自動識別技術(shù)與RFIDv.ppt
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1、第2章 自動識別技術(shù)與RFID,內(nèi)容提要,感知識別技術(shù)融合物理世界和信息世界,是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)最獨特的部分。 本篇從自動識別技術(shù)與RFID開始,逐一介紹多樣化的信息生成方式。,內(nèi)容回顧,第1章介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念,核心技術(shù),主要特點和應(yīng)用前景。把物聯(lián)網(wǎng)分為感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層和綜合應(yīng)用層四層。 本章介紹自動識別技術(shù)和RFID,重點討論RFID組成,分類等,并簡要介紹防止RFID標(biāo)簽沖突算法。,2.1 自動識別技術(shù) 2.2 RFID的歷史和現(xiàn)狀 2.3 RFID技術(shù)分析 2.4 RFID標(biāo)簽沖突* 2.5 RFID和物聯(lián)網(wǎng) 自動識別技術(shù)是模式識別理論的典型應(yīng)用,選取不同的特
2、征產(chǎn)生了多樣的自動識別技術(shù)。,本章內(nèi)容,光符號識別&語音識別,光學(xué)字符識別(Optical Character Recognition,OCR),是模式識別(Pattern Recognition,PR)的一種技術(shù),目的是要使計算機(jī)知道它到底看到了什么,尤其是文字資料。OCR技術(shù)能使設(shè)備通過光學(xué)機(jī)制識別字符。 語音識別研究如何采用數(shù)字信號處理技術(shù)自動提取及決定語言信號中最基本有意義的信息,同時也包括利用音律特征等個人特征識別說話人。,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,語音識別框架:典型的模式識別系統(tǒng),虹膜識別:合適的生物特征,虹膜識別是當(dāng)前應(yīng)用最方便精
3、確的生物識別技術(shù),虹膜的高度獨特性和穩(wěn)定性是其用于身份鑒別的基礎(chǔ)。 虹膜識別的特點: 生物活性: 虹膜處在鞏膜的保護(hù)下,生物活性強(qiáng)。 非接觸性: 從無需用戶接觸設(shè)備,對人身沒有侵犯。 唯一性: 形態(tài)完全相同虹膜的可能性低于其他組織。 穩(wěn)定性: 虹膜定型后終身不變,一般疾病不會對虹膜組織造成損傷。 防偽性: 不可能在對視覺無嚴(yán)重影響的情況下用外科手術(shù)改變虹膜特征。,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,指紋識別技術(shù),從實用角度看,指紋識別是優(yōu)于其他生物識別技術(shù)的身份鑒別方法。因為指紋具有各不相同、終生基本不變的特點,且目前的指紋識別系統(tǒng)已達(dá)到操作方便、準(zhǔn)確可
4、靠、價格適中的階段,正逐步應(yīng)用于民用市場。 指紋識別的處理流程: 通過特殊的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和計算機(jī)圖像處理技術(shù),對活體指紋進(jìn)行采集、分析和比對,可以迅速、準(zhǔn)確地鑒別出個人身份。系統(tǒng)一般主要包括對指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、特征值的比對與匹配等過程。,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,指紋特征有哪些(總體特征)?,指紋特征有哪些(局部特征)?,終結(jié)點(Ending):一條紋路在此終結(jié)。,分叉點(Bifurcation) :一條紋路在此分開成為兩條或更多的紋路。,分歧點(Ridge Divergence):兩條平行的紋路在此分開。,孤立點(Dot
