型EPC—64,还可采用其他方案来适合更大范围的公司、产品和序列号的要求。建议采用EPC—64Ⅱ（见图8)来适合众多产品以及价格反应敏感的消费品生产者.那些产品数量超过两万亿并且想要申请惟一产品标识的企业，可以采用方案EPC-64Ⅱ。采用34位的序列号,最多可以标识17,179，869，184件不同产品。如图2—2所示.与13位对象分类区结合（允许多达8,192库存单元),每一个工厂可以为140,737,488,355，328或者超过140万亿不同的单品编号。这远远超过了世界上最大的消费品生产商的生产能力。(3)EPC—64Ⅲ型除了一些大公司和正在应用UCC。EAN编码标准的公司外,为了推动EPC应用过程,打算将EPC扩展到更加广泛的组织和行业。希望通过扩展分区模式来满足小公司，服务行业和组织的应用。因此，除了扩展单品编码的数量,就像第二种EPC-64那样，也会增加可以应用的公司数量来满足要求.通过把管理者分区增加到26位，如图2-3EPC—64Ⅲ型所示,可以提供多达67，108，864个公司来采用64位EPC编码。6千7百万个号码已经超出世界公司的总数,因此现在已经足够用的了。我们希望更多公司采用EPC编码体系。采用13位对象分类分区，这样可以为8,192种不同种类的物品提供空间。序列号分区采用23位编码,可以为超过8百万（223=498,388,608）的商品提供空间。因此对于这6千7百万个公司，每个公司允许超过680亿（236=68，719，476,736）的不同产品采用此方案进行编码.EPC-96码EPC—96Ⅰ型的设计目的是成为一个公开的物品标识代码。它的应用类似于目前的统一产品代码(UPC），或者UCC。EAN的运输集装箱代码.（见图2-4）如上图所示,域名管理负责在其范围内维护对象分类代码和序列号。域名管理必须保证对ONS可靠的操作,并负责维护和公布相关的产品信息.域名管理的区域占据28个数据位,允许大约2.68亿家制造商。这超出了UPC-12的十万个和EAN—13的一百万个的制造商容量.对象分类字段在EPC—96代码中占24位.这个字段能容纳当前所有的UPC库存单元的编码。序列号字段则是单一货品识别的编码.EPC—96序列号对所有的同类对象提供36位的惟一辨识号，其容量为228＝68719476736.与产品代码相结合，该字段将为每个制造商提供1.1×1028个惟一的项目编号-—超出了当前所有已标识产品的总容量.EPC—256码EPC-96和EPC-64是作为物理实体标识符的短期使用而设计的。在原有表示方式的限制下,EPC—64和EPC-96版本的不断发展使得EPC代码作为一种世界通用的标识方案已经不足以长期使用。更长的EPC代码表示方式一直以来就广受期待并酝酿已久。EPC—256就是在这种情50况下应运而生的.256位EPC是为满足未来使用EPC代码的应用需求而设计的.因为未来应用的具体要求目前还无法准确的知道，所以256位EPC版本必须可以扩展以便其不限制未来的实际应用。多个版本就提供了这种可扩展性。EPC—256类型I、类型II和类型Ⅲ的位分配情况如图:《射频识别技术》教案项目（章节）名称第5章标签与标签协议班级物信0803班,物信0804班第6周星期四、五第1-2,3-4节课型综合课总学时40学时51教学目标素质目标认识电子标签能力目标说出几种常用的RFID应用知识目标了解电子标签的物理特性能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影,RFID设备知识、能力重点标签的基本功能，物理特性和空中接口知识、能力难点标签的物理特性和空中接口理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目）由PPT电子教案给出52教学时间安排、步骤、内容第5章标签与标签协议思考（RFID标签协议和通信协议有什么区别？）一、标签功能、特性与接口1标签的基本功能2物理特性3电源4空中接口5信息存储和处理能力二、标签协议1标签内的数据2单一化和防冲突过程3标签的安全与隐私功能4标签通信的故障定位1、标签功能、特性与接口1标签的基本功能A贴附在一个物体上。B通过某种频率以一定方式实现信息通信。①写一次,永久性写入数据②写多次，可写标签③灭活，废除/停止电子标签的使用④防冲突，通过等待机制轮流响应识读器⑤安全和加密，加密通信、口令访问⑥对标准的兼容性2物理特性物理特性主要表现在封装形式。①塑料封装，长期、多次的使用②信用卡形式，称为“无接触式智能卡”③纸质签条封装,称为“智能签条"④嵌入各种物体，衣服、手表、钥匙⑤玻璃封装，用于防腐蚀或都液体中⑥其他形式，RFID标签RFID标签是一种微型的无线收发装置，通过发送标签内的数据给识读器53来标示一个物体.3电源①被动标签从识读器发射的信号中取得能量.②主动标签标签自带电池给标签电路供电.③半被动标签可以接收识读器的能量，也有电池为某些功能供电④双向标签还有一类主动标签，不仅能为自身供电,还能与其他标签进行通信而不需要识读器的帮助。4空中接口空中接口是标签与识读器之间通信的通道。影响空中接口的主要因素:①工作频率（P49表5－1)、识读范围(P50表5－2)②通信模式，是否能同时通信。（全双工、半双工)③调制方式，（调幅［ASK］、调频[FSK]、调相[PSK］）④编码，发送方与接收方通信时数据表示的约定.⑤耦合,确定了标签上的电路与识读器上的电路如何相互影响,如何发送和接收信息，如何传输能量。A反向散射耦合、B感应耦合、C磁耦合、D电容耦合曼彻斯特编码曼彻斯特编码从高到低的跳变是1从低到高的跳变是05、信息存储和处理能力信息存储和处理能力是标签最重要的功能，不同的标签其差别也很大.最简单的标签只能存储1位信息,它只是识别物体是否存在,不能区分不同的物体。用于防盗。《射频识别技术》教案项目(章节）名称第5章标签和标签协议班级物信0803班,物信0804班第6周星期四、五课型综合课总学时40学时54第1-2，3—4节教学目标素质目标标签内的数据，标签的单一化和防冲突能力目标认识CRC，标签内的数据知识目标了解标签内的数据，单一化和防冲突能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影,RFID设备知识、能力重点标签内的数据，单一化和防冲突知识、能力难点标签内的数据，单一化和防冲突理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目)由PPT电子教案给出55教学时间安排、步骤、内容第5章标签与标签协议思考：RFID标签有哪些协议?二、标签协议标签协议是指识读器和标签之间在空中接口交换消息的协议。协议是一组规则,用于描述如何经过网络传送数据。1、单一化每一时刻只处理一个2、防冲突用于防止标签的互相干扰，使之实现轮流通信。1、标签内的数据EPCClass0和Class1第一代标准:CRCEPCPasswordCRC循环冗余校验码,验证数据块是否完好EPC标签的识别码IDPassword口令，用于“灭活"命令CRC循环冗余校验码循环校验码（CRC码）：是数据通信领域中最常用的一种差错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。CRC的基本原理是：在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为K+R位。STGIN－96标准例子2单一化和防冲突标签与识读器通信可分为两类:TTF标签先说。（高档主动标签)RTF识读器先说。（大多数被动标签)1Aloha协议ALOHA是用来处理多用户对单信道的分配解决协议.Aloha协议22适应性二叉树56《射频识别技术》教案项目(章节)名称第6章识读器和识读器协议班级物信0803班，物信0804班第7周星期四、五第1—2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标了解识读器的组成与协议能力目标认出几种常用的RFID识读器知识目标了解识读器的组成与协议能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影，RFID设备知识、能力重点认识识读器的物理组成和逻辑组成知识、能力难点识读器的逻辑组成和天线与识读器的布局理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目)由PPT电子教案给出57教学时间安排、步骤、内容第6章识读器和识读器协议一、RFID识读器的组成与配置1RFID识读器的物理组件2RFID识读器逻辑部件3识读器的类型4识读器和天线的布局5配置识读器二、识读器协议1识读器的组成部分2开发商协议3EPCGlobal协议概况4未来的协议1、RFID识读器的物理组件RFID识读器的物理组成A天线子系统天线能增强无线电信号的接收和发送，使识读器的识读距离更远。