浅议物联网与EPC与RFID技术.docx
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浅议物联网与EPC与RFID技术
浅议物联网与EPC与RFID技术
图3 基于EPC／RFID的物联网系统
4 EPC／RFID与条码技术
EPC／RFID物品识别的目标是为每一物理实体提供唯一标识。
它与传统条码技术相比有以下几方面的优点。
（1）唯一标识。
条码只能识别一类产品，而无法识别单品，因此条码容易伪造。
EPC却可以为单品提供唯一标识。
（2）读取方便。
条码是可视传播技术。
即扫描仪必须“看见”条码才能读取它，这表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效。
相反，无线电识别并不需要可视传输技术，射频标签只要在识读器的读取范围内就可以了，甚至可以穿过外包装进行识别。
这大大减少了人的参与，提高了识别效率。
（3）长寿耐用。
纸型条码容易破损和受到污染。
而RFID电子标签可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境。
（4）动态更改。
条码信息一旦需要更改就必须重贴，而RFID电子标签中的信息可以编辑，便于更新。
（5）可扩展性。
RFID电子标签存储的是电子数据。
在需要的时候可以改变其中的编码结构，便于升级。
（6）RFID电子标签可以设置密码，保密性强。
（7）条码技术是为自动结算设计的，虽然现在已经在产品生产和流通的其他环节有一定的应用并取得一定的收益，但是其自身存在的一些问题限制了其在物流领域中发挥更大的作用。
虽然EPC/RFID与条码技术相比有巨大的优势，但是条码技术作为一项十分成熟的技术在物联网中仍然可以起到一定的作用。
EPC代码实际上是一种编码手段，EPC并没有对其信息载体进行任何限制，我们现在有飞速发展起来的射频识别技术，也有成熟的条码技术，EPC码可以储存在RFID芯片中。
同样可以储存在条码中。
电子标签广泛采用后的隐私问题和环保问题一直有争论。
而EPC在某些产品上采用条码技术，可以有效的解决目前普遍关注的射频标签如何避免隐私的问题、磁污染问题和废弃标签中芯片的处理问题。
5 物联网与EPC/RFID技术应用展望
物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大，它使消费者可以在网上查到任何一家商店的任何一件商品，选择起来得心应手。
在物流领域，RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。
生产组织大量使用RFID电子标签可以提高整个供应链和生产作业管理水平。
（1）零售业。
今后人们到商场去购物，可能只要将货架上的商品放进购物车，然后推车出门就可以了。
因为商店使用了EPC／RFID技术，在商店的出口装有RFID识读器，当有人把商品带出去的时候，识读器自动列出所购商品清单并通过结算系统自动在该人的帐户上扣取相应的货款。
这一技术还使得人们可以带着自己的物品进入超级市场，因为这些物品上的标签显示它们不属于这家商店，因此出门时也不会带来不必要的麻烦。
（2）物流业。
货物的清点、查询、发货将变得非常简单和准确。
仓库的管理效率更高，用人更少。
车辆管理安装了相应系统之后，将有效降低空驶率，并为“智能交通”提供信息管理的平台。
（3）制造业。
通过将EPC/RFID技术引入企业生产管理，可实现企业生产信息的自动实时录入，准确记录每一产品形成的全部过程和成本发生的因果信息，实现对物品在加工环节及以后的信息追踪和管理。
（4）有效防伪。
由于消费者可以通过商品标签在网上查到有关商品的几乎全部信息，因此假冒产品将变得更加困难。
这一技术对高值物品尤其有利。
（5）军事领域。
一些国家已经开始在军需物资上使用RFID技术，以加强物资的管理、盘点和查询工作。
美国军方早在2O世纪9O年代就开始采用RFID技术用于海湾战争中士兵个人信息识别，美国国防部要求2005年1月1日以后，所有军需物资都要使用RFID电子标签。
物联网与EPC/RFID技术的应用推广具有它的必然性、必要性和系统性，国际上已经开始了一些重要的实验性的应用。
中国有关部门也已经看到了应用推广物联网与EPC／RFID技术的紧迫性和战略性，正在抓紧制定相关标准并在一些企业中进行试点。
这一过程需要全社会各行各业的支持，尤其是大企业大公司的支持。
6、超高频与低频、高频RFID电子标签的区别
一．超高频RFID电子标签（UHF）：
超高频的射频标签简称为微波射频标签
UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理
工作频率：
超高频（902MHz～928MHz）
符合标准：
EPCC1G2（ISO18000-6C）
可用数据区：
240位EPC码
标签识别符：
（TID）64位
工作模式：
可读写
天线极化：
线极化
1.超高频标签的阅读距离大，可达10米以上。
2.超高频作用范围广,现最先进的物联网技术都是采用超高频电子标签技术。
3.传送数据速度快，每秒可达单标签读取速率170张/秒（EPCC1G2标签）
4.标签存贮数据量大。
5.超高频电子标签灵活性强，轻易就可以识别得到。
6.有很高的数据传输速率，在很短的时间内可以读取大量的电子标签。
7.防冲突机制，适合于多标签读取，单次可批量读取多个电子标签。
8.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。
9.数据保存时间＞10年。
10.手持读写器可对超高频电子标签进行读写操作。
11.手持读写器可对超高频电子标签进行批量操作。
12.手持读写器带CE操作系统，读取超高频电子标签数据时，可通过WIFI、GPRS实时上传至后台数据库。
13.手持读写器相当一台PDA电脑，通过读取超高频电子标签数据，可在手持读写器完成读及写动作，且可在手持读写器即时查询标签数据。
（如厂家信息、生产批号、生产日期等等）
14.超高频电子标签具有全球唯一的ID号，安全保密性强，不易被破解。
二．低频（LF）和高频（HF）：
低频（LF）和高频（HF）频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理
高频典型工作频率为13.56MHz。
该频段的射频标签，因其工作原理与低频标签完全相同，即采用电感耦合方式工作，所以宜将其归为低频标签类中。
另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频段又称为高频，所以也常将其称为高频标签。
工作频率:
低频（125KHz）、高频（13.54MHz）
1.低频标签的阅读距离只能在5厘米以内。