5、or Island) : 一條特別短的紋路,以至成為一點。,環(huán)點(Enclosure): 一條紋路分開成為兩條之后,立即有合并成為一條,這樣形成的一個小環(huán)稱為環(huán)點。,短紋(Short Ridge): 一端較短但不至于成為一點的紋路。,IC卡技術(shù),IC卡(Integrated Circuit Card),即“集成電路卡”在日常生活中已隨處可見。實際上是一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng),如有必要還可附加計算能力。 一個標(biāo)準(zhǔn)的IC卡應(yīng)用系統(tǒng)通常包括:IC卡、IC卡接口設(shè)備(IC卡讀寫器)、PC,較大的系統(tǒng)還包括通信網(wǎng)絡(luò)和主計算機(jī)等,如圖所示。,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形
6、碼,IC卡:基本組成,IC卡:由持卡人掌管,記錄持卡人特征代碼、文件資料的便攜式信息載體。 接口設(shè)備:即IC卡讀寫器,是卡與PC信息交換的橋梁,且常是IC卡的能量來源。核心為可靠的工業(yè)控制單片機(jī),如Intel的51系列等。 PC:系統(tǒng)的核心,完成信息處理、報表生成輸出和指令發(fā)放、系統(tǒng)監(jiān)控管理以及卡的發(fā)行與掛失、黑名單的建立等。 網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī):通常用于金融服務(wù)等較大的系統(tǒng)。,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,IC卡:分類,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,IC卡:按芯片分類,IC卡:按芯片分類,IC卡:按芯片分類
7、,CPU卡:按交換界面分類,CPU卡:按應(yīng)用領(lǐng)域分類,根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同可將智能卡分為金融卡和非金融卡(即銀行卡和非銀行卡)。金融卡又分為信用卡和現(xiàn)金卡。前者用于消費支付時,可按預(yù)先設(shè)定額度透支資金,后者可用做電子錢包和電子存折,但不得透支。而非金融卡的涉及范圍極廣,實質(zhì)上囊括了金融卡之外的所有領(lǐng)域,如門禁卡、組織代碼卡、醫(yī)療卡、保險卡、IC卡身份證、電子標(biāo)簽等。,CPU卡:按數(shù)據(jù)傳輸形式分類,條形碼技術(shù),自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,條碼技術(shù)是在計算機(jī)應(yīng)用發(fā)展過程中,為消除數(shù)據(jù)錄入的“瓶頸”問題而產(chǎn)生的,可以說是最“古老”的自動識別技術(shù)。 條形碼
8、是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應(yīng)的字符組成的標(biāo)記。當(dāng)使用專門的條形碼識別設(shè)備如手持式條碼掃描器掃描這些條碼時,條碼中包含的信息就轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可識別的數(shù)據(jù)。 目前市場上常見的是一維條形碼,信息量約幾十位數(shù)據(jù)和字符;二維條形碼相對復(fù)雜,但信息量可達(dá)幾千字符。,條形碼技術(shù):一維條形碼,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,一維條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對應(yīng)的字符組成的標(biāo)記。普通的一維條碼在使用過程中僅作為識別信息,它的意義是通過在計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的信息而實現(xiàn)的。 一個完整的條碼的組成次序依次為:靜區(qū)(前)、起始符、數(shù)據(jù)符、(中間分割符,主要用于
