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斯科RFID智能柜實(shí)現(xiàn)換電站工具全生命周期溯源，權(quán)限管控、異常告警、電池編碼綁定，工具找回率99%

編碼方式、數(shù)據(jù)質(zhì)量和傳輸需求是信息技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸中不可或缺的要素。它們相互關(guān)聯(lián)、相互影響，共同決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎托Ч?。在?shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求和場景來選擇合適的編碼方式、確保數(shù)據(jù)質(zhì)量并滿足傳輸需求。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的是全球物品的信息實(shí)時(shí)共享，首先要做的就是實(shí)現(xiàn)全球物品的統(tǒng)一編碼，即是給任何地方生產(chǎn)的任何一件產(chǎn)品附上全球唯一的電子產(chǎn)品編碼(電子標(biāo)簽)。

眾所周知，RFID手持終端分為低頻(LF)，高頻(HF)和超高頻(UHF) 三種頻段。

中國物品編碼中心總工程師李建輝最近在不斷呼吁企業(yè)利用全球唯一標(biāo)識編碼，為物品建立主數(shù)據(jù)，并搭建可疊加數(shù)據(jù)的框架。

物聯(lián)網(wǎng)(IOT)設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵特性是其在低功耗無線鏈路傳送數(shù)據(jù)的能力。需要被發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)的敏感性質(zhì)意味著措施需要采取以固定鏈路。以及使用加密通信，竊聽的風(fēng)險(xiǎn)可以通過限制網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，并使用編碼方案，使位難以從隨機(jī)噪聲區(qū)分被降低。

符號時(shí)間的中間跳變在接收同步信號時(shí)非常重要，尤其當(dāng)多個(gè)卡片都處于RFID的閱讀器的操作范圍之內(nèi)時(shí)的防沖突檢測過程更為重要。然而

本文提出了一種單面緊湊、可完全印制的無芯片RFID雙極化標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。該標(biāo)簽利用具有相同諧振頻率且極化方向正交的“I”形貼片型半波偶極子諧振器，在雙極化平面波激勵(lì)下，同樣的固定頻帶內(nèi)被使用兩次，從而使編碼容量加倍，具有18位編碼容量。該標(biāo)簽具有容量大、尺寸小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)，適用于數(shù)據(jù)量大、對方向敏感，閱讀方向固定的應(yīng)用。

執(zhí)行器的獨(dú)特編碼可防止“感應(yīng)欺騙”(如門)——最多可串聯(lián)32個(gè)傳感器。

針對頻譜特征法在設(shè)計(jì)無芯片標(biāo)簽中面臨的編碼容量與標(biāo)簽尺寸的矛盾問題，提出了一種新型無芯片標(biāo)簽結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)的標(biāo)簽由介質(zhì)集成波導(dǎo)和位于表面貼片上的互補(bǔ)分裂環(huán)構(gòu)成。標(biāo)簽諧振頻率可通過調(diào)節(jié)互補(bǔ)分裂環(huán)內(nèi)外環(huán)的開口角度實(shí)現(xiàn)，其中外環(huán)負(fù)責(zé)大范圍的頻率粗調(diào)，內(nèi)環(huán)用于小范圍的頻率細(xì)調(diào)。標(biāo)簽工作于4 GHz～6 GHz頻率范圍，尺寸為25 mm×15 mm，編碼密度高達(dá)4.86 bit/cm2。通過仿真驗(yàn)證了與理論分析的一致性，相比傳統(tǒng)的無芯片標(biāo)簽，該結(jié)構(gòu)可以在不增大標(biāo)簽尺寸的前提下提高編碼容量，同時(shí)介質(zhì)集成波導(dǎo)為標(biāo)簽提供了高選擇性，使標(biāo)簽保持了較高的頻譜分辨率。