天线的安装注意接收和发送天线的连接。Tx发射天线。Rx接收天线。部分识读器集成了天线.B控制器射频识别技术的主要硬件。控制器用于控制标签一侧的动作，并且决定何时把从标签读到的信息组成一个事件发送给网络.C网络设备接口①RS232,RS422,RS485②以太网,TCP/IP，RJ45，LAN③无线以太网，蓝牙④USB⑤Wiegand(韦根）协议是由摩托罗拉公司制定的一种通讯协议2RFID识读逻辑部件A识读器APIB通信58C事件管理D天线3识读器的类型A形状和尺寸B标准和协议识读器与它要识读的标签应用使用相同的标准和协议。Aloha协议适应性二叉树C地区差异美国：EPCUHF:915M，发射功率较大欧洲：EPCUHF：869M,发射功率较小中国：多数采用915M，发射功率较大选择识读器时，要符合当地的要求。4识读器与天线的布局1A入口B通道C手持机(PDA）D叉车识读器E智能货架5配置识读器多天线“逻辑”的大天线用天线定位多识读器防止干扰，避免冲突;同一时刻只有一个识读器工作时分多址（TDMA)《射频识别技术》教案项目(章节）名称第6章识读器和识读器协议班级物信0803班,物信0804班59第7周星期四、五第1—2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标能认识读器以及能掌握识读器的具体协议.能力目标说出识读器的组成知识目标了解识读器的组成和EPCGlobal协议能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影，RFID设备知识、能力重点识读器的组成和EPCGlobal协议知识、能力难点识读器的组成和EPCGlobal协议理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目)由PPT电子教案给出60教学时间安排、步骤、内容二、识读器协议1、识读器功能的相关概念告警（Alert）：识读器告知主机其状况是否完好的信息命令(Command）主机命令识读器工作主机（Host）是与识读器通信的一个应用程序或中间件组件测试记录(Observation)是一个记录,记录在某时、某地的某个值1、识读器功能的相关概念2识读器(Reader）获得测读记录的传感器传输（Transport）通信机制触发（Trigger)根据某种准则、依据进行判断，并将引起某种动作的发生。识读器与主机间的信息流向任何识读器协议必须处理3种主要的通信类型命令：主机到识读器测试记录：从识读器到主机告警：从识读到主机1、识读器的组成部分A命令配置命令:用于配置、设置识读器观察命令：立即识读、写入或修改标签信息触发命令：为事件设置触发器B通知识读器一旦收到测读记录和告警，就必须通知主机1异步情况:识读器立即将测读记录和告警通知主机，或在得到触发器的触发再将通知主机2同步情况：主机发命令，识读器响应(查询)2开发商协议不同的开发商用不同的协议来实现识读器与主机的通信.（P70)Alien识读器通信接口串行口（RS232）Telnet会话（TCP）Web接口（HTTPGet，Post)Symbol识读器通过HTTP、TCP和串口通信3EPCGlobal协议概况EPCGlobal识读器协议的三个层次㈠识读器层61定义了主机与识读器之间发送消息的内容与格式。㈡消息层负责管理连接和安全，也包装主机命令、识读器响应和通知,使它们能在传输层进行传输。㈢传输层它描述了由操作系统提供的服务和为支持网络所需的硬件.它实现识读器与主机之间的物理连接。㈠识读器层识读器层的4个子系统识读子系统：识读〉〉数据获得>>过滤事件子系统:将对标签的识读转换为有意义的事件输出子系统：数据选择〉〉缓冲〉〉通知触发器通信子系统:包装数据使之适应传输层的要求㈡消息层消息层提供了3种消息通道识读器主机命令通道：请求\uf0e7========\uf0e8响应通知通道：=====通知====\uf0e8告警通道：=====告警====\uf0e8㈢传输层传输层的2种传输方式TCPMTB（消息传输绑定）HTTPMTB4未来的协议SLRRP2005年8月，IETF公布了SLRRP协议，这个协议可以用在reader与中间件之间的通信.《射频识别技术》教案项目（章节）名称第7章中间件与信息服务班级物信0803班,物信0804班第8周星期四、五课型综合课总学时40学时62第1—2，3—4节教学目标素质目标RFID中间件的组成能力目标解读RFID的中件间说出ALE服务接口的通信模式知识目标了解RFID中间件的功能、组成了解ALE服务接口的通信模式能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影,RFID设备知识、能力重点RFID中间件的功能、组成ALE服务接口知识、能力难点ALE服务接口的通信模式理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目)由PPT电子教案给出63教学时间安排、步骤、内容第7章中间件与信息服务一、RFID中间件1使用RFID中间件的原因2中间件的逻辑结构3ALE规范说明书二、信息服务1RFID数据2EPCGlobal网络3对象名服务（ONS）4EPC信息服务三、系统的配置方式13种配置方式的选择2周边管理的能力需求3标准和技术什么是中间件？中间件(middleware）是基础软件的一大类,属于可复用软件的范畴。顾名思义，中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间.中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。RFID中间件的功能？RFID中间件的功能是负责管理在识读器和应用软件之间的数据流.信息服务是作用是使不同的应用系统能共享相关的数据.通过它们，RFID系统的相关信息可以在全球得到共享。一、中间件1、中间件1。1使用中间件的原因㈠隔离应用程序与设备接口㈡处理由识读器和传感器捕获的原始测读记录,使应用程序仅能看到有意义的、高层的事件,减少了应用程序处理的信息量。㈢担供了一个应用程序层的接口用于管理识读器和查询RFID测读记录。RFID中间件的组成1、识读器适配器作用是提供识读器接口2、事件管理器作用是过滤事件643、应用程序接口作用是提供一个基于标准的服务接口2、RFID中间件的逻辑结构3、ALE规范说明书应用层事件（ApplicationLevelEvent）规范，简称ALE规范,于2005年9月，由EPCGlobal组织正式对外发布。它定义出RFID中间件对上层应用系统应该提供的一组标准接口，以及RFID中间件最基本的功能：收集／过滤。ALE规范说明书的主要优点㈠提供了用于事件管理的标准㈡可扩展性㈢接口与实现相分离3。1关键概念和技术㈠事件发生器事件发生器是能捕捉RFID标签的存在或其他来自物理世界的测读记录的任何设备。①一个识读器映射一个物理设备②几个识读器映射同一个物理设备(多识读器）③一个识读器映射到多个物理设备(多天线）65㈡识读周期一个识读器能以一组频率（或根据要求）扫描RFID标签或得到其他物理测读记录，每次扫描称为一个识读周期。S1=｛EPC1，EPC2｝S2=｛EPC1,EPC3，EPC4}S3=｛EPC3，EPC4,EPC5｝S4=｛EPC1，EPC2，EPC4，EPC5｝㈢事件周期一个事件周期是客户端使用ALE服务进行交互的一个单位.3。2交互模型㈠同步方式请求/响应模型是主要交互模型。㈡异步方式客户端预订事件，当事件发生时，ALE服务异步传递数据回客户端.㈢数据元素客户端的主要目的是请求EPC数据.客户端通过向ALE服务提供一个事件周期说明（ECSpec）来发送请求。ALE返回一个周期报告（ECReport)3。3ALE服务接口3.4模型的工作㈠同步模型①立即模式②查询模式㈡异步模型①HTTPnotificationURIhttp://hostname：port/remainder—of-URLhttp://hostname:/remainder-of—URL（剩余的)②TCPnotificationURITcp：//hostname：port③FILEnotificationURIFile：//hostname/pathFile：//path㈡异步模型663。5过滤和分组过滤提供了在事件数据中挑选特定数据的能力。分组提供了对来自不同的识读器和多个事件周期的数据分组的手段.讨论:1、RFID中间件有哪些？2、RFID中间件一般分几个层次？3、RFID中间件每个层次起什么作用?