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基于RFID技术的物联网探析

来源:e-works      作者:陕西理工学院 王文洋      2010/7/8 21:12:19

  引言

  从“智慧地球”的理念到“感知中国”的提出,随着全球一体化、工业自动化和信息化进程的不断深入,物联网(The Internet of things)悄然来临。什么是物联网呢?物联网是指:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,将通过感应器获得的信息实时地与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,管理人员可以用更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。

  物联网问世,打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心,个人电脑、宽带等。而在物联网时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

  1.RFID技术

  具体来说,物联网是将各类传感器和现有的互联网相互衔接的一个新技术。通过安装信息传感设备,如射频识别 (RFID:Radio Frequency Identification)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,将所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。

  而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在物联网中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现对物品的识别,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。RFID是一种高级的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并可同时识别多个标签,操作快捷方便。利用它通过无线射频方式进行非接触式的全双工数据通信,以对实物目标加以识别。 RFID按应用频率的不同分为低频(LF)、高频fHF)、超高频(UHF)、微波(MW),相对应的代表性频率分别为:低频135KHz以下、高频 13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G~5.8G等。

  RFID按照能源的供给方式分为无源RFID、有源 RFID以及半有源RFID。无源RFID读写距离近,价格低;有源RFID可以提供更远的读写距离,但是需要电池供电,成本要更高一些,适用于远距离读写的应用场合。

  RFID由标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线(Antenna).~部分组成。每个标签具有唯一的产品电子码(EPC:Electronic Product Code)。该产品电子码EPC,是为每个物理目标分配的唯一的可查询的标识码,也就是其唯一的身份证ID。其内含的一串数字可代表产品类别和制造商、生产日期和地点、有效日期、应运往何地等信息。同时,随着产品在工厂内的转移或变化,这些数据可以实时更新。通常,EPC码可存入硅芯片做成的电子标签内,并附在被标识产品上,以被高层的信息处理软件识别、传递和查询,进而在互联网的基础上形成专为供应链企业服务的各种信息服务。阅读器是读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式。天线的功用就是在标签和读取器间传递射频信号。

  2.基于RFID的物联网应用

  从应用角度来看,物联网中三个层次值得关注,也即是说,物联网由三部分组成:

  一是传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”的识别。二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算。三是应用网络,即输入输出控制终端,可基于现有的手机、个人电脑等终端进行。

  就现代化企业而言,利用RFID技术组建物联网,可以将各种物品的信息通过Interact实现信息整合,同时可优化企业内部物流供应和流通流程,提高企业的生产效率和产品质量,进而提高整个企业的核心竞争力,实现优质原材料入库以及高效高质量的产品出货。

企业物联网基本架构图

企业物联网基本架构图

  上图给出了企业物联网系统的基本构架。该应用系统由三大部分组成,即RFID硬件系统、中间件系统和计算机 Internet系统。其中硬件系统包含标签和阅读器,标签贴于每件物品上。中间件系统含有EPCInformation Service、PML以及 ONS及其缓存系统,其后端应用数据库软件系统还包含ERP系统等,这些都与计算机lnternet相连,故可及时有效地跟踪、查询、修改或增减数据。

  RFID阅读器从含有一个EPC或一系列EPC的标签上读取产品电子码,然后将读取的产品电子码送到中间件系统中进行处理;当读取的数据量较大而中间件系统处理不及时的时候,可应用ONS来储存部分读取信息。中间件系统以该EPC数据为信息源,在本地ONS服务器获取包含该产品信息的EPC信息服务器的网络地址,本地ONS不能查阅到EPC编码所对应的EPC信息服务器地址时,向远程ONS发送解析请求。最后将EPC数据经过Savant系统处理后,传送到Interact。

  3.结束语

  本文解释了RFID技术,并对基于 RFID技术的物联网应用的工作原理进行了探析。物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的 “lnternet of Things”。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。毫无疑问,在物联网时代,人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。

分享到新浪微博         责任编辑:苏洁   投稿邮箱:editor@yktworld.com
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