2.低频作用范围现在主要是运用于低端技术领域范围内，如自动停车场收费和车辆管理系统等等。
3.传送数据速度较慢。
4.标签存贮数据量较少。
5.低频电子标签灵活性差，不易被识别。
6.数据传输速率低，在短时间内只可以一对一的读取电子标签。
7.只能适合低速、近距离识别应用。
8.与超高频电子标签相比，标签天线匝数更多，成本更高一些。
9.读取的距离小，低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。
低频标签的阅读距离一般情况下小于8厘米。
10.读取电子标签数据时只能一对一进行读取。
11.手持读写器读取电子标签时不能实时上传数据，必须通过USB连接电脑才能把数据上传至后台。
12.手持读写器不能实时查询数据。
13.低频电子标签安全保密性差，易被破解。
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。
在RFID系统中，系统工作就像我们平时收听调频广播一样，射频标签和读写器也要调制到相同的频率才能工作。
射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备成本。
RFID应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段。
典型的工作频率有：
125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、902MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等。
按照工作频率的不同，RFID标签可以分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波等不同种类。
不同频段的RFID工作原理不同，LF和HF频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理，而UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理。
目前国际上广泛采用的频率分布于4种波段，低频（125KHz）、高频（13.54MHz）、超高频（850MHz～910MFz）和微波（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。
低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz～300kHz。
典型工作频率有125KHz和133KHz。
低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。
低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。
低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。
低频标签的典型应用有：
动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。
中高频段射频标签的工作频率一般为3MHz～30MHz。
典型工作频率为13.56MHz。
该频段的射频标签，因其工作原理与低频标签完全相同，即采用电感耦合方式工作，所以宜将其归为低频标签类中。
另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频段又称为高频，所以也常将其称为高频标签。
鉴于该频段的射频标签可能是实际应用中最大量的一种射频标签，因而我们只要将高、低理解成为一个相对的概念，即不会造成理解上的混乱。
为了便于叙述，我们将其称为中频射频标签。
中频标签一般也采用无源设主，其工作能量同低频标签一样，也是通过电感（磁）耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。
标签与阅读器进行数据交换时，标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。
中频标签的阅读距离一般情况下也小于1米。
中频标签由于可方便地做成卡状，广泛应用于电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）、小区物业管理、大厦门禁系统等。
超高频与微波频段的射频标签简称为微波射频标签，其典型工作频率有433.92MHz、862（902）MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz。
微波射频标签可分为有源标签与无源标签两类。
工作时，射频标签位于阅读器天线辐射场的远区场内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。
阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量，将有源标签唤醒。
相应的射频识别系统阅读距离一般大于1m，典型情况为4m～6m，最大可达10m以上。
阅读器天线一般均为定向天线，只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。
由于阅读距离的增加，应用中有可能在阅读区域中同时出现多个射频标签的情况，从而提出了多标签同时读取的需求。
目前，先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。
超高频标签主要用于铁路车辆自动识别、集装箱识别，还可用于公路车辆识别与自动收费系统中。
以目前技术水平来说，无源微波射频标签比较成功的产品相对集中在902MHz～928MHz工作频段上。
2.45GHz和5.8GHz射频识别系统多以半无源微波射频标签产品面世。
半无源标签一般采用钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。
微波射频标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多标签读写、是否适合高速识别应用，读写器的发射功率容限，射频标签及读写器的价格等方面。
对于可无线写的射频标签而言，通常情况下写入距离要小于识读距离，其原因在于写入要求更大的能量。
微波射频标签的数据存储容量一般限定在2Kbits以内，再大的存储容量似乎没有太大的意义，从技术及应用的角度来说，微波射频标签并不适合作为大量数据的载体，其主要功能在于标识物品并完成无接触的识别过程。
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