《射频识别技术》教案项目（章节）名称第7章中间件与信息服务班级物信0803班，物信0804班第8周星期四、五第1-2,3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标EPCGlobal网络的认识能力目标解读EPCGlobal网络的组成说出三种配置方式的选择知识目标了解EPCGlobal网络的组成认识RFID的三种配置方式的选择能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点EPCGlobal网络的组成对象名服务（ONS），三种配置方式的选择知识、能力难点对象名服务（ONS）三种配置方式的选择67理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名、提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出教学时间安排、步骤、内容第7章中间件与信息服务二、信息服务1、RFID数据①事件数据与特定时刻联系在一起,表示在供应链中移动的带有RFID标签的资产的行踪识别码,位置,时间②主数据：为事件数据提供支持性的参考信息③数据量④数据存储2、EPCGlobal网络EPCGlobal网络的目标是当项目在全球供应链中移动时，可提供关于它们的实时数据。EPCGlobal网络的组成(P87）①分配惟一的识别码②探测和识别项目③收集和过滤事件④存储和查询事件⑤定位EPC信息4、对象名服务（ONS）做为EPC物联网组成技术的重要一环，EPC信息发现服务包括对象命名服务ONS（ObjectNamingService)以及配套服务.其作用就是通过电子产品码，获取EPC数据访问通道信息。目前，根ONS系统和配套的发现服务系统由EPCglobal委托Verisign公司进行运维，其接口标准已步入到公示阶68段。ONS是用于定位EPC信息服务的.ONS实质上是一个EPC解析服务，它提供查找服务资源的方法，以提供根据特定EPC所识别的项目的进一步的信息。EPCIS：EPC信息服务。DNS：域名解析就是你输完网址,它会把网址解析成IP地址.ONS：ONS结构采用DNS标准.（P89）4、EPC信息服务EPC+ws，定位WSDL的地址,然后基于获取的WSDL,访问产品信息EPC+epcis，定位EPCIS服务器的地址，然后访问其产品信息EPC+html,定位报名产品信息的网页EPC+xmlrpc，在EPCIS等服务由第三方进行托管时,使用该格式做为路由网管访问其产品信息69对象命名服务（ONS）的实现架构三、系统的配置方式将计算设备放在网络周边可以减少网络负载。1、三种配置方式的选择㈠集中式的配置㈡分布式配置㈢自组织配置2、周边管理的能力需求㈠发现㈡提供信息㈢重新配置㈣分组管理㈤打补丁与升级㈥状态监视㈦通知㈧故障保护与恢复㈨资产管理3、标准和技术㈠简单网络管理协议SNMP㈡EPCGlobal识读器管理协议㈢java管理扩展JMX㈣Jini/Rio㈤SLRRP简单轻便RFID识读器协议㈥ZigBeeRFID阅读器从一个EPC标签上读取一个电子产品码;RFID阅读器将这个电子产品码送到本地服务器；70本地服务器对电子产品码进行相应的URI格式转换，发送到本地的ONS解析器;本地ONS解析器把URI转换成DNS域名格式；本地ONS解析器基于DNS域名访问本地的ONS服务器（缓存ONS记录信息），如发现其相关ONS记录，直接返回DNSNAPTR记录;否则转发给上级ONS服务器（DNS服务基础架构）；DNS服务基础架构基于DNS域名返回给本地ONS解析器一条或多条对应的DNSNAPTR记录,其格式如图二所示;本地ONS解析器基于这些ONS记录，解析获得相关的产品信息访问通道；本地服务器基于这些访问通道访问相应的EPCIS服务器或产品信息网页.其ONS实现架构主要包括两个组成部分：ONS服务器网络，分层管理ONS记录，同时，负责对提出的ONS记录查询请求进行响应。ONS解析器，完成电子产品码到DNS域名格式的转换,以及解析DNSNAPTR记录，获取相关的产品信息访问通道《射频识别技术》教案项目(章节）名称第8章射频识别系统技术实施班级物信0803班，物信0804班第9周星期四、五第1—2、3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标让学生学掌握RFID系统技术实施的能力能力目标掌握RFID定义指导方案的几个方面掌握RFID解决方案的几个方面能分析RFID成本的组成知识目标了解定义指导方案了解解决方案掌握成本组成和成本效益分析71能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影知识、能力重点定义指导方案，制定解决方案与实施,维护与改进,成本的组成知识、能力难点定义指导方案，制定解决方案与实施，成本的组成理论教学方法讲授、PPT演示、案例教学法考核标准及方式提问、回答作业(或项目)由PPT电子教案给出72教学时间安排、步骤、内容第8章射频识别系统技术实施1、RFID实施框架1.1RFID实施框架介绍①、认识主要问题和相关因素，确定商业性问题；②、定义可能的解决方案，分析并明确其优势；③、为实施制定方案；④、维护与改进。确定商业性问题\uf0e0定义指导方案\uf0e0建设与实施解决方案\uf0e0维护与改进1。2确定商业性问题关键因素①、策略的必要性②、竞争评估③、开发商的评估与选择④、成本效益分析⑤、相关利益人分析⑥、现有方法发现⑦、场景/用例1。3定义指导方案本阶段重点考虑的因素：①、技术体系结构②、业务与组织体系结构③、风险识别与风险减轻计划④、详细的成本效益分析⑤、相关利益人的参与⑥、指导方案的选择与实施⑦、详细的工作计划⑧、成功的衡量标准1。4制定解决方案与实施本阶段重点考虑的因素：①、来源与获取②、构建解决方案③、测试解决方案④、相关利益人的交流⑤、训练73⑥、业务与技术基础结构⑦、阶段检查⑧、市场分析1.5维护与改进本阶段重点考虑的因素：①、问题解决②、过程改进③、产品改进④、结果跟踪思考与讨论：1、RFID应用的设计与实现与普能系统的设计与实现有什么区别?2、RFID应用的设计与实现应注意什么?《射频识别技术》教案项目（章节）名称第8章射频识别系统技术实施班级物信0803班，物信0804班第9周星期四、五第1—2、3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标培养学生系统技术实施的能力。能力目标说出定义指导方案的几个方面说出解决方案的几个方面说出成本的组成知识目标了解定义指导方案了解解决方案掌握成本组成和成本效益分析能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影74知识、能力重点定义指导方案，制定解决方案与实施，维护与改进，成本的组成知识、能力难点定义指导方案，制定解决方案与实施，成本的组成理论教学方法讲授、PPT演示、案例教学法考核标准及方式提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出教学时间安排、步骤、内容第8章射频识别系统技术实施2、成本效益分析2。1效益类型与获益水平①、效益类型②、寻找正确的获益水平2。2成本的组成成本可分解为3部分：确件/软件/服务2。3特定应用的成本效益描述关键效益：①、认证与保安②、安全性③、方便性④、处理效率安例:RFID应用于铁路系统车号自动识别系统对提高铁路机车、车辆、集装箱的使用率利用率，提高铁路使用效率及运输管理水平有极其重要的作用。系统结构简单，维护方便，便于功能扩展,是实现铁路运输管理和火车车辆管理现代化的重要基础。自动识别系统采用国际先进的微波反射调制技术、变型FSK编码技75术，与国际标准接轨,将记轴、计辆、测速、测距等技术与车号自动识别技术相结合，实现标签定位。该系统主要由标签、地面识别设备、复示终端设备、中央管理设备、标签编程器等部分组成。一、主要构成1、货车/机车电子标签(TAG）标签内部存储器中存有车号信息及车辆技术参数信息。标签安装在机车、货车底部的中梁上,由微带天线、虚拟电源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的“身份证".2、地面识别系统(AEI）地面识别系统由车轮传感器、天线、RF射频模块、读头、电源防雷装置、信号及通信防雷装置等部分组成。其中，车轮传感器、天线安装在线路上，地面十倍设备安装在铁路干线运行区间、分局交界口、编组站出入口，实时准确地完成列车的识别,并将识别出的标签信息及辅助信息通过通信电缆传输至中央处理设备和终端设备。3、集中控制管理计算机系统及复示终端设备由计算机、打印机、通信模块及软件构成.安装于编组站、交界口车站及列检所等场所,完成对列车标签信息的显示功能。提交各个有关部门使用。4、信息跟踪查询终端设备信息跟踪查询终端设备设在分局、路局车辆调度中心,查询车辆跟踪管理信息及车辆的运行区间位置，查询车辆检修状况信息报告、交界口车流统计结果等.5、标签编程系统标签编程器是标签安装前，将车辆信息写入标签内存装置，可在车辆段或车辆工厂进行变成写入，操作数据对用户开放。6、铁道部中央数据库管理系统全路标签编程站的总指挥部。