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基于RFID的物联网技能的应用

发布时间:2019-01-04 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    基于RFID的物联网技能的应用作者:未知   【摘要】本文介绍了物联网技能的观念、发展状况以及几个行业内的热点运用 ,描述了物联网技能的实现方式和应用优势。介绍物联网系统体系架构和RFID技能事务原理,分析物联网结构特点,在RFID信息采集技能的基础上,给出一个基于RFID的物联网系统架构,为物联网应用提供一种综合、可靠的解决方案。
  
  
  【关键词】射频识别;物联网;电子标签
  中图分类号:F407.63 文献标识码:A 文章编号:
  
  
  
  
  一、物联网基本原理与RFID技能
  
  
  物联网是在计算机互联网的基础上,利用射频自动识别(RFID, radio frequency identification)、无线数据通讯等技能,构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”,其核心技能之一便是RFID技能。在这个网络中,物品(商品)可以互相进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID技能,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。而RFID,恰是可以让物品“开口说话”的一种技能。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通讯网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
  
  
  1物联网组成及其事务原理
  1·1物联网的由来
  
  如互联网能够把世界上不同角落的人紧密地联系在一同一样,选取RFID技能的Internet也能够把世界上所有物品联系在一同,而且互相之间能够彼此“交流”,从而组成一个全球性实物相互联系的“物联网”。
  
  
  1·2物联网的组成
  典型的物联网由三大局部组成,即RFID系统、中间件Savant系统和Internet系统,如图1所示。其中RFID系统主要包括RFID电子标签(tag)、阅读器( reader)及数据交换和管理系统(processor)软件;中间件savant系统由Savant服务器、ONS(objectnaming service)服务器、PML(physi-calmarkup language)服务器及相应的数据软件等组成; Internet系统常常由计算机系统和网络服务器等组成。
  
  
  
  
  
  
  1·3事务原理
  
  物联网系统中的RFID阅读器可抑制射频模块向电子标签发射读取信号,并接收标签的应答信号,同时可对电子标签的对象标识信息进行解码,从而将对象标识信息连带电子标签上的其他相关信息传输到Savant系统以供处理。常常其事务频段和电子标签上频率是一致的。在如图1所示的物联网系统中,阅读器在接收到来自电子标签的载波信息,并对接收信号进行解调和解码后,会将其信息送至计算机中的中间件Sa-vant系统软件进行处理,处理后传送到Interne,t然后再在Internet上利用ONS找到这个物品信息所存储的位置,由ONS给Savant系统指明存储这个物品的有关信息的服务器,并将这个文件中的关于这个物品的信息传递过来。
  
  2RF1D系统事务原理
  2·1系统组成
  
  由于应用不同,RFID系统的组成会各有不同,但基本上都由电子标签、阅读器和数据交换与管理系统三大局部组成。电子标签,由耦合元件及芯片组成,其中包含带加密逻辑。
  
  
  2·2事务原理
  
  RFID是一种高级的自动识别技能,利用它通过无线射频方式进行非接触式的全双工数据通讯,以对实物指标加以识别。RFID标签由芯片和天线组成,每个标签具有惟一的产品电子码。RFID系统能够在无线电收发器与传感器收发器(含有标签,又称RFID收发器)之间传送数据。RFID系统的事务原理如图2所示。
  
  
  
  RFID系统事务时,先由阅读器通过天线发送一定频率的射频信号,当RFID标签进入阅读器的事务场时,其天线产生感应电流,从而使RFID标签获得能量被激活并向阅读器发送自身的编码等信息。对于无源系统,阅读器通过耦合元件(无线电收发器)发送出一定频率的射频信号,当标签进入该区域时通过耦合元件从中获得能量以驱动后级芯片与阅读器进行通讯。阅读器读取标签的自身编码等信息并解码后送至数据交换、管理系统(计算机系统)处理。而对于有源系统,标签进入阅读器事务区域后,由自身内嵌的电池为后级芯片供电以完成与阅读器间的相应通讯过程。
  
  3RF1D电子标签标准
  
  
  国际上如今有两家权威的RFID电子标签标准研讨机构,代表着RFID电子标签标准的发展力向。一个是1999年成立总部设在美国麻省理工学院的自动ID中心,另一个是日本2003午3月成立的泛在ID中心,上述两个中心所推出的标准化规格有一些差别。我国电子标签RFID技能的生产和应用领域仅有一些行业标准、各厂家自主开发的射频标签产品在容量、信息格式等方面不一致、不兼容。因此,我国应尽快制定出具有我国自主知识产权的“电子标签”国家标准,同时和目前国际的相关标准互通兼容,以促进中国的“电子标签”发展的标准化和规范化。
  
  二、物联网技能的开发应用及未来发展
  
  
  基于RFID标签对物体的惟一标识性,引发了人们对基于RFID技能的应用进行研讨的热潮。物联网是当前RFID应用研讨的热点。而作为条形码的无线版本,RFID技能有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、数据能够加密、存储信息更改自如等优点,也可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作方便快捷。伊拉克战争中,美军利用物联网技能建置的可视化后勤化网络,使美军的后勤补给能力变得前所未有的强大。美军将RFID标签贴于仓库内的托盘、包装箱或元件上,标签内包含元件规格、序列号等信息,当物资
  