射頻識別技術(shù)(RFID)是近年迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),它利用射頻信號通過空間耦合實(shí)現(xiàn)非接觸式信息傳遞,達(dá)到自動(dòng)識別目的。RFID標(biāo)簽具有防水、防磁、可以在一定距離內(nèi)讀取數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn),標(biāo)簽存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)安個(gè)、可靠、具有可重復(fù)改寫等特點(diǎn)。由于無線射頻識別技術(shù)融合了無線定位、產(chǎn)品電子編碼和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),近年得到快速發(fā)展,廣泛用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、國防等領(lǐng)域,成為新一輪技術(shù)變革的催化劑。

標(biāo)簽由在矩形介質(zhì)板上蝕刻的多個(gè)按規(guī)律排列的直角型諧振器構(gòu)成，標(biāo)簽結(jié)構(gòu)對于多種極化方向的入射波都有著良好的穩(wěn)定性。同時(shí)提出了一種新的無芯片標(biāo)簽編碼方法，在不增加諧振器間相互耦合的前提下，使標(biāo)簽的編碼密度增加了一倍。相比于傳統(tǒng)的無芯標(biāo)簽，該標(biāo)簽具有尺寸小和編碼密度高等優(yōu)點(diǎn)，標(biāo)簽采用單層導(dǎo)體結(jié)構(gòu)能被直接印制在ID卡甚至紙張上。

提出了一種由水平和豎直方向上蝕刻的I型諧振體構(gòu)成的雙極化無芯RFID新型標(biāo)簽。采用雙極化編碼技術(shù)和頻移編碼技術(shù)設(shè)計(jì)了該種新型標(biāo)簽的編碼方法，實(shí)現(xiàn)了編碼容量加倍，同時(shí)在減少諧振單元的情況下，仍然可獲得更加理想的編碼容量。最后，設(shè)計(jì)了一個(gè)16 bit的雙極化無芯標(biāo)簽,通過仿真驗(yàn)證了其可行性，為無芯標(biāo)簽的研究提供了新的思路。

本文提出了一種基于有限的人工阻抗表面(AIS)的新型無芯片RFID濕度傳感器，無線傳感器使用低成本噴墨印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)在薄片銅版紙上制造，將圖案化的表面放置在金屬背襯的紙板層上。相對濕度信息以諧振峰值的頻移進(jìn)行編碼，相對濕度水平從50%到90%不等，頻移可達(dá)到270 MHz。

一家中國生產(chǎn)廠的裝料小車位置以前通過小車車輪上的編碼器確定。然而，由于加速和制動(dòng)過程中的滑動(dòng)，該位置信息變得越來越不準(zhǔn)確，因此必須進(jìn)行手動(dòng)位置校正?，F(xiàn)在，制造商使用裝料小車上的RFID標(biāo)簽和運(yùn)輸導(dǎo)軌上的讀寫頭來測量位置。這使得裝料小車能夠可靠地定位到裝料門前面。無論是IP67讀寫頭，還是堅(jiān)固可靠的標(biāo)簽，都不會(huì)被生產(chǎn)過程中的粉塵和高溫?fù)p壞。

本文結(jié)合RFID技術(shù)，在詳細(xì)分析電影數(shù)字母版介質(zhì)使用機(jī)制的基礎(chǔ)上，建設(shè)了基于超高頻RFID技術(shù)的電影數(shù)字母版介質(zhì)智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息安全管理要求，對電影數(shù)字母版介質(zhì)應(yīng)用過程的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并以編碼的形式存儲(chǔ)到RFID標(biāo)簽中，通過對電影數(shù)字母版介質(zhì)應(yīng)用軌跡的判斷，實(shí)現(xiàn)電影數(shù)字母版介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理。

具有自動(dòng)識別、非接觸式、可重復(fù)使用、安全性高等特征的RFID是EPC編碼體系最理想的物理載體，存有EPC編碼信息的RFID標(biāo)簽在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用，能有效解決目前服裝商品管理過程中存在的效率低、成本高等問題，實(shí)現(xiàn)服裝商品在設(shè)計(jì)制造、倉儲(chǔ)管理、銷售等環(huán)節(jié)上的信息共享、全過程管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