把标签编程站申请的每批车号与中央车号数据库进行核对，对重车号则重新分配新车号,再向标签编程站返回批复的车号信息.既集中统一的处理、分配和批复车号信息，同时又是一个信息管理和信息查询中心。二、系统工作原理1、地面识别系统的技术关键—-微波反射技术当列车即将进站时,列车的第一个轮子压过开机磁钢时开始计数,大于等于6此时开启微波射频装置（RF),微波射频装置在没有列车通过时保持关闭状态。微波射频装置开启后，安装在轨道的地面天线开始工作，向每辆车76底部的电子标签发射微波载波信号，激活标签，识别标签。首先,标签在微处理其控制下,将标签内信息通过编码器进行编码，通过调制器控制微带天线，开始向地面发射信息；地面天线立即接收发射回的标签内信息，并传送到铁路旁的探测机房;由机房内无人值守的地面读出计算机将接收到的已调波信号进行解调、译码、处理和判别；然后将处理后的信息送入车站机房的GPS集中管理系统。当列车的最后一辆车的轮子压过关门磁钢时,关闭射频装置，准备下次车辆到来时工作.GPS系统对多台识别设备进行管理，按照铁路TMIS的通信谢意规程，将识别后的信息向铁路TMIS等系统传送，即向目的地存储转发.工作程序模式，如图所示。2、信息处理技术的关键——CPS多线程多目标存储转发技术CPS具有多线程多目标存储转发机制的特点。可以同时向多个目标发送报文，具有较高的发送效率；CPS转发程序具有准确无误、不丢失报文的特点,有一定的实时性，是一个存储转发装置。当CPS收到AEI报文时,转发程序立刻向各个预定义目标发送报文，如果此时到达某个目标的网络线路不通，转发程序会把未成功发送的报文存储起来，等线路通时，转发程序自动把以前未成功发送的报文发送出去。应用模式如图2所示.77转发程序的文件传输基于TCP/IP协议。高层传输协议使用FTP协议或CPS自定义协议。对于主机操作系统如UNIX、VMS、OS/2、WINDOWSNT等具有FTP服务程序的操作系统,使用FTP协议传输报文,对WINDOWS95、WINDOWS98不带FTP服务程序的操作系统,在其上安装转发系统配备的CPS报文接收程序，使用CPS自定义协议传输报文文件。CPS转发程序具有广泛的适用性。是车号自动识别系统中一项重要的软件工程。3、防止标签出现重号错号的技术关键-—容错技术出现重车号不但会严重影响车号信息的使用效果，而且会造成ATIS整个工程的失败。建立一套完善的、严格的、科学的管理制度和作业流程，避免标签出现“重号、错号".在计算机方面，要求开发出的标签编程管理软件应具有合理的流程、严密的防错、纠错及容错技术。下面谈谈几个主要的容错技术。（1）为了便于理解，请先看标签编程、安装工作程序示意图3。78(2)“相关项目一致性"校验法.对一辆车的信息输入完毕后，要按［校对C］键,否则本次输入为无效,如果校对后出现“车号与车种不符！是否按错号处理,请确认”异常信息时，要认真分析车号和车种这两个相关项；比如棚车车号范围为3，000，000-3，499,999；如果选择了棚车的车种,而却输入了一个4，300，00的车号，则认为该号为错号，如果确实是错号,单击[确定］；否则应仔细检查车号车种的输入值是否有误。确保相关联的项输入一致，对保证车号输入的准确性又加了一道防线.（3)“重要项目两次输入一致”校验法。在标签编程站，车号是最重要的输入项。为了避免误操作造成的错车号，对车号要进行两次输入两次校验。第一次输入校对后，如果提示“输入正常”信息，则输入框内的输入信息被清空,再将“现在车号”进行第二次输入,再校对。然后再按［两次输入一致］校验键,比较两次输入的车号,如果无异常提示信息，说明两次输入车号完全一致，车号输入正确,可进入下一车辆的信息输入；不一致时，需重新输入两次车号,直至正确。（4）“比较过滤”校验法。每个标签编程站确保输入的一批车号信息正确无误后,可向铁道部车号中央数据库申请此批车号的批复。当部数据库接到申请后，采用“比较过滤”法，自动把申请的车号逐一与中央车号库进行比较，如果申请的车号已经被分配过了,说明申请的车号为重车号，必须过滤掉此车号，即此车号不再分配,则重新分配一个新车号；不重号的仍用原申请车号.最后部中央库将批复的此批车号反馈回标签编程站，由信息编码计算机输出到标签编程器，并写入到编程器上安置的电子标签内;同时将打印的3份标签内容记录贴在标签正反面和附表上；再把贴好的标签拿到站段对号入坐的安装在每辆现车底部中梁的指定位置上.全部安装完毕并检验无误,上网向部中央库再次确认此批车号，此批确认后的车号不再分配,这样才能避免已分配过的车号再被重新分配。(5）“理论与实际结合”校验法。一列车的每辆车的标签安装完成后,在安装现场由检查员，验收员进行检查验收，他们使用便携式读出器复逐一读出每辆现车车底标签内的信息后，首先仔细与现车车体记录及安装单逐一核对；再将便携式读出器送到标签编程站，由计算机读出其内存的内容,并自动与计算机存储的有关车号的信息核对，如果无异常提示信息,说明实际工作中车号标签没有错装、重装现象，核实结果证实“理论”与“实际”相一致。(6)“断点续接”容错技术.有时编程系统发生故障（断电、死机、机器故障等），如果防范措施不79当，就会出现重传、重输、漏传和漏输的现象,重车号错车号也就难以避免，甚至造成标签编程系统工作混乱，从而影响整个ATIS系统的顺利进行。在标签编程站，比如车号信息还未完全输入，系统发生故障，待系统恢复后，通过采用断点续接技术，计算机能够把新输入的车号信息与以前已输入过的车号信息自动联接在一起.车号全部输入完毕，在向铁道部中央库申请车号批复时,系统出现故障或线路中断时，同样待系统恢复正常后，采用断点续接技术,系统会自动从断点处继续申请批复车号,故障前已申请的车号无须重新申请.计算机在向标签编程器的标签写入车号信息时,如果发生故障，故障排除后，同样利用断点续接技术,还可以从断点处继续写入，无需重写，即以前的标签编程有效，标签即不会作废也不会漏写、重写和错写信息。《射频识别技术》教案项目(章节）名称第9章RFID的设计与实现班级物信0803班，物信0804班第10周星期四、五第1-2，3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握无线射频识别技术的的设计与实现能力目标能例举几种常用的RFID应用知识目标掌握RFID的设计与实现技术能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影，RFID设备知识、能力重点RFID业务分析RFID应用系统的设计与实现80知识、能力难点RFID应用系统的设计与实现理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目）由PPT电子教案给出81教学时间安排、步骤、内容第9章射频识别应用的设计与实现一、RFID业务分析1贴-发类型应用2构造业务案例3制订实施方案4射频识别应用技术选择的考虑二、RFID应用系统的设计与实现1系统结构2技术因素3经验与建议一、RFID业务分析企业采用RFID的三个理由：1、时间要求2、准确性要求3、成本要求短期我国的劳动力成本低，RFID成本较高;从长期来看人工成本也是可观的。RFID系统的核心是采集数据。RFID业务分析的4个步骤1、组成业务分析小组2、确定潜在的RFID应用环节3、构建业务案例4、制定实施方案贴－－发类型应用这是一种小投资和最容易实现RFID途径可以最少地影响现有业务的运作。1、组建团队来分析业务。各成员来自企业的不同部门2、确定潜在的应用环节。考滤可能的应用范围，提高工作效率。3、构建业务案例主要因素：1、效益2、成本3、风险4、复杂性825、投资回报时间1）、效益效益是构建RFID系统最主要的因素.⑴产生业务流图(P112）⑵分析并确定RFID技术的影响点（P112)子因素⑴产生标签⑷矫正标签⑵贴附RFID标签⑸培训⑶识读标签⑹回收标签2）、成本⑴业务处理的改变(P118)⑵RFID硬件⑶应用软件和硬件⑷服务⑸培训与教育⑹后期的维护3）、风险任何项目都有风险,仅仅是程序不同而以。4）、复杂性要验系统的复杂性主要靠经验。这需要多方参与形成一致的意见.5）、投资回报时间4、制订实施方案分阶段制定实施方案。（P119）5、选择RFID的考滤1、大型集装箱应采用的主动式标签2、逐步形成自动识别和数据采集体系3、供应链应以860～930MHz被动标签为主4、结合各地情况二RFID应用系统的设计与实现1系统结构2技术因素3经验与建议83《射频识别技术》教案项目（章节）名称第9章RFID的设计与实现（sun解决案例）班级物信0803班，物信0804班第10周星期四、五第1—2,3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握无线射频识别技术的解决案例能力目标能分析RFID的设计与实现框架知识目标掌握RFID的设计与实现技术能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点RFID业务分析RFID应用系统的设计与实现知识、能力难点RFID应用系统的设计与实现理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目）由PPT电子教案给出84教学时间安排、步骤、内容SunRFID整体解决方案架构中给出了Sun公司RFID应用整体解决方案中的中间件软件架构及其相关产品在架构中的定位。