9、EAN碼)、(校驗符)、終止符、靜區(qū)(后)。,一維條形碼:幾個基本概念,模塊:構(gòu)成條碼的基本單位是模塊,模塊是指條碼中最窄的條或空,模塊的寬度通常以mm或mil(千分之一英寸)為單位。構(gòu)成條碼的一個條或空稱為一個單元,一個單元包含的模塊數(shù)是由編碼方式?jīng)Q定的,有些碼制中,如EAN碼,所有單元由一個或多個模塊組成;而另一些碼制,如39碼中,所有單元只有兩種寬度,即寬單元和窄單元,其中的窄單元即為一個模塊。,密度(Density):條碼的密度指單位長度的條碼所表示的字符個數(shù)。模塊尺寸越小,密度越大,所以密度值通常以模塊尺寸的值來表示(如5mil)。通常7.5mil以下的條碼稱為高密度條碼,15mil
10、以上的條碼稱為低密度條碼。 寬窄比:對于只有兩種寬度單元的碼制,寬單元與窄單元的比值稱為寬窄比,一般為2-3左右(常用的有2:1,3:1)。寬窄比較大時,閱讀設(shè)備更容易分辨寬單元和窄單元,因此比較容易閱讀。,一維條形碼:幾個基本概念(續(xù)),對比度(PCS):條碼符號的光學(xué)指標(biāo),PSC值越大則條碼的光學(xué)特性越好PCS=(RL-RD)/RL100% (RL:條的反射率 RD:空的反射率) 條碼長度: 從條碼起始符前緣到終止符后緣的長度 條碼密度:單位長度的條碼所表示的字符個數(shù) 雙向條碼:條碼的兩段都可以作為掃描起點的。 中間分隔符:在條碼符號中,位于兩個相鄰的條碼符號之間且不代表任何信息的空。 連
11、續(xù)性條碼:在條碼字符中,兩個相鄰的條碼字符之間沒有中間分隔符的條碼。 非連續(xù)性條碼:在條碼字符中,兩個相鄰的條碼字符之間存在中間分隔符的條碼。,一維條形碼:譯碼原理,激光掃描儀通過一個激光二極管發(fā)出一束光線,照射到一個旋轉(zhuǎn)的棱鏡或來回擺動的鏡子上,反射后的光線穿過閱讀窗照射到條碼表面,光線經(jīng)過條或空的反射后返回閱讀器,由一個鏡子進(jìn)行采集、聚焦,通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號,該信號將通過掃描期或終端上的譯碼軟件進(jìn)行譯碼。,一維條形碼:典型一維條形碼制比較,條形碼技術(shù):二維條形碼,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,二維碼利用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面
12、(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息,通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。 二維碼具有條碼技術(shù)的一些共性:每種碼制有其特定的字符集;每個字符占有一定的寬度;具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點。,條形碼技術(shù):二維條形碼,自動識別技術(shù)舉例 光符號識別 語音識別 虹膜識別 指紋識別 IC卡 條形碼,目前,世界上應(yīng)用最多的二維條碼符號有Aztec Code、PDF147、DataMatri
13、x、QR Code、Code16K等。,Code 16K,DataMatrix,PDF147,Aztec Code,QR Code,一維條形碼與二維條形碼的比較,一維條形碼特點: 可直接顯示內(nèi)容為英文、數(shù)字、簡單符號; 貯存數(shù)據(jù)不多,主要依靠計算機(jī)中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫: 保密性能不高; 損污后可讀性差。,二維條形碼特點: 可直接顯示英文、中文、數(shù)字、符號、圖型; 貯存數(shù)據(jù)量大,可存放1K字符,可用掃描儀直接讀取內(nèi)容,無需另接數(shù)據(jù)庫; 保密性高(可加密), 安全級別最高時,損污50%仍可讀取完整信息。,2.1 自動識別技術(shù) 2.2 RFID的歷史和現(xiàn)狀 2.3 RFID技術(shù)分析 2.4 RFID標(biāo)簽沖