無線射頻辨識(RFID)技術(shù)是一種非接觸式的射頻辨識技術(shù)，利用讀取器(reader)讀取貼附于物體上的標(biāo)簽(tag)上編碼。每一個(gè)標(biāo)簽上的編碼都是唯一的，因此可以有效辨識環(huán)境中的對象。RFID逐漸取代需接觸讀取的條形碼(barcode)技術(shù)，成為辨識科技領(lǐng)域的主流，現(xiàn)今已廣泛的應(yīng)用在許多不同的領(lǐng)域中，例如：供應(yīng)鏈管理、醫(yī)療照護(hù)、門禁監(jiān)控等。

本文針對大規(guī)模RFID應(yīng)用和企業(yè)對其EPCIS進(jìn)行完全的訪問控制的需求，對EPCIS事件重新建模使之能夠描述供應(yīng)鏈活動(dòng)所產(chǎn)生的絕大部分事件，并提出一種新的分布式RFID發(fā)現(xiàn)服務(wù)．這種發(fā)現(xiàn)服務(wù)基于“跟蹤供應(yīng)鏈”模式，利用編碼解析服務(wù)(ONS)，在發(fā)起查詢時(shí)采用多個(gè)查詢流以提查詢效率，在返回結(jié)果時(shí)并行地直接返回給客戶端以縮減路由跳數(shù)．實(shí)驗(yàn)表明這種分布式RFID發(fā)現(xiàn)服務(wù)具有較高的效率和可用性．

針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中亟待解決的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題,提出了一種基于射頻識別(RFID)的三層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓縮模型。該模型將數(shù)據(jù)分為當(dāng)前數(shù)據(jù)層、臨時(shí)數(shù)據(jù)層和歷史數(shù)據(jù)層,利用每一層中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)匯總算法,最終實(shí)現(xiàn)RFID數(shù)據(jù)的壓縮存儲(chǔ)。在該模型的基礎(chǔ)之上,提出了針對路徑的編碼算法,用于對路徑進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該三層存儲(chǔ)模型可以有效地壓縮存儲(chǔ)RFID數(shù)據(jù),同時(shí)數(shù)據(jù)匯總算法具有較低的時(shí)間復(fù)雜度與較高的數(shù)據(jù)壓縮比。

針對基于聲表面波技術(shù)的射頻識別系統(tǒng)工作原理，提出利用COMSOL軟件進(jìn)行ZnO單晶材料射頻波標(biāo)簽特性研究，進(jìn)行多物理域耦合建模與仿真。提取出符合聲表面波特性的模態(tài)圖，得到正特征頻率和反特征頻率分別為268 MHz和275 MHz。通過對特征頻率的仿真分析，計(jì)算ZnO單晶的相速度達(dá)到2 715 m/s；通過頻率響應(yīng)分析，畫出標(biāo)簽位移與頻率之間的關(guān)系圖，獲得了標(biāo)簽的幅頻特性；最后討論脈沖幅度編碼對回波脈沖的影響。

下面給出了兩種主要基帶信號的編碼。

為了提高藥品供應(yīng)鏈管理的效率以及加強(qiáng)對藥品流通過程的監(jiān)管力度，提出將RFID技術(shù)應(yīng)用于藥品供應(yīng)鏈管理中。其創(chuàng)新之處在于提出了一種基于RFID技術(shù)的藥品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)解決方案，深入研究了基于RFID技術(shù)的藥品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)流程。結(jié)合我國巨大的藥品生產(chǎn)和消費(fèi)市場規(guī)模，發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的前景。

近年來，食品安全事件的頻發(fā)引發(fā)了消費(fèi)者對食品安全問題的關(guān)注與重視。作為生活必需品的蔬菜，其質(zhì)量安全問題也同樣受到了消費(fèi)者的質(zhì)疑。為了確保蔬菜質(zhì)量安全，實(shí)現(xiàn)對蔬菜全生命周期的監(jiān)控和管理，文章結(jié)合廣州市番禺區(qū)東升農(nóng)場實(shí)際情況，利用RFID技術(shù)從技術(shù)架構(gòu)、功能設(shè)計(jì)兩個(gè)方面構(gòu)建了一個(gè)蔬菜跟蹤追溯系統(tǒng)。通過對蔬菜種植―采收―加工―運(yùn)輸―銷售各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行編碼以及具體應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)了對蔬菜全生命周期的跟蹤與追溯，從而確保了蔬菜產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