SunRFID整体解决方案的中间件产品架构图中最左侧的JavaSystemRFIDSoftware是与RFID读写设备直接打交道的软件套件。主要的功能包括RFID的reader和sensor数据的提取、过滤和加工以及同其他应用的集成接口。中间的黄色部分是Sun公司的SOA解决方案和软件架构.Sun公司在2005年收购了业界著名的SeeBeyond公司（SeeBeyond一直被Gartner评为SOA业界产品的前三强）,将SeeBeyond公司的SOA/EAI产品同自己原有的JES(JavaEnterpriseSystem,一套功能丰富的中间件产品)整合，推出了CAPS（JavaCompositeApplicationPlatformSuites）——一套全新的、功能全面、简单易用的SOA软件套件。最右侧部分是来自多个厂商的、同RFID相关的B2B的应用。从图中可以看出，在RFID整体解决方案中,不论是同设备打交道的RFID边缘中间件产品，还是作为搭建企业应用主干的业务集成系统，Sun公司都能够提供全面、领先的配套产品，并且从架构角度提供了基于业界标准的成熟解决方案.当然，作为一个系统公司，Sun公司为合作伙伴所提供的不仅仅是软件解决方案,凭借Sun公司在主机系统、存储系统、操作系统、Java技术方面的深厚功底以及丰富的业界经验,Sun公司可以为合作伙伴提供全面的端到端的解决方案。图中给出了Sun公司为合作伙伴所提供的全面的端到端的解决方案框架图.85Sun公司为合作伙伴所提供的端到端的解决方案本文将重点介绍JavaSystemRFIDSoftware部分.2。SunJavaSystemRFID软件架构SunJavaSystemRFIDSoftware是Sun公司RFID解决方案中的主要中间件产品，图2。1给出SunJavaSystemRFID软件的架构SunJavaSystemRFID软件的架构在图中,由虚线圈出的部分就是SunJavaSystemRFID软件包。在其左侧是RFID标签的reader或者sensor，每一个reader都可以连续不断的读取大量的标签并将所读取的数据信息传送给JavaSystemRFID软件包，由JavaSystemRFID软件包对数据进行处理。JavaSystemRFID软件包由两部分组成-—JavaSystemRFIDEventManager和JavaSystemRFIDInformationServer。JavaSystemRFIDEventManager用来处理来自一个或多个RFIDReader、Sensor的数据流.在将数据进一步发送给相关的应用前,RFIDEvent86Manager对数据进行过滤和集成的预处理。例如：一个贴有标签的物品在RFIDReader前，即使没有移动，也会被读取多次，产生许多冗余的数据。使用Sun公司的RFIDEventManager中所提供过滤机制，就可以以编程的方式抛弃在物品没有移动的时候所产生的读取数据，而仅当物品的状态有所改变时（例如：当物品移动或者有新的物品进入到reader的扫描范围内）才真正触发一个动作或者事件。RFIDEventManager还提供其他的过滤机制，可以通过编程的方式来实施特定的业务逻辑。借助于EventManager所提供的过滤机制，相关的数据就可以被JES产品栈中的其他层面的软件持续性的使用了。为了就近获得reader读取的信息，一些地理区域跨度较广的企业，例如：商场、配送中心或者仓库等，可以使用多个RFIDEventManager，也就是为每一场所配备一个RFIDEventManager,这种方式可以大大减轻网络通讯负载:使用EventManager将过滤和处理过的数据通过网络发送，而不是将Reader直接连接到网络，减少通过网络传输的数据流量。除此之外,通过RFIDEventManager将Reader同网络隔离开也是基于安全因素考虑的一个良好的架构方式。Sun公司的RFIDEventManager的主要功能模块包括：nDeviceAdapter：适配器允许来自不同厂商的设备能够同RFIDEventManager通讯和交互。nFilter:过滤器能够过滤RFID设备所提供的冗余数据,还可以用来实施小规模的数据处理和业务逻辑。nConnectors：RFIDEventManager中的Connector模块可以将相关信息发送到文件系统、JMS队列，XML语言，HTTP,SOAP消息,从而可以将RFID或者是非RFID的相关事件数据通知给外部系统。nEnterpriseGateway：该模块可以作为连接企业应用程序的公共接口。nFailover:由于Sun的RFIDEventManager是基于Java和Jini技术框架，服务的失效转移是其固有的技术特色。87RFIDEventManager的架构图SunJavaRFIDSoftware中另一个主要的模块就是JavaSystemRFIDInformationServer。Sun公司提倡使用整合技术将RFIDEventManager同EIS（EnterpriseInformationSystems)互连，这里所说的EIS包括传统的ERP，WMS（仓储管理系统），SCM（供应链管理系统）以及CRM系统以及一切希望使用RFID标签信息的系统。JES不仅为这种整合提供了丰富的技术支持手段,也为整合提供了丰富而成熟的功能模块和解决方案.在图中整个软件架构中的最下层就是由EIS系统所组成的，可以包括ERP,WMS，传统遗留的系统以及企业的私有信息系统。这些系统必须能够接收并集成来自标签标识物品的数据和事件。实际上，可以将RFIDInformationServer理解成将RFIDEventManager和现有的EIS以及其他的企业应用系统集成的集成层，由RFIDInformationServer提供了底层的RFID数据同高层业务应用的连接通道。将RFIDInformationServer置于RFIDEventManager和其他的企业应用之间就可以针对业务需求的变化、企业应用的变化提供最大的灵活性。通过RFIDInformationService可以获取的数据包括：1、通过RFIDEventManager所获取的来自reader或sensor的数据2、标签说标识的物品的特征数据，例如：制造日期、重量、失效日期等3、产品目录信息。RFIDInformationServer架构图3。SunJavaSystemRFIDSoftwareforJavaMEDevicesJavaME（JavaMicroEdition）是Sun公司提出的面向嵌入式设备的Java平台方案。基于JavaME，Sun公司提供了面向RFID设备的、支持EPCGlobalALE（ApplicationLevelEvents）规范的嵌入式软件包:SunJavaSystemRFIDSoftwareforJavaMEDevices.该软件包提供了如下两方面的功能：在支持JavaME技术的RFID设备上直接的、智能的处理、过滤设备所产生的相关数据,大幅度减少了RFID设备向网络环境发送的数据流量。提供了远程管理RFID设备的软件接口，SunJavaSystemRFIDSoftwarefor88JavaMEDevices能够同前面介绍的SunJavaSystemRFIDSoftware无缝的集成，提供了以集中的方式来管理大量的分布式RFID设备的能力。SunJavaSystemRFIDSoftwareforJavaMEDevices的具体功能包括：记录捕获EPCcode的时间和位置定时处理服务同步或者异步的发送答复定义事件的触发器，例如侦测到一个casetag过滤数据，过滤的方法包括布尔逻辑、模式匹配、分组、计数等。使用SunJavaSystemRFIDSoftwareforJavaMEDevices,可以进一步简化RFID的部署环境。4.JavaSystemRFIDSoftwareToolkitJavaSystemRFIDSoftwareToolkit提供了一套基于Sun公司的RFID解决方案的适配器开发环境，旨在简化针对不同RFIDreader，printer以及其他设备的适配器的开发,通过这些适配器就能够将设备同JavaSystemRFIDEventManager相连。这套Toolkit既可以作为NetBeans的插件，也可以作为SunStudioIDE的插件使用，同时在插件中包括代码范例，适配器代码模板,ant的编译脚本文件以及JUnit的测试模板.5.