14、突* 2.5 RFID和物聯(lián)網(wǎng) RFID對于計算機(jī)自動識別技術(shù)而言是一場革命,極大地提高了信息處理效率和準(zhǔn)確度。,本章內(nèi)容,2.2 RFID的歷史與現(xiàn)狀,RFID是射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification)的英文縮寫,利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的。 它是上世紀(jì)90年代興起的自動識別技術(shù),首先在歐洲市場上得以使用,隨后在世界范圍內(nèi)普及。 RFID較其它技術(shù)明顯的優(yōu)點是電子標(biāo)簽和閱讀器無需接觸便可完成識別。射頻識別技術(shù)改變了條形碼依靠有形的一維或二維幾何圖案來提供信息的方式,通過芯片來提供存儲在其中的
15、數(shù)量巨大的無形信息。,2.2 RFID的歷史與現(xiàn)狀,2.2 RFID的歷史與現(xiàn)狀,目前RFID技術(shù)應(yīng)用己經(jīng)處于全面推廣的階段。特別是對于IT業(yè)而言,RFID技術(shù)被視為IT業(yè)的下一個“金礦”。各大軟硬件廠商包括IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、SAP等在內(nèi)的各家企業(yè)都對RFID技術(shù)及其應(yīng)用表現(xiàn)出了濃厚的興趣,相繼投入大量研發(fā)經(jīng)費,推出了各自的軟件或硬件產(chǎn)品及系統(tǒng)應(yīng)用解決方案。 在應(yīng)用領(lǐng)域,以Wal-Mart,UPS,Gillette等為代表的眾多企業(yè)已經(jīng)開始全面使用RFID技術(shù)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行改造,以提高企業(yè)的工作效率、管理水平并為客
16、戶提供各種增值服務(wù)。,2.1 自動識別技術(shù) 2.2 RFID的歷史和現(xiàn)狀 2.3 RFID技術(shù)分析 2.4 RFID標(biāo)簽沖突* 2.5 RFID和物聯(lián)網(wǎng) RFID系統(tǒng)的基本組成是什么?有哪些重要參數(shù)?,本章內(nèi)容,2.3 RFID技術(shù)分析,RFID系統(tǒng)由五個組件構(gòu)成,包括:傳送器、接收器、微處理器、天線、標(biāo)簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起,又統(tǒng)稱為閱讀器(Reader),所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為為閱讀器、天線和標(biāo)簽三大組件,這三大組件一般都可由不同的生廠商生產(chǎn)。,2.3 RFID技術(shù)分析:閱讀器,閱讀器是RFID系統(tǒng)最重要也是最復(fù)雜的一個組件。因其工作模式一般是主動向標(biāo)簽詢
17、問標(biāo)識信息,所以有時又被稱為詢問器(Interrogator)。下圖顯示不同類型的閱讀器。閱讀器可以通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口、RS232串口或USB接口同主機(jī)相連,通過天線同RFID標(biāo)簽通信。有時為了方便,閱讀器和天線以及智能終端設(shè)備會集成在一起形成可移動的手持式閱讀器。,2.3 RFID技術(shù)分析:天線,天線同閱讀器相連,用于在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號。閱讀器可以連接一個或多個天線,但每次使用時只能激活一個天線。RFID系統(tǒng)的工作頻率從低頻到微波,這使得天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得很復(fù)雜。,2.3 RFID技術(shù)分析:標(biāo)簽,標(biāo)簽(Tag)是由耦合元件、芯片及微型天線組成,每個標(biāo)簽內(nèi)部存有唯一的電子編