在REID系統(tǒng)中，由于使用的電子標(biāo)簽常常是無源的，市無源標(biāo)簽需要在讀寫器的通信過程中獲得自身的能量供應(yīng)。為了保證系統(tǒng)的正常工作，信道編碼方式首先必須保證不能中斷讀寫器對電子標(biāo)簽的能量供應(yīng)。另外，作為保障系統(tǒng)可靠工作的需要，還必須在編碼中提供數(shù)據(jù)一級的校驗(yàn)保護(hù)，編碼方式應(yīng)該提供這T功能，并可以根據(jù)碼型的變化來判斷是否發(fā)生誤碼或有電子標(biāo)簽沖突發(fā)生。

文章介紹了RFID技術(shù)的分類、組成及基本原理，完成了基于T89C2051的RFID技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案，系統(tǒng)的介紹由低電壓、高性能的T89C 2051控制的無源應(yīng)答器和外置單電源供電的閱讀器組成。而無源應(yīng)答器所需的工作能量是從閱讀器發(fā)出的射頻波束經(jīng)空間高頻交變磁場耦合而獲取，再經(jīng)整流、濾波、存儲(chǔ)后來提供應(yīng)答器所需要的工作電壓。當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入發(fā)射天線覆蓋區(qū)域時(shí)，應(yīng)答器以耦合方式獲得能量；將自身編碼等信息通過發(fā)送天線發(fā)送出去，接收天線接收到信號，經(jīng)閱讀器對接收的信號進(jìn)行濾波放大后，由單片機(jī)控制發(fā)光二極管顯示。

物聯(lián)網(wǎng)射頻識別應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)黑客對RFID讀寫設(shè)備、電子標(biāo)簽所發(fā)射/反射的射頻信號實(shí)施技術(shù)偵察，通過對信號的調(diào)制與解調(diào)分析得到其基帶信息；運(yùn)用高速采樣設(shè)備接收信息碼流，分析驗(yàn)證信息幀的標(biāo)識、信道編碼的格式及協(xié)議流程；實(shí)現(xiàn)對偵察目標(biāo)的信息破解。繼而進(jìn)行電子標(biāo)簽的信息的冒充以及非法標(biāo)簽的制作，從中獲取利益。文中對物聯(lián)網(wǎng)黑客空中技術(shù)偵察手段進(jìn)行了針對性的分析，給射頻識別領(lǐng)域的信息安全做了普遍性的警示。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展與革新，從“智慧地球”到“感知中國”——物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)危機(jī)后期的制高點(diǎn)，甚至被譽(yù)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合了無線射頻識別技術(shù)(RFID)、無線定位、產(chǎn)品電子編碼(EPC)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將被廣泛應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、國防等領(lǐng)域。

本文介紹了一種超高頻RFID讀寫器基帶模塊的原理和設(shè)計(jì)方法。一句ISO/IEC18000-6協(xié)議，提出將單片機(jī)與FPGA相結(jié)合，重復(fù)利用兩者優(yōu)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。文中描述了單片機(jī)和FPGA協(xié)調(diào)工作的方法，著重闡述了編碼、譯碼、出錯(cuò)校驗(yàn)等模塊的原理和功能以及在FPGA中實(shí)現(xiàn)各模塊的方法。