基于Sun公司RFID产品的行业解决方案通过将Sun公司的RFIDSoftware同Sun公司丰富的软、硬件产品相结合，合作伙伴可以为相关行业的特定应用提供定制化的解决方案.同时，Sun公司也非常乐于同合作伙伴分享自己在RFID实施领域的丰富经验，合作伙伴可以参考Sun公司丰富而具体的、针对不同行业的参考解决方案来定制或扩展,构造自己的行业应用。图5.1展示了基于Sun公司软、硬件平台的资产跟踪和管理解决方案。89基于Sun公司软、硬件平台的资产跟踪和管理解决方案6.实施与部署SunRFID解决方案的部署方式,中给出了基于SunRFID产品解决方案的一种部署方案，综合运用了Sun公司的RFID中间件产品,Sun公司的身份管理、权限控制、EAI等产品。90《射频识别技术》教案项目（章节）名称VB的DLL动态链接库的调用班级物信0803班,物信0804班第11周星期四、五第1-2,3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标认识计算机世界的规则能力目标动手制作出RFID的访问程序知识目标知道识读器的操作步骤和方法能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点VB对动态链接库(DLL）中外部过程的引用识读器的操作步骤知识、能力难点VB对动态链接库(DLL）中外部过程的引用识读器的操作步骤理论教学方法讲授、案例、PPT演示与教学方法考核标准及方式提问、回答作业(或项目)由PPT电子教案给出91教学时间安排、步骤、内容一、VB的DLL动态链接库的调用VB对动态链接库（DLL)中外部过程的引用.语法［Public｜Private]DeclareSubnameLib”libname”［Alias”aliasname”]［（［arglist］）］[Public｜Private]DeclareFunctionnameLib”libname”［Alias”aliasname”］［(［arglist])][Astype］1、调用USER32.DLL闪烁标题PrivateDeclareFunctionFlashWindowLib”USER32。dll"（ByValHwndAsLong,ByValbInvertAsLong）AsLongFlashWindowForm1。Hwnd，True运行一次闪烁一下，可以用Timer控件来进行多次闪烁.二、识读器的操作步骤1、打开端口2、设置通信波特率3、识读标签92《射频识别技术》教案项目（章节)名称第10章无线射频识别技术的应用实例班级物信0803班，物信0804班第11周星期四、五第1—2,3-4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握RFID知识，应用RFID知识。能力目标掌握几种不同RFID标签的应用范围知识目标射频识别在商业物流中的应用远距离电子标签的应用射频识别技术在军事领域的应用能力训练场地素材、器材多媒体计算机,投影，RFID设备知识、能力重点射频识别在商业物流中的应用知识、能力难点射频识别在商业物流中的应用理论教学方法讲授、案例、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出93教学时间安排、步骤、内容第10章无线射频识别技术的应用实例一、射频识别在商业物流中的应用二、远距离电子标签的应用三、单品标签与业务再造1单品标签2业务再造与效益四、射频识别技术在军事领域的应用1目前使用的一些射频识别系统2注重实用性一、射频识别在商业物流中的应用1、美国的沃尔玛2、德国的麦德龙94RFID现状：零售店内可视性RFID标签每个物品零售商制造工厂•货架和仓库可视性•快速补货•损失和失窃防范问题•货物层次上的标签•供员工使用的手持式读取器•适用于自动库存和物品跟踪的区域读取器解决方案•每日库存可见性和每周、每月库存可见性•更好的货架商品可售性•解决产品缺货问题（平均缺货率7.1%）结果商店A商店BWal-MartROI研究2003年10月14日为期29周的研究分析了在12个配备了RFID技术的试点商店和12个未使用该技术的对比商店中的缺货商品情况推动提高产品的可供应性业务目标：RFID影响的结果：产品缺货率下降了16%使用EPC标签和未使用标签的对比：同一商店中，使用EPC标签的物品的缺货率比未使用标签的物品的缺货率下降速度快了三倍由商店人工完成的订单量下降了近10%二、远距离电子标签的应用1、铁路的自动控制2、公交换乘枢纽中心3、住宅车库系统4、高速公路自动收费系统三、单品标签与业务再造1、单品标签952、业务再造与效益A、关于业务流程改造B、供应链整合共享实时数据C、消费模式创新四、射频识别技术在军事领域的应用1、目前使用的一些射频识别系统A、特定物品寻找系统B、运输途中物资可见性系统C、战时医学协调系统D、服装发放装置药品跟踪•预期FDA将要求跟踪处方药•更好的供应链可视性问题•RFID物品级标签•跟踪产品\uf0e0包装\uf0e0装运的读取器解决方案•与未来FDA要求的符合性•防止失窃和假冒•提高对到期药品和存货量的控制结果2、注重实用性A、根据不同的特点选择不同技术B、标签存储并非越大越好C、主要应用工作频率D、标签安全性在应用层解决《射频识别技术》教案项目(章节）名称第11章制约发展的瓶颈与技术动向班级物信0803班,物信0804班96第12周星期四、五第1—2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握知识，应用知识.能力目标说出几种制约RFID发展的情况知识目标了解制约瓶颈是什么，解决RFID技术发展的对策能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点制约瓶颈是什么解决RFID技术发展的对策知识、能力难点制约瓶颈是什么解决RFID技术发展的对策理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式提问、回答作业（或项目）由PPT电子教案给出97教学时间安排、步骤、内容第11章制约发展的瓶颈与技术动向一、制约瓶颈二、RFID技术发展的对策三、RFID技术发展动向1新型标签2RFID对应的网络结构一、制约瓶颈1、缺乏统一的标准2、价格仍是限制RFID的关键因素3、消费者对隐私的担忧我国RFID技术应用发展面临的瓶颈问题RFID是一门新兴的技术，应用中还存在着许多问题,其中标准和频段问题近年来一直是我国RFID发展的主要瓶颈：1.标准问题目前,RFID还未形成统一的全球化标准，市场为多种标准并存的局面，国际上主要存在两大技术标准阵营:一个是美国的AutoIDCenter(EPCglobal);另一个是日本的UbiquitousuitousIDCenter(UID）。前者的领导组织是美国的EFC电子产品代码环球协会，旗下有沃尔玛集团、英国的Tesco等100多家欧美的零售流通业巨头;而UID主要由日系厂商支持，有日本的电了厂商、信息企业和印刷企业等总计达352家。当前欧美标准EPCglobal和日本标准UID都还处在初级阶段,各标准间互不兼容,如美国的RFID标鉴的信息位数为96位,而日本为128位。不仅EPCglobal、UID,还有包括ISO在内的世界五大标准组织都在出面制定自己的RFID相关标准。并都试图把自己的标准变为国际标准,在全世界范围内推广开来。毋容置疑，谁率先制定出完善的标准体系,谁的渗透力强,谁就能在未来的产业链条中占据制高点。中国采用什么样的RFID标准是目前业界最紧迫也是最有争议的问题,我们必须取得RFID标准的话语权。如果不抓紧制定自己的RFID标准，那么RFID的巨大利益就会从中国溜走，我们不能想象将中国的实时信息储存在外国的服务器上进行检索的状况,但是,我们也不能将自己和其他国家孤立开来，因为制定有完全自主知识产权的RFID标准固然可以使国内企业节省标准使用费,且不受制于人，但中国正在成为世界的“制造中心”，很多产品要出口到国际市场，我们不能期望国际市场都来支持中国的RFID标准，因此我们的目标应该是根据中国国情，制定一套既能与国际兼容，又具有中国特色的RFID标准，有利于缩小在RFID领域与国际技术间的差距，为中国的企业在RFID领域争取更多的主动权。要把我国RFID标准推广到其他国家，甚至成为国际标准,可行的道路是：首先标98准要与国际兼容，同时由政府出面要求与我国进行贸易的外国企业,使用符合我国RFID标准的电子标签.试想，中国有这么大的市场，一旦中国自己制定的标准诞生了,那么其使用总量要比现在的任何一个已有标准都大得多，也就极有可能被世界标准组织所接受。在制定我们自己的RFID标准时有两句话应该谨记：“如果我们自己不放弃自己的标准,没有人能打败我们”;“国家信息安全高于一切，国家利益高于一切。”