  通过安装在预置地点的RFID识读器时,便能够完成库存信息的自动盘点,无线局域网将数据传输到后台管理信息系统中共享,指挥中心便可以得到实时的物资储存信息。整个过程不再需要保管员使用手持条形码扫描器对仓储物资进行逐个扫描,大大加快物资在物流供应链中的流通速度,削减了人工操作失误,降低管理成本,同时美军能够轻松掌握所有后勤补给的实时信息。英军也利用这个网络,让高达90%的后勤物资可以有效率地运抵前线。
  
  
  基于RFID技能的物联网,利用RFID、天线数据通信等技能,构造了一个实现全球物品信息实时共享的“Internet ofThings”。通过给所有物品贴上RFID标鉴,在现有互联网基础上构建所有参与流通的物品信息网络,在这个物品信息网络系统中存在着异构的成分导致了系统中各个子系统无法实现有效的交互,因此系统的各局部之间能否互相有机地和协调地事务,以发挥总体效益,达到总体优化的异构系统集成的相关技能也将取得长足发展,其中,最吸引人的人工智能领域中关于agent交互方面的研讨理论的研讨事务定会取得突飞猛进的发展,这对于整个社会的信息化建设都具有十分重要的意义。物联网的建立使人们生活中可随时、随地得到信息访问和计算服务,将对生产制造、销售、运输、使用、回收等物品流通的各个环节,以及政府、企业和个人行为带来深刻影响。
  
  
  今年美国领袖奥巴马就职以后,在他和工商总统举行的圆桌会议上,“智慧地球”的观念被提出,其中包括美国要变成智慧型基础设施“物联网”,其被美国人认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略。2009年8月7日,温家宝总理在无锡调研时指出“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技能”,“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”,“尽快建立中国的传感信息中心,或者叫‘感知中国’中心”。通过物联网,世界上任何物品都能够随时随地按需被标识、追踪和监控。物联网被视为继Internet后IT业的又一次革命。
  
  
  亟待解决的问题
  
  
  1标准问题
  
  
  物联网将给我们的生活带来一个更加舒适、便捷、平安的时代,但目前物联网还有一些瓶颈问题亟待解决,其中之一便是技能标准。由于各国存在不同的标准,因此需要加强国家之间的合作,解决异构标准的集成问题。
  
  
  2价格问题
  
  除上述标准统一的问题外,物联网在商业应用方面业务模式还不是很明朗。另外,目前世产物联网所需的芯片等组件的费用也对照高,把所有物品都植入识别芯片这一点如今看来还不太现实。
  
  3平安问题
  
  还有一个难题是如何实现数据平安与隐私保护,在物联网中,由于物体之间的联系更紧密,甚至物体和人也被连接起来,因此大量的数据及用户隐私如何得到保护,就成为亟待解决的问题。没有可靠平安机制,对于只读标签中的数据信息无法进行很好的保密,对于可读可写标签,还存在电子标签上的信息被恶意更改的隐患。如果电子标签中的信息被窃取甚至恶意更改,将带来无法估量的丧失。而解决这些平安问题的唯一途径便是研讨RFID标签加密技能。加密技能可用来防止未授权的窥探者取得或窜改电子标签信息,但目前惟有少数RFID芯片可以处理压入加密钥等较复杂的事务。从国家平安的高度考虑,应该积极发展自己的RFID加密技能,而不能坐等别人研制相关的加密技能。
  
  
  4数据管理平台问题
  
  
  一旦物联网技能真正加入实用,如何有效管理应用物联网技能带来的巨大数据,才能使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。为此,需要建立这样的数据管理平台,它包括后端数据库,应用程序以及准确的分析能力来处理由RFID系统生成的大量数据。该平台应具有能实现多个用户共同使用,以及所有识别系统都能使用的通用语言; RFID读取器和后台的信息支撑系统、认证系统、平安系统和每个环节的信息系统必须具备规格统一的公共标准接口。该平台在使用时应该设定不同用户所具有的相应访问权限,并且能实现信息通信的加密。该平台要能适应大通讯量的读取支持,能同时支持成千上万的电子标签识别,并进行验证。
  
  
  5家当链发展问题
  
  
  也有业内人士分析,面向普通用户的物联网,短期内仍然只会是一个“观念”,在技能发展、商业模式、利益博弈等诸多问题的限制下,它绝大局部的业务仍然会是数据采集应用的扩展,难以实现更加“智能”,很难实现“物与物对话”的“真正物联网”。物联网的发展还需要家当链的共同努力。目前,物联网需要的自动抑制、信息传感、射频识别等上游技能和家当都早已成熟或基本成熟,而下游的应用也已广泛存在。实现上下游家当的联动,跨专业的联动,还需包括移动运营商在内的家当链企业变成家当联盟,共同推动物联网发展。
  
  
  结语
  
  
  物联网作为一个智能项目,世界各国都极为重视。相信当“物联网”的构想成为现实的时候,世界上的万事万物无论何时、何地都可以互相相关、彼此“交流”,整个世界的面貌就会为之焕然一新。更重要的是“物联网”将给人类与事物之间的关系带来深刻的变化,人们从许多大略而干燥的劳动中解脱出来,并赋予人类更大的力量,去探索和开发“物的世界”。
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