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rfid的技术原理及应用(RFID技术发展状况分析)

rfid的技术原理及应用(RFID技术发展状况分析)国内因素国外因素AIDC的一个分支RFID 市场划分驱动因素

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

rfid的技术原理及应用(RFID技术发展状况分析)(1)

RFID 技术概论

RFID的技术特征

RFID技术的多样性

AIDC的一个分支

RFID 市场划分

驱动因素

国外因素

国内因素

技术标准成本循环

技术

标准

成本

RFID 发展趋势分析

Hype Cycle

修正的Hype Cycle

RIO趋势

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

RFID 技术概论

基带信号处理

编码/解码

命令/响应单元

逻辑内存

数据协议处理器

RF 通道

标签读写命令与映射规则

物理读写器

命令

响应

I/O通道

电子标签

天线

命令

响应

射频电路

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 RFID 的技术特征

- RFID (Radio Frequency Identification)

- RFID 是一种自动识别技术,其特点是以无接触方式,在不知不觉中自动完成识别过程

- RFID 是一种无接触自动识别技术,利用射频信号及其空间耦合传输特征,实现对静止的或移动中待识别物品的自动识别

- RFID 系统有两部分组成:即标签和阅读器

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

不同频段的技术特点

交变磁场耦合

阅读器标签

标签天线

芯片

天线

适用频率-125KHz(λ=2400m)

-133KHz( λ=2256m )

-225KHz( λ= 1333m)

耦合方式交变磁力线偶尔回(电磁感应)

线圈匝数,线圈截面积(交变磁通量)

耦合距离(影响耦合度)

耦合场描述-标签处磁场强度H(A/m)

-耦合磁场强度(ISO15693)

Hmax=5Am

Hmin=150mA/m

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

阅读器

天线

标签

芯片

天线

适用频率(f=c / λ)- 433MHz(λ=69.3cm)

-915MHz (λ=32.8cm)

-5.8GHz (λ=5.2cm)

耦合方式-电磁波反射,反射耦合(反向调制)

-雷达反射截面RCS,耦合距离R

-无线尺寸:λ/2

耦合场描述-标签处电场强度E(V/m)

-耦合电场强度(ISO18000-6)

Emax=30V/m

Emin=1.5V/m,4V/m,10V/m

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

自动化层次

成本

人工识别条码识别

短距离无源RFID无源RFID

有源主动RFID

GPS 其他卫星手段

有源主动式信标(RFID)

双向有源主动式(RFID)

定时定位系统(RTLS)

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 RFID 是AIDC的一个分支

-AIDC(Automatic Identification and Data Capture)

-自动识别技术<->ADIC技术

-ADIC技术包括

1>条码技术

2>RFID技术

3>生物特征识别技术

指纹、掌纹、虹膜、人脸

4>光学符识别技术

5>卡技术(磁卡/IC 卡)

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

RFID应用市场划分_1驱动因素

-技术发展与应用相结合的自然驱动因素

-互联网发展带来的超级设想驱动因素

MIT的Auto-ID Center创立(1999.10.1)

EPC+物联网概念的提出

EPC+物联网爆想

-沃尔玛为首的企业驱动因素

应用需求

强制命令

-海湾战争带来的军事物流需求的驱动因素

全资可视化的概念

全球可视化动态物资运筹、追踪、供应、管理

-反恐与安全(美国国土安全)带来驱动因素

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

RFID应用市场划分_2国外因素

- WalMart的强制拉动

- 美国国防部的采购要求

- 食品/药品的安全与防伪

- 欧、日、韩等的追随

反对声音

-隐私的担忧

-辐射的担忧

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

RFID应用市场划分

 国内因素-中国崛起的势头

中国经济的持续高速发展中国的进出口贸易的提升(2005年超过10000亿美元,位居第三)

-中国正在成为世界的工厂世界制造中心Walmart的采购量(在中国200亿美元左右的年采购量)