1 引 言 　　射頻識別(RFID)技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識別技術(shù)，近年來在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。目前，我國開發(fā)的RFID產(chǎn)品普遍基于中低頻，如二代身份證、票證管理等。在超高頻段我國自主開發(fā)的產(chǎn)品較少，難以適應(yīng)巨大的市場需求以及激烈的國際競爭。超高頻(UHF)標(biāo)簽是指工作頻率在860～960 MHz的RFID標(biāo)簽，具有可讀寫距離長、閱讀速度快、作用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于物流管理、倉儲(chǔ)、門禁等領(lǐng)域。為適應(yīng)市場需求，本文以EPC C1G2協(xié)議為主，ISO/IEC18000.6為輔，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于超高頻標(biāo)簽的數(shù)字電路。 　　2 UHF RFID標(biāo)簽的工作原理 　　射頻識別系統(tǒng)通常由讀寫器(Reader)和射頻標(biāo)簽(RFID Tag)構(gòu)成。附著在待識別物體上的射頻標(biāo)簽內(nèi)存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，作為待識別物品的標(biāo)識性信息。讀寫器可無接觸地讀出標(biāo)簽中所存的電子數(shù)據(jù)或者將信息寫入標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)對各類物體的自動(dòng)識別和管理。讀寫器與射頻標(biāo)簽按照約定的通信協(xié)議采用先進(jìn)的射頻技術(shù)互相通信，其基本通訊過程如下。 　　(1)讀寫器作用范圍內(nèi)的標(biāo)簽接收讀寫器發(fā)送的載波能量，上電復(fù)位; 　　(2)標(biāo)簽接收讀寫器發(fā)送的命令并進(jìn)行操作; 　　(3)讀寫器發(fā)出選擇和盤存命令對標(biāo)簽進(jìn)行識別，選定單個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行通訊，其余標(biāo)簽暫時(shí)處于休眠狀態(tài); 　　(4)被識別的標(biāo)簽執(zhí)行讀寫器發(fā)送的訪問命令，并通過反向散射調(diào)制方式向讀寫器發(fā)送數(shù)據(jù)信息，進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此后不再對讀寫器應(yīng)答; 　　(5)讀寫器對余下標(biāo)簽繼續(xù)搜索，重復(fù)(3)、(4)分別喚醒單個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行讀取，直至識別出所有標(biāo)簽。 　　3 UHF RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)規(guī)格 　　UHF RFID標(biāo)簽的示意圖如圖1所示，由模擬和數(shù)字兩部分組成。模擬電路主要包括天線、喚醒電路、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、包絡(luò)檢波電路、解調(diào)電路和反射調(diào)制電路;數(shù)字部分主要實(shí)現(xiàn)EPC通信協(xié)議，識別讀寫器發(fā)出的命令并執(zhí)行，如實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽閱讀時(shí)的防沖突方法、執(zhí)行讀寫器發(fā)送的讀寫命令、實(shí)現(xiàn)讀寫器和標(biāo)簽的通訊過程以及對輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼等。協(xié)議規(guī)定的標(biāo)簽系統(tǒng)規(guī)格如表1所示。 　　 　　圖1 UHF RFID標(biāo)簽的示意圖 　　表1 UHF RFID標(biāo)簽系統(tǒng)規(guī)格 　　 　　4 標(biāo)簽數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法 　　4.1 電路的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　經(jīng)過對協(xié)議內(nèi)容的深入研究，本文采用Top.down的設(shè)計(jì)方法，首先對電路功能進(jìn)行詳細(xì)描述，按照功能對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分;再用VHDL硬件描述語言進(jìn)行RTL代碼設(shè)計(jì)并進(jìn)行功能仿真;功能驗(yàn)證正確后，采用EDA工具，

根據(jù)超高頻RFID國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議EPC GEN2中的規(guī)定，基于ARM9芯片S3C2440提出一種適用于超高頻讀寫器的PIE編碼以及MILLER2解碼的實(shí)現(xiàn)方式。設(shè)計(jì)中使用該芯片的PWM輸出進(jìn)行編碼，并使用其外部中斷進(jìn)行解碼。通過分析示波器捕捉到的MILLER2波形以及串口打印的解碼輸出，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的正確性。

射頻識別是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，他通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識別系統(tǒng)由閱讀器和應(yīng)答器(標(biāo)簽)構(gòu)成。當(dāng)他工作時(shí)，閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理[1]。高頻功率放大器是閱讀器的關(guān)鍵部件，主要功能是對標(biāo)簽信號的返回信號進(jìn)行功率放大。