18、碼,附著在物體上,用來標(biāo)識目標(biāo)對象。標(biāo)簽進(jìn)入RFID閱讀器掃描場以后,接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應(yīng)電流獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的電子編碼(被動式標(biāo)簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(主動式標(biāo)簽)。,電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM):一般射頻識別系統(tǒng)主要采用EEPROM方式。這種方式的缺點是寫入過程中的功耗消耗很大,使用壽命一般為100,000次 鐵電隨機(jī)存取存儲器(FRAM): 與EEPROM相比,F(xiàn)RAM的寫入功耗消耗減小100倍,寫入時間甚至縮短1000倍。FRAM屬于非易失類存儲器。然而,F(xiàn)RAM由于生產(chǎn)方面的問題至今未獲得廣泛應(yīng)用。 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM): S
19、RAM能快速寫入數(shù)據(jù),適用于微波系統(tǒng),但SRAM需要輔助電池不間斷供電,才能保存數(shù)據(jù)。,標(biāo)簽:存儲方式,被動式標(biāo)簽(Passive Tag):因內(nèi)部沒有電源設(shè)備又被稱為無源標(biāo)簽。被動式標(biāo)簽內(nèi)部的集成電路通過接收由閱讀器發(fā)出的電磁波進(jìn)行驅(qū)動,向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)。 主動標(biāo)簽(Active Tag):因標(biāo)簽內(nèi)部攜帶電源又被稱為有源標(biāo)簽。電源設(shè)備和與其相關(guān)的電路決定了主動式標(biāo)簽要比被動式標(biāo)簽體積大、價格昂貴。但主動標(biāo)簽通信距離更遠(yuǎn),可達(dá)上百米遠(yuǎn)。 半主動標(biāo)簽(Semi-active Tag):這種標(biāo)簽兼有被動標(biāo)簽和主動標(biāo)簽的所有優(yōu)點,內(nèi)部攜帶電池,能夠為標(biāo)簽內(nèi)部計算提供電源。這種標(biāo)簽可以攜帶傳感器,可用
20、于檢測環(huán)境參數(shù),如溫度、濕度、是否移動等。然而和主動式標(biāo)簽不同是它們的通信并不需要電池提供能量,而是像被動式標(biāo)簽一樣通過閱讀器發(fā)射的電磁波獲取通信能量。,標(biāo)簽分類,體積小且形狀多樣:RFID標(biāo)簽在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制,不需要為了讀取精度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。 耐環(huán)境性:紙張容易被污染而影響識別。但RFID對水、油等物質(zhì)卻有極強(qiáng)的抗污性。另外,即使在黑暗的環(huán)境中,RFID標(biāo)簽也能夠被讀取。 可重復(fù)使用:標(biāo)簽具有讀寫功能,電子數(shù)據(jù)可被反復(fù)覆蓋,因此可以被回收而重復(fù)使用。 穿透性強(qiáng):標(biāo)簽在被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)包裹的情況下也可以進(jìn)行穿透性通訊。 數(shù)據(jù)安全性:標(biāo)簽
21、內(nèi)的數(shù)據(jù)通過循環(huán)冗余校驗的方法來保證標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。,RFID標(biāo)簽與條形碼相比的優(yōu)點?,2.3 RFID技術(shù)分析:頻率,RFID頻率是RFID系統(tǒng)的一個很重要的參數(shù)指標(biāo),它決定了工作原理、通信距離、設(shè)備成本、天線形狀和應(yīng)用領(lǐng)域等因素。RFID典型的工作頻率有125KHz、133KHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。按照工作頻率的不同,RFID系統(tǒng)集中在低頻、高頻和超高頻三個區(qū)域,低頻(LF)范圍為30kHz-300kHz,RFID典型低頻工作頻率有125kHz和133kHz兩個,該頻段的波長大約為2500m。低頻標(biāo)