2.RFID的工作频段问题对一个RFID系统来说，它的频段概念是指读写器通过天线发送、接收并识读的标签信号频率范围。从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，直接决定系统应用的各方面特性。目前,RFID在国内的应用普遍是基于低频和高频的应用，而RFID在商业物流方面的大规模应用是基于超高频段的。当前国际上在超高频段的RFID技术主要使用430MHz左右和860MHz~960MHz两段频率，但在我国430MHz频段属于专用频段，现阶段开放此频段的RFID业务的条件不成熟；860MHz～960MHz频段的主要业务为固定和移动，次要业务为无线电定位。我国在这个频段上已经没有空闲的频率直接规划给RFID使用，因此，信息产业部划定840MHz～845MHz和920MHz~925MHz为超高频段我国RFID技术的具体使用频率。国家出台制定的双频段超高频标准，800MHz贴近欧洲等地区标准、900MHz贴近美国等地区标准，这样就可以兼容世界上绝大多数国家和地区的RFID标准,且保有自己的特色.对于过去国内超高频生产制造企业的915MHz读写器产品,其设计范围大都是参照北美的902MHz～928MHz范围进行的，很多是“跳频”实现，因此，这些读写设备本身就包含了920MHz～925MHz的频段，目前我们可以采用将读写器的跳频范围缩减到920MHz～925MHz的办法来满足我国对超高频段的规定；而840MHz～845MHz目前尚不在ISO18000-6所规范的860MHz～960MHz频段范围内（但将来有很大可能包含在其中），现在我们可以做好研发工作，以便为未来中国自主RFID标准的使用做好技术准备。二、RFID技术发展的对策1、以积极的态度尽快选择业务进行试点2、开展相关技术标准和编码等基础性研究工作三、RFID技术发展动向1、新型标签2、RFID对应的网络结构在单品级识别领域重新划界为了与最受欢迎的RFID频率，并受到诸多药品公司追捧在物品级标签广泛应用的HF竞争，超高频推广者们逐渐停止了利用远场技术抢占单品级标签市场的行动。而该99市场位居智能卡和动物标签之后列第三位,并在市值方面远远领先于托盘和货箱层级标签市场。毫无疑问，这存在巨大的风险。他们希望在下一步战略中，在单品级市场推广近场UHF技术.该技术还未在如此大规模使用过，但可以相信这种标签的天线费用更低，因为它只需要一次转换而不是高频RFID的7次转换。近场UHF还可以像HF一样在水中和金属环境中使用,因为这两者都具感应能力.另外，在所有应用场所可以采用统一的天线形状.逐步采用近场超高频技术近场识别技术的发展会逐步渐进，因为UHF读写器比HF的更贵，而且到底能带来多少利润仍不明朗。因此，高频RFID有可能成为全球通行的RFID频率，而超高频RFID却要走上一段路才行。世界各地的信号协议彼此不同,这就影响整体性能和标准化而无法达到费用降低的目的。HF标签也取得显著进展。高频RFID系统可以很好读取隐藏于货物中的标签信息，但是远距离HF标签成本太高,目前在西方远距离应用中UHF还是标准解决方案。有源RFID占据RFID市场20%的分额。同有源RFID一样，半有源标签、其它类型的RFID标签和内嵌传感器的智能卡的制作成本都需要降低。WiFi技术在实时定位系统中取得突破性进展，但是还有很多问题需要解决如只在70％的时间工作，准确性有待提高。RTLS实时定位标签会有广阔的市场但是市场尚无相关产品。Wavetrend有源RFID系统可以监测数公里外的资产,WhereNet集成RTLS系统还未室内资产管理提供小标签。无芯片RFID无芯RFID标签指的是不含有硅芯片的RFID标签。无芯标签的主要潜在优势在于其最终能以0.1美分的花费直接印在产品和包装上，以更灵活可靠的特性取代每年十万亿使用量的条码。无芯标签的主流是类似于硅芯片的可以数字解码的以及工作范围能超过一毫米的标签，由于无芯标签除了价格低之外还有其他的一些特性，因此其潜在市场竞争力超出了低价大容量标签.实际上，无芯标签的价格在大部分情况下是低于硅芯片标签的。无芯片RFID技术的独特特点可以解决RFID的主要问题：在标签和读写器之间距离较大时仍然具有可靠的识读性（RFID射频快报注：场合，可取代无源标签和有源标签使用）；克服液体和金属阻碍识读信号的问题，以及托盘的完全识读（RFID射频快报注：这是一个极其重要的RFID能力).SAW标签工作原理SAW标签可以认作是第二代无芯RFID标签，是由叉指换能器和若干反射器组成，换能器的两条总线与电子标签的天线相连接。RFID读写器的天线周期地发送高频询问脉冲,在电子标签天线的接收范围内，被接收到的高频脉冲通过叉指换能器转变成声表面波,并在晶体表面传播.反射器组对入射表面波部分反射，并返回到叉指换能器，叉指换能器又将反射声脉冲串转变成高频电脉冲串。如果将反射器组按某种特定的规律设计，使其反射信号表示规定的编码信息,那么读写器接收到的反射高频电脉冲串就带有该物品的特定编码，通过解调与处理，达到自动识别的目的。因此，基于声表面波SAW技术的RFID系统自身就能够测量标签位置、运行方向以及标签温度等要素.此外，SAW标签可以经受安全和安全相关的工序的考验——包括高温、高能量X－射线或伽马射线杀菌等——适合应用于食品或药品供应链环节。《射频识别技术》教案项目（章节)名称第12章个人隐私与系统安全班级物信0803班，物信0804班第12周星期四、五第1—2，3—4节课型综合课总学时40学时教学目标素质目标掌握什么隐私以及RFID采用什么技术来确保安全。100能力目标说出隐私保护措施及隐私保护技术知识目标从几个方面考滤RFID的安全如何保障RFID的安全能力训练场地素材、器材多媒体计算机，投影，RFID设备知识、能力重点隐私保护措施及隐私保护技术从哪些方面去保障RFID的安全知识、能力难点隐私保护措施及隐私保护技术从哪些方面去保障RFID的安全理论教学方法讲授、PPT演示教学方法考核标准及方式点名、提问、回答作业(或项目)由PPT电子教案给出101教学时间安排、步骤、内容第12章个人隐私与系统安全一、关于隐私和安全的问题二、RFID隐私1隐私保护措施2隐私保护技术三、RFID安全165RFID的安全威胁RFID应用广泛，可能引发各种各样的安全问题。在一些应用中，非法用户可利用合法阅读器或者自构一个阅读器对标签实施非法接入,造成标签信息的泄露。在一些金融和证件等重要应用中,攻击者可篡改标签内容，或复制合法标签,以获取个人利益或进行非法活动.在药物和食品等应用中,伪造标签,进行伪劣商品的生产和销售。实际中，应针对特定的RFID应用和安全问题，分别采取相应的安全措施。下面，根据EPCglobal标准组织定义的EPCglobal系统架构[4］和一条完整的供应链[5—6］，纵向和横向分别描述RFID面临的安全威胁和隐私威胁。2。4EPCglobal系统的纵向安全和隐私威胁分析EPCglobal系统架构和所面临的安全威胁如图3所示.主要由标签、阅读器、电子物品编码(EPC)中间件、电子物品编码信息系统(EPCIS)、物品域名服务（ONS）以及企业的其他内部系统组成。其中EPC中间件主要负责从一个或多个阅读器接收原始标签数据,过滤重复等冗余数据;EPCIS主要保存有一个或多个EPCIS级别的事件数据;ONS主要负责提供一种机制，允许内部、外部应用查找EPC相关EPCIS数据.从下到上，可将EPCglobal整体系统划分为3个安全域：标签和阅读器构成的无线数据采集区域构成的安全域、企业内部系统构成的安全域、企业之间和企业与公共用户之间供数据交换和查询网络构成的安全区域。个人隐私威胁主要可能出现在第一个安全域，即标签、空口无线传输和阅读器之间，有可导致个人信息泄露和被跟踪等。另外，个人隐私威胁还可能出现在第三个安全域，如果ONS的管理不善,也可能导致个人隐私的非法访问或滥用。安全与隐私威胁存在于如下各安全域:（1）标签和阅读器构成的无线数据采集区域构成的安全域.可能存在的安全威胁包括标签的伪造、对标签的非法接入和篡改、通过空中无线接口的窃听、获取标签的有关信息以及对标签进行跟踪和监控。（2）企业内部系统构成的安全域.企业内部系统构成的安全域存在的安全威胁与现有企业网一样，在加强管理的同时，要防止内部人员的非法或越权访问与使用，还要防止非法阅读器接入企业内部网络。(3）企业之间和企业与公共用户之间供数据交换和查询网络构成的安全区102域。ONS通过一种认证和授权机制,以及根据有关的隐私法规，保证采集的数据不被用于其他非正常目的的商业应用和泄露，并保证合法用户对有关信息的查询和监控.2。3RFID的安全威胁RFID应用广泛，可能引发各种各样的安全问题.在一些应用中，非法用户可利用合法阅读器或者自构一个阅读器对标签实施非法接入，造成标签信息的泄露。在一些金融和证件等重要应用中，攻击者可篡改标签内容，或复制合法标签,以获取个人利益或进行非法活动.在药物和食品等应用中，伪造标签,进行伪劣商品的生产和销售.实际中，应针对特定的RFID应用和安全问题，分别采取相应的安全措施。