-巨大的内贸/外贸市场世界最大的一块市场

-自主知识产权、品牌的需求由粗放型发展向集约型过渡

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 专业应用

-动物

-物品标识

-移动车辆识别

-……

 WalMart

-EPC

-物联网

 军事物流与安全

-全资可视化

-军事物流

-防伪与安全

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

标准

成本

技术

RFID

应用

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 技术/标准/成本-技术推动标准建立

-标准驱动成本降低

-成本驱动技术提高

 循环圈特点

-第一圈已基本走通

-第一圈走了03/04/05/06

-第二圈预计走07/08

-第三圈预计走09(成熟)

-趋势:随应用扩大放量

技术、标准、成本-循环圈

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 RFID应用

-应用是目的

-应用中发展、丰富、完善

-应用看似无序却有序

不太计较成本的先来

--迫切需要

条件成熟的先来

--需求与技术匹配

先知者先来

--知道需要的是什么

-技术与应用环境相关

定制设计

技术、标准、成本 应用是核心

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 投资回报RIO

-为什么会关注RFID?

用户:花钱得利

开发者:做事得回报

投资者:钱变钱快利

 当前的问题

-RFID的钱不好赚花钱容易赚钱难

-RFID赚钱周期太长

技术开发+市场开发

 RFID利薄风险大WalMart 拉动市场

关注的人太多

技术标准成本-投资回报RIO

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

RFID 技术标准成本循环

技术分析

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 识别距离需求(How Far?)

近距离识别需求(<1m)

零距离识别非电连密耦合

常规近距离识别(10-20cm)

近距离非电连疏耦合(<1m)

远距离识别需求(>1m)

常规距离3-5m

远距离识别

超远距离(>10m)

模糊距离识别需求

 识别速度需求(How Fast?)

高速移动需求(>80Km/h)

类比高速路车辆行使

常规移动(10-50Km/h)

类比城市道路车辆行使

静态识别

类比人行走

 识别标签数量需求(How many?)-单标签识别

-多标签识别

2-3个标签识别

数十个标签识别

 标签存储容量需求(How much?)

-单ID号识别

-用户数据识别

-数据包要求

 读写需求(What Tech?Read/write)

- 只读需求

只读标签ID

读用户数据区

-读写需求

一次写多次读

多次读写

同时读写

从技术层面看应用需求

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 产品方面

-电子标签性能下降

结构外观:变形、变老、脱落

损坏:ESD静电、读写失败

芯片绑定:松脱(温度)

-读写性能下降

与标签的匹配性变差(温度)

性能改变(功率/频率/信号/安装)

软件方面的缺陷暴露

 应用系统方面

-应用系统设计缺陷

读误邻道问题

识读率问题

-系统维护问题

未及时维护或维护不当

 电子标签的一致性

-标签芯片

-生产工艺(贴片工艺)

 电子标签的温度漂移特性

-高低温下的漂移

 其他问题

-标签对介质的适应性

-防拆、防静电

 应用环境影响

-单读写器工作环境

简单应用环境

-多读写工作环境

读写器之间的相互影响

多读写器对标签的影响

-外部影响(双向)

应用中面临的一些问题

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

多读写器应用环境 避免相互干扰影响的途径

-(T,F,S)空间

- 时分(TD),F/S不分(彻底)

多读写器发射时分,应用环境内单一读写器工作

花时间代价,影响速度

发射时分同步机制的实现(内同步,外同步)

-频分(FD),T/S不分(困难)

要求读写器具有较好的窄带处理特性,跳频

不能隔离标签受多读写器的影响(收到不同命令,哑态)

-空分

读写器灵敏度不能太高

各读写器覆盖区间有一定间距

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 窄小的有效阅读通道

-烟草转运托盘标签嵌入托盘中部(管理追踪托盘)