22、簽一般都為無源標(biāo)簽,其工作能量通過電感耦合的方式從閱讀器耦合線圈的輻射場中獲得,通信范圍一般小于1米。除金屬材料影響外,低頻信號一般能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。 高頻(HF)范圍為3 MHz -30 MHz,RFID典型工作頻率為13.56MHz,該頻率的波長大概為22米,通信距離一般也小于1米。該頻率的標(biāo)簽不再需要線圈繞制,可以通過腐蝕活著印刷的方式制作標(biāo)簽內(nèi)的天線,采用電感耦合的方式從閱讀器輻射場獲取能量。,RFID頻率,超高頻(UHF)范圍為300MHz-3GHz,3GHz以上為微波范圍。采用超高頻和微波的RFID系統(tǒng)一般統(tǒng)稱為超高頻RFID系統(tǒng),典型的工作頻率為:433
23、MHz,860-960MHz,2.45GHz,5.8GHz,頻率波長大概在30厘米左右。嚴(yán)格意義上,2.45GHz和5.8GHz屬于微波范圍。 超高頻標(biāo)簽可以是有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽兩種,通過電磁耦合方式同閱讀器通信。通信距離一般大于1米,典型情況為4-6米,最大可超過10米。,RFID頻率(續(xù)),2.1 自動識別技術(shù) 2.2 RFID的歷史和現(xiàn)狀 2.3 RFID技術(shù)分析 2.4 RFID標(biāo)簽沖突* 2.5 RFID和物聯(lián)網(wǎng) 多個標(biāo)簽同時處于閱讀器識別范圍之內(nèi)或多個標(biāo)簽同時向閱讀器發(fā)送標(biāo)志信號時,將發(fā)生標(biāo)簽信號沖突。,本章內(nèi)容,2.4 RFID標(biāo)簽沖突,標(biāo)簽信號沖突:隨著閱讀器通信距離的增加其識
24、別區(qū)域的面積也逐漸增大,這常常會引發(fā)多個標(biāo)簽同時處于閱讀器的識別范圍之內(nèi)。但由于閱讀器與所有標(biāo)簽共用一個無線通道,當(dāng)兩個以上的標(biāo)簽同一時刻向閱讀器發(fā)送標(biāo)識信號時,信號將產(chǎn)生疊加而導(dǎo)致閱讀器不能正常解析標(biāo)簽發(fā)送的信號。這個問題通常被稱為標(biāo)簽信號沖突問題(或碰撞問題),解決沖突問題的方法被稱為防沖突算法(或防碰撞算法,反沖突算法)。 現(xiàn)有的基于時分多址防沖突算法可以分為基于ALOHA機(jī)制的算法和基于二進(jìn)制樹兩種類型,而這兩種類型又包括若干種變體。,純ALOHA防沖突算法 算法簡單,易于實現(xiàn),但信道利用率僅為18.4%,性能非常不理想。,基于ALOHA的防沖突算法,分時隙的ALOHA防沖突算法(S-
25、ALOHA),基于ALOHA的防沖突算法,S-ALOHA算法將純ALOHA算法的時間分為若干時隙,每個時隙大于或等于標(biāo)簽標(biāo)識符發(fā)送的時間長度,并且每個標(biāo)簽只能在時隙開始時刻發(fā)送標(biāo)識符。由于系統(tǒng)進(jìn)行了時間同步,S-ALOHA協(xié)議的信道利用率達(dá)到36.8%,是純ALOHA的兩倍。,基于幀的分時隙ALOHA防沖突算法(FSA),基于ALOHA的防沖突算法,在S-ALOHA基礎(chǔ)上,將若干個時隙組織為一幀,閱讀器按照幀為單元進(jìn)行識別。優(yōu)點在于邏輯簡單,電路設(shè)計簡單,所需內(nèi)存少,且在幀內(nèi)只隨機(jī)發(fā)送一次能夠更進(jìn)一步降低了沖突的概率。FSA成為RFID系統(tǒng)中最常用的一種基于ALOHA的防沖突算法。,Q算法,基
26、于ALOHA的防沖突算法,動態(tài)自適應(yīng)設(shè)置幀長度的算法可以解決FAS算法固定幀的局限性。目前流行的方法有兩種:一種根據(jù)前一幀通信獲取的空的時隙數(shù)目,發(fā)生碰撞的時隙數(shù)目和成功識別標(biāo)簽的時隙數(shù)目的數(shù)量估計當(dāng)前的標(biāo)簽數(shù)并設(shè)置下一幀的最優(yōu)的長度;另一種根據(jù)前一時隙的反饋動態(tài)調(diào)整幀長為2的整數(shù)倍,這種方法最具代表性的是EPCglobal Gen2標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)計的Q算法。,隨機(jī)二進(jìn)制樹,基于二進(jìn)制樹的防沖突算法,隨機(jī)二進(jìn)制樹算法要求每個標(biāo)簽維持一個計數(shù)器,計數(shù)器初始值設(shè)定為0。在每一個時隙開始時,如果標(biāo)簽的計數(shù)器為零則立即發(fā)送自己的標(biāo)識符號,否則該時隙不回復(fù)。凡是被成功識別的標(biāo)簽都處于沉默狀態(tài),對以后時隙的閱讀