下面，根据EPCglobal标准组织定义的EPCglobal系统架构［4］和一条完整的供应链[5—6］，纵向和横向分别描述RFID面临的安全威胁和隐私威胁.EPCglobal系统的纵向安全和隐私威胁分析EPCglobal系统架构和所面临的安全威胁如图3所示。主要由标签、阅读器、电子物品编码(EPC)中间件、电子物品编码信息系统（EPCIS)、物品域名服务（ONS）以及企业的其他内部系统组成.其中EPC中间件主要负责从一个或多个阅读器接收原始标签数据，过滤重复等冗余数据;EPCIS主要保存有一个或多个EPCIS级别的事件数据；ONS主要负责提供一种机制,允许内部、外部应用查找EPC相关EPCIS数据。从下到上,可将EPCglobal整体系统划分为3个安全域：标签和阅读器构成的无线数据采集区域构成的安全域、企业内部系统构成的安全域、企业之间和企业与公共用户之间供数据交换和查询网络构成的安全区域.个人隐私威胁主要可能出现在第一个安全域，即标签、空口无线传输和阅读器之间,有可导致个人信息泄露和被跟踪等。另外，个人隐私威胁还可能出现在第三个安全域,如果ONS的管理不善,也可能导致个人隐私的非法访问或滥用。安全与隐私威胁存在于如下各安全域：（1)标签和阅读器构成的无线数据采集区域构成的安全域。可能存在的安全威胁包括标签的伪造、对标签的非法接入和篡改、通过空中无线接口的窃听、获取标签的有关信息以及对标签进行跟踪和监控.（2）企业内部系统构成的安全域。企业内部系统构成的安全域存在的安全威胁与现有企业网一样，在加强管理的同时，要防止内部人员的非法或越权访问与使用，还要防止非法阅读器接入企业内部网络.（3）企业之间和企业与公共用户之间供数据交换和查询网络构成的安全区域.ONS通过一种认证和授权机制，以及根据有关的隐私法规,保证采集的数据不被用于其他非正常目的的商业应用和泄露,并保证合法用户对有关信息的查询和监控.一、关于隐私和安全的问题103◆隐患之一：标签小小标签其实存在着极大隐患.首先,RFID标签容易被黑客、扒手或者满腹牢骚的员工所操控.DN—SystemsEnterpriseInternetSolutionsGmbH的顾问LukasGrunwald在黑客安全大会上演示了这点。Grunwald使用自己开发的小程序RFDump演示了如何读取、篡改甚至删除标签上的信息。利用RFDump，只需把一个廉价的插入式标签阅读器连接到运行Windows或者Linux的手持设备、笔记本电脑或者台式电脑上，谁都可能破坏RFID标签上的信息、更改贴有RFID标签的商品的价格、调换数据等等。这样，零售商为了准确统计货物，只好进行费时的人工清点。支持EPCglobal标准的“无源标签”大多数只允许写入一次，但支持其他标准如ISO的RFID标签却能够多次写入。市面上还将会出现大量支持多次写入功能符合EPCglobalUHF第二代协议的RFID标签。轮胎生产商米其林北美有限公司现在把RFID标签嵌入到轮胎胎壁中，帮助汽车厂商和汽车零部件供应商识别轮胎.该公司称,芯片的可重编程性是个问题，这需要妥善管理,公司的全球电子产品策划师PatKing说：“公司不该想当然地认为标签上可重编程芯片里面的数据是安全的。如果你怀疑这些数据的有效性，可以用保存在数据库中的数据进行验证，对芯片数据进行复查.”IT咨询服务公司TheAdvisoryCouncil声称,标签存在安全漏洞，是由于缺乏支持点对点加密和PKI密钥交换的功能（用ISO14443/DESFire等现有标准可以实现点对点加密）。甚至“抢劫货车的不法分子可以用RFID阅读器确定哪些货物值得他们下手."虽然供应链数据会遭到“非法"RFID标签的破坏，或者DoS攻击把标签数据改成随机数据从而导致供应链减速,但许多人认为，这些风险不会比目前已有的风险大。“RFID的安全性实际上很高.”IT服务公司Wipro科技公司的零售解决方案首席顾问ManiSubramanyam说.比如,有些顾客会调换商品的条形码，轻易骗过读取设备。条形码与RFID标签不同,前者可用大多数计算机和打印机轻易伪造出来.“如果用RFID标签，作弊难度大多了,需要专门的技术和工具才能把标签取下来.”Unisys公司负责全球可视商业解决方案的副总裁PeterRegen同意上述观点。◆隐患之二：网络在零售店或货物运送过程中，不法分子有许多机会可以发现、篡改RFID标签上的数据.同样,在公司的配送中心、仓库和商店中的网络的安全性同样很脆弱.不安全的无线网络为窃听数据提供了机会。“围绕阅读器的一切系统都是非常标准的因特网基础设施。"RFID阅读器生产商ThingMagic的营销副总裁KevinAshton说，“所以你会遇到跟在因特网上同样的安全问题。这包括竞争对手或者入侵者104把非法阅读器安装在网络上，然后把扫描来的数据发给别人。另一个问题是,有人劫持阅读器来读取数据。”◆隐患之三:数据RFID的主要好处之一就是增加了供应链的透明度，但这给数据安全带来了新的隐患.企业要确保所有数据非常安全，不仅指自己的数据安全，还指交易伙伴的相关数据的安全.目前还没有决定使用哪些标准来保护EPCglobalNetwork上的数据。比如,“验证”仍是EPCglobal在考虑的标准开发中的一部分。随着更多公司加大供应链计划力度，开始彼此共享数据，拥有这些标准就很重要.弗雷斯特调研公司的分析师ChristineOverby说：“设想一下，沃尔玛使用ECPNetwork把有关尿布的供应链信息发回给宝洁公司和金佰利公司。宝洁和金佰利是这类产品的竞争对手，所以宝洁要确保金佰利看不到它与沃尔玛的供应链关系，反之亦然。所以如果这些信息通过公共网络一股脑儿传送出去,会很成问题。”链接：RFID系统的信息安全需求通过了解RFID在信息安全方面的一些技术进展和新闻消息，总体感觉RFID的信息安全问题现在是越来越重视,但还没有形成一个统一的标准。目前多是用RFID设备来保证安全，涉及到RFID系统本身的安全技术和措施却很少;有些文章里经常提到的是靠加密卡或者智能卡之类的东西进行信息加密。关于RFID自身的安全性,很多组织也在争论中。由于目前RFID主要应用领域对私密性要求不高，所以很多用户对RFID的安全问题尚处于比较漠视的阶段.再加上RFID本身存在的隐含问题,使其内部的系统非常脆弱，有效攻击RFID完全有可能.由于集成的RFID系统实际上是一个计算机网络应用系统,因此安全问题类似并相关于网络和计算机安全。而安全的主要目的则是保证存储数据和在各子系统/模块之间传输的数据的安全。但是RFID系统的安全仍然有两个特殊的特点:首先，RFID标签和后端系统之间的通信是非接触和无线的,使它们很易受到窃听；其次，标签本身的计算能力和可编程性，直接受到成本要求的限制.更准确地说，标签越便宜，则其计算能力越弱，而更难以实现对安全威胁的防护。◆RFID组件的安全脆弱性在RFID系统中,受到非授权攻击的数据可能保存在标签中、阅读器中、或者后端计算机中，或者当数据在各个组件之间传输的时候。◆标签中数据的脆弱性通常每个标签包含一个IC，本质上说是一个具有存储器的微芯片。在其中的数据受到的威胁类似于计算机中保存的数据。非授权地通过阅读器或者其他手段读取标签中的数据将使其丧失安全性;在可读写的标签情况下，甚至可能非授权地改写或者也删除标签中的数据.105◆标签和阅读器之间的通信脆弱性当标签传输数据给阅读器，或者阅读器质询标签的时候,数据通过无线电波进行传输.在这种交换中，数据安全是脆弱的.利用这种脆弱性的攻击手段包括：非授权的阅读器截取数据;第三方阻塞或者欺骗数据通信；非法标签发送数据。◆阅读器中的数据的脆弱性当数据从标签出收集到阅读器中之后，在发送到后端系统之前，阅读器一般要进行一些初步处理.在这种处理中，数据则受到和其他任何计算机安全脆弱性相似的问题。而且，有两点特别需要注意,一些移动式阅读器需要特别关注；其次,阅读器多是专有的设备，很难有公共接口进行安全加固。◆后端系统的脆弱性数据进入后端系统之后,则属于传统的网络安全、应用安全的范畴。在这一领域具有比较强的安全基础,有很多手段来保证这一范畴的安全.值得注意的是，基于应用层的安全（XML消息一级)正在不断发展和完善中，而基于RFID的中间件基础将大量采用基于XML的技术。由于RFID技术正在不断发展,其资料及通信安全的工业标准也正不断地扩展及加强。其中的发展包括有开发及采用高效率的加密功能(cryptographicfunctions)、对称加密（symmetricencryption）、信息验证码(messageauthenticationcodes）和随机数字产生器等，这些技术都能大大提高RFID的安全。1、有效性2、完整性3、保密性二、RFID隐私1、隐私保护措施A、告知B、选择C、访问D、安全2隐私保护技术灭活KILLTag灭活标签三、RFID安全1标签［第一安全区]最脆弱点2识读器［第二安全区］1063RFID服务［第三安全区］4企业信息系统［第四安全区]107',)