香烟的金属箔包装

托盘落地->有效阅读通道约:15-17cm

-流水线上的邻道干扰对发射天线进行特殊的处理

-标签数据包重复改写

标签数据容量

写入时间依数据量而定

 用户数据区的使用

-用户数据区注入数据

- 用户数据区的阅读

前提是先确定出ID号

识别速度较慢

确定对用户数据的使用

非必要时尽量不读取用户区

-集装箱RFID的特点

集装箱身份标识

集装箱关封

场分布与用户数据

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 电波空间距离的衰减特征是主要依据-其他多径传输的影响

明岛:信号增强--阅读距离增加(阅读距离内出现读不连续)

暗岛:信号减弱--阅读距离减小(阅读距离内出现读不连续)

 RFID应用内部干扰-RFID应用系统内部读写器与读写器之间的相互干扰影响

同时工作时比较严重

-多读写器对标签的影响同时工作时比较严重

 外部对内部的干扰影响-RFID应用系统外部对应用内部的影响(一般均为怀的影响)

依具体的应用环境及周边同频段无线发射功率占用频带有关,较难克服影响,需协助邻近的发

射装置的发射指标或调整RFID设备安装位置

 内部对外部的干预影响-RFID应用系统内读写器发射功率,占用频带对外部应用的影响

读写器的发射指标(频率、功率、主频带、及边频带满足无线发射规则,可免除责任)

内部干扰与外部干扰

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 ISO技术标准- ISO/IECJTC1/SC31/WG4;ISO 18000-1-2-3-4-5-6-7(空中接口)

<13.5KHz 13.56MHz 2.45GHz 860-960MHz 433MHz

- ISO/IECJTC1/SC31/WG4;ISO 18001(应用需求概览)

- ISO/IECJTC1/SC31/WG4;ISO 19789(应用程序接口API)

- ISO/IECJTC1/SC31/WG4;ISO 15961/2/3(数据/编码和逻辑内存/惟一标识)

- ISO/IECJTC1/SC31/WG4;ISO 18046(标签和读写性能测试)

- ISO/IECJTC1/SC31/WG4;ISO 18047-2-3-4-6-7(设备一致性测试)

- ISO/IECJTC1/SC31/VR;ISO19762(AIDC技术术语)

 ANSI技术标准-ANSIINCITS T6; NCITS256-1999/2001/2003

 EAN.UCC技术标准- EAN.UCCEPC Global Spec.1.0/1.1

HF Class / UHF Class0/Class0 /Class 1

-C1G2:UHF Generation 2

RFID技术标准体系

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 空中接口标准- 解决标签与读写器沟通语言

 ISO18000-6-空中接口参数表

-TYPE A/B/C(编码方式与多标签识读协议差异)

- 标签灵敏度等级(3级)

 EPC Global UHF频段- C0/C0+ 、C1(Cla / C1b)

- C1G2;Generation 2-多标签

- 多读写器环境

-密码认证

-Kill命令

 标签数据规格标准-已有标准草案

-尚未形成关注焦点

 读写器后端接口标准-已有标准草案

-尚未形成关注热点

RFID技术标准概要

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 产品采购成本

-电子标签芯片成本

天线成本

封装成本

-读写器读写器硬件

读写器软件

-其他辅助设备

-产品售后服务

 系统集成设计成本

-应用需求调研分析

-系统集成设计

-产品选择与测试

-部分定制设计

-现成安装施工

-验收成本

 应用系统成本

-系统交付后的保障

-售后技术支持

RFID应用成本

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

Hype Cycle

RFDI 发展趋势分析可见度

时间

技术触发

夸张的期望峰值

梦想破灭

平缓的增长

成熟后的大生产

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 五个阶段

-技术触发

-夸大期望

-幻想破灭

-平稳增长

-成熟应用

Hype Cycle曲线

RFID技术发展状况分析-技术标准成本

 五个阶段

- 技术触发

1999年

EPC提出

-夸大期望

Walmart拉动

-幻想破灭

误解

-平稳增长

现在

-成熟应用

预期中

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