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    沈陽警用裝備新佳海達
    “安防+AIoT”底層技術詳解:RFID如何實現物體識別
    http://www.victoriamorse.com 2020-05-28 11:20:36 CPS中安網

    人臉識別技術在近兩年間獲得了大量的應用和曝光,起到了對人員識別、追蹤、管控的良好效果,因而為人所熟知。

      目前,隨著物聯網技術的發展,越來越多的設備獲得智能化升級,而對于物體和設備的識別、追蹤,就需要用到RFID技術來實現。

      射頻識別技術 (英文:Radio Frequency IDentification,縮寫:RFID) 屬于無線通信技術,可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據,實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的。

      無線電的信號通過電磁場,把數據從標簽上傳送出去,以便辨識別與追蹤物體。標簽包含了存儲的信息,并且與條形碼不同的是,射頻標簽不需要處在識別器視線之內,可以嵌入被識別物體之內。

      RFID組成及工作原理

      ▎RFID系統組成分為三部分

      標簽

      標簽相當于條碼技術中的條碼符號,用來存儲需要傳輸和識別的信息。由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著或嵌入物體。

      識別器

      識別器基本的功能就是與標簽進行數據傳輸。另外,識別器還提供信號狀態控制、奇偶錯誤校驗與更正等功能。

      天線

      天線是標簽與識別器之間傳輸數據的發射、接收裝置。

      ▎工作原理

      RFID技術工作過程:當帶有電子標簽的物品在識別器的可讀范圍內時,識別器發出磁場,查詢信號將會激活標簽,標簽根據接收到的查詢信號發出反射信號,識別器接收到標簽反射回的信號后,通過內部電路的解碼處理并識別電子標簽中所保存的數據,從而達到自動識別物體的目的。

      然后進一步通過計算機及計算機網絡實現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。

      工作方式

      射頻識別系統的基本工作方式分為全雙工(Full Duplex)和半雙工(Half Duplex)系統以及時序(SEQ)系統。

      全雙工表示射頻標簽與識別器之間可在同一時刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標簽與識別器之間可以雙向傳送信息,但在同一時刻只能向一個方向傳送信息。

      在全雙工和半雙工系統中,射頻標簽的響應是在識別器發出電磁場或電磁波的情況下發送出去的。因為與閱讀器本身的信號相比,射頻標簽的信號在接收天線上是很弱的,所以必須使用合適的傳輸方法,以便把射頻標簽的信號與閱讀器的信號區別開來。

      在實踐中,一般對從射頻標簽到識別器的數據傳輸采用負載反射調制技術將射頻標簽數據加載到反射回波上(尤其是針對無源射頻標簽系統)。

      時序方法則與之相反,識別器的輻射出的電磁場短時間周期性地斷開。這些間隔被射頻標簽識別出來,并被用于從射頻標簽到識別器的數據傳輸。

      但時序方法的缺點是:在識別器發送間歇,射頻標簽的能量供應中斷,必須通過裝入足夠大的輔助電容器或輔助電池進行補償。

      因此,某些標簽在從識別器發出的電磁場中就可以得到能量,不需要電池,為無源標簽; 也有標簽本身擁有電源,并可以主動發出無線電波,為有源標簽。

      產品分類

      目前,根據RFID技術衍生的產品分為三大類:無源RFID產品、有源RFID產品、半有源RFID產品。

      無源RFID產品發展最早,是發展最成熟,市場應用最廣的產品。例如公交卡、食堂卡、銀行卡、賓館門卡、二代身份證等,屬于近距離接觸式識別類。

      有源RFID產品,是最近幾年逐步發展起來的,其遠距離自動識別的特性,決定了其巨大的應用空間,在遠距離自動識別領域,如智能監獄,智能醫院,智能停車場,智能交通,智慧城市,智慧地球及物聯網等領域具有良好的市場潛力。

      半有源RFID也叫做低頻激活觸發技術,結合了有源RFID產品及無源RFID產品的優勢:利用低頻進行近距離精確定位,利用微波進行遠距離識別和上傳數據,短距離工作可以替代條碼,例如用在工廠的流水線上跟蹤物體; 長距離應用多見于交通場景,識別距離可達幾十米,如自動收費或識別車輛身份等。

      半有源RFID集有源RFID和無源RFID的優勢于一體,在門禁進出管理,人員精確定位,區域定位管理,周界管理,電子圍欄安防報警等領域有著很大的優勢。

      RFID技術在智能安防領域的應用

      ▎智慧交通

      RFID技術目前在智能交通領域的重要應用為汽車電子標識,又稱電子車牌,是一種將超高頻無線射頻識別技術與其他相關技術結合而形成的電子身份證。

      汽車電子標識系統的普及應用可以實時精準的監控城市交通數據,處理后的交通數據可以作為城市交通擁堵預判、交通規劃方案制定。

      基于RFID技術的汽車電子標識城市交通系統能夠適應多種采集環境,可在低可見度、多車道車輛正常車速行駛的條件下準確進行識別,提升城市交通管理的實時性和準確性。

      ▎智慧停車

      采用RFID技術實現智慧停車只需要車主辦理一張RFID電子標簽,貼在車牌或玻璃上。當車量進入閘機感應區域后,閘機上的識別器會通過天線對車牌上的電子標簽進行掃描識別。驗證通過后閘機桿將自動開啟。

      目前,智慧停車正在成為智能城市建設重點,根據中商產業研究院整理分析,2020年智慧停車產業規模將超180億。

      RFID的優勢:

      射頻識別系統主要有以下幾個方面系統優勢:

      • 讀取方便快捷:數據的讀取無需光源,甚至可以透過外包裝來進行。有效識別距離更大,采用自帶電池的主動標簽時,有效識別距離可達到30米以上。

      • 識別速度快:標簽一進入磁場,識別器就可以即時讀取其中的信息,而且能夠同時處理多個標簽,實現批量識別。

      • 數據容量大:數據容量最大的二維條形碼,最多也只能存儲2725個數字;若包含字母,存儲量則會更少;RFID標簽則可以根據用戶的需要擴充到數十K。

      • 使用壽命長,應用范圍廣:其無線電通信方式,使其可以應用于粉塵、油污等高污染環境和放射性環境,而且其封閉式包裝使得其壽命大大超過印刷的條形碼。

      • 標簽數據可動態更改:利用編程器可以向寫入數據,從而賦予RFID標簽交互式便攜數據文件的功能,而且寫入時間相比打印條形碼更少。

      • 更好的安全性:不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產品上,而且可以為標簽數據的讀寫設置密碼保護,從而具有更高的安全性。

      • 動態實時通信:標簽以與每秒50~100次的頻率與識別器進行通信,所以只要RFID標簽所附著的物體出現在解讀器的有效識別范圍內,就可以對其位置進行動態的追蹤和監控。

      在智能化的發展趨勢下,RFID技術正受到越來越多的關注并被更加廣泛地應用。物聯網技術與安防監控技術相結合,將不僅僅止于傳統防盜報警層面。

      隨之而來的還有服務器、資料儲存系統、資料庫程序、商業管理軟件、顧問服務,等各類軟件相關基礎建設的龐大需求。目前國際巨頭科技公司正在加緊開發RFID專用的軟件和硬件,加大技術和解決方案的開發力度。

      未來,RFID也將在門禁考勤、物品朔源、物體防盜、停車管理、車輛檢測等方面獲得更多的應用。 

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