27、器命令均不回復(fù)。 如果該時隙有沖突發(fā)生,發(fā)送表示符號的標(biāo)簽就會從0或1兩個數(shù)字中隨機(jī)選擇一個,并將其加到自己的計數(shù)器上。 整個識別過程就像是對二叉樹中序遍歷。,查詢二進(jìn)制樹,基于二進(jìn)制樹的防沖突算法,查詢二進(jìn)制樹算法是無狀態(tài)協(xié)議,不需標(biāo)簽內(nèi)部維持任何狀態(tài),標(biāo)簽只需根據(jù)閱讀器廣播的標(biāo)識符前綴作比較即可。 閱讀器內(nèi)部維持一個二進(jìn)制前綴,初始值為0。每一個時隙開始時,閱讀器廣播該二進(jìn)制前綴,電子標(biāo)簽將自己的標(biāo)識符號前幾位與此二進(jìn)制前綴進(jìn)行比較,若相同則立即發(fā)送標(biāo)識符號。 如果閱讀器探測到?jīng)_突發(fā)生,則在下次查詢中在原來的二進(jìn)制前綴后面增加0或1,重新查詢,如此循環(huán)直到識別完所有的標(biāo)簽。,2.1 自動識
28、別技術(shù) 2.2 RFID的歷史和現(xiàn)狀 2.3 RFID技術(shù)分析 2.4 RFID標(biāo)簽沖突* 2.5 RFID和物聯(lián)網(wǎng) 基于RFID標(biāo)簽對物體唯一標(biāo)識特性引發(fā)了對物聯(lián)網(wǎng)研究的熱潮。,本章內(nèi)容,2.5 RFID與物聯(lián)網(wǎng),基于RFID標(biāo)簽對物體的唯一標(biāo)識特性,引發(fā)了人們對實物互聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))研究的熱潮。 物聯(lián)網(wǎng)是通過給所有物品貼上RFID標(biāo)簽,在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上構(gòu)建所有參與流通的物品信息網(wǎng)絡(luò)。 物聯(lián)網(wǎng)的建立將對生產(chǎn)制造、銷售、運輸、使用、回收等物品流通的各個環(huán)節(jié)以及政府、企業(yè)和個人行為帶來深刻影響。 通過物聯(lián)網(wǎng),世界上任何物品都可以隨時隨地按需被標(biāo)識、追蹤和監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)被視為繼Internet后I
29、T業(yè)的又一次革命。,本章小結(jié),內(nèi)容回顧 本章對常見的自動識別方法和技術(shù)做了介紹,包括:光學(xué)符號識別技術(shù)、語音識別技術(shù)、生物計量識別技術(shù)、IC卡技術(shù)、條形碼技術(shù)和RFID射頻技術(shù) 本章重點講述了RFID技術(shù),包括RFID歷史和現(xiàn)狀、RFID技術(shù)剖析和RFID標(biāo)簽沖突問題。,本章小結(jié),重點掌握 光學(xué)符號識別技術(shù)的基本概念,語音識別的流程,虹膜識別的特點,指紋的整體特征和局部特征。 IC卡系統(tǒng)的構(gòu)成及分類方法。 條形碼的分類,一維條形碼的組成,條形碼模塊的概念;一維條形碼的基本參數(shù)及工作原理,二維條形碼與一維條形碼的比較,常見的一維條形碼和二維條形碼編碼。,本章小結(jié),重點掌握(續(xù)) RFID的概念與現(xiàn)狀。 RFID系統(tǒng)的組成,RFID標(biāo)簽的優(yōu)點和特點,RFID標(biāo)簽的存儲方式及分類,RFID系統(tǒng)的常見頻率及其優(yōu)缺點。 RFID標(biāo)簽沖突及防沖突算法的概念,防沖突算法分類,詳細(xì)描述基于幀的分時隙的ALOHA協(xié)議,Q協(xié)議、隨機(jī)二進(jìn)制樹協(xié)議和查詢二叉樹協(xié)議。以上各種協(xié)議的優(yōu)缺點。,Thank you!,
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