射频识别技术RFID毕业论文.docx
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射频识别技术RFID毕业论文
内蒙古工业大学本科毕业论文
摘要
RFID作为自动识别技术的杰出代表，具有识别距离远、环境适应性强、数据存
储量大、可同时识别多个物体等诸多优势,已被广泛应用于工业、零售、物流、交通
等多个领域。
本文介绍了RFID技术的组成部分、工作原理，研究了RFID技术以其自
身的特点和优势，分析RFID技术目前在国内外的发展应用状况和技术存在的问题，
并研究分析了RFID标签在的印刷制作中的技术、工艺要点与发展趋势。
本文重点分析
研究RFID技术在交通领域、零售业领域、信息管理领域的应用，通过用VB设计车辆
通过ETC时RFID系统工作的模拟过程的程序，展示RFID在为我们生活带来的多种功能。
最后对RFID技术的应用功能等进行总结，对其未来的发展趋势以及将对社会经济发
展产生的积极影响进行了展望和预测，更加明确RFID技术应用和发展的方向及其广
阔的市场前景。
关键字：
RFID技术；交通；ETC；印刷；图书馆
内蒙古工业大学本科毕业论文
Abstract
Beinganexcellentrepresentativeofautomaticidentificationtechnology,RFIDhasa
recognitiondistance,strongenvironmentadaptability,largedatastoragecapacity,can
identifymultipleobjectsatthesametime,andmanyotheradvantages,iswidelyusedin
industrial,retail,logistics,transportationandotherfields.Thispaperintroducesthe
componentandworkingprincipleofRFIDtechnology,RFIDtechnologyisstudied,with
itsowncharacteristicsandadvantages,analysesthedevelopmentandapplicationofRFID
technologyatpresent,bothathomeandabroadandtheproblemsoftechnology.Research
analysisoftheRFIDtagintheprintingproductiontechnology,technologyand
developmenttrend.ThispapermainlyanalysisandresearchofRFIDtechnologyinthe
fieldoftransportation,retailingfield,applicationinthefieldofinformationmanagement.
UsingVisualBasictodesignthevehiclethroughtheETCofRFIDsystemsimulation
program,displayofRFIDinlifefromavarietyoffunctionsforus.Finallysummarizeson
theapplicationofRFIDtechnology,etc,foritsfuturedevelopmenttrend,andwillhavea
positiveimpactonsocialandeconomicdevelopmentisdiscussedandforecast,themore
cleartheRFIDtechnologyapplicationandbroadmarketprospectanddevelopment
direction.
Keywords:
RFIDtechnology;Library;TheETC;Thetraffic;Printing
1
内蒙古工业大学本科毕业论文
第一章
RFID技术简介.......................................................................................................
4
1.1
RFID定义及其分类................................................................................................
4
1.2
RFID系统构成与工作过程....................................................................................
6
1.3
RFID技术特点........................................................................................................
7
1.4
RFID技术发展现状................................................................................................
9
1.4.1
国内发展现状................................................................................................
9
1.4.2
国外发展现状..............................................................................................
10
1.4.3RFID技术存在的问题.................................................................................
10
1.5
RFID标签的制作..................................................................................................
11
1.5.1
天线印制......................................................................................................
11
1.5.2
表面印制......................................................................................................
12
第二章RFID技术的应用.................................................................................................
14
2.1
交通领域................................................................................................................
14
2.1.1
高速公路应用..............................................................................................
14
2.1.2
铁路..............................................................................................................
19
2.1.3
城市交通（补充）......................................................................................
20
2.2
零售业领域——沃尔玛........................................................................................
20
2.3RFID在图书馆的应用...........................................................................................
22
2.3.1
图书馆应用RFID优势...............................................................................
23
2.3.2
图书馆应用RFID存在的问题...................................................................
24
2.4
医疗领域................................................................................................................
24
2.4.1
体温监测......................................................................................................
24
2.4.2安全用药.............................................................................................................
25
2.4.3
病人动向追踪..............................................................................................
25
2.4.4
医疗废弃物管理..........................................................................................
25
2.4.5
新生儿安全管理..........................................................................................
26
第三章RFID技术及应用发展趋势.................................................................................
27
3.1
系统技术趋势........................................................................................................
27
3.1.1RFID标签趋势.............................................................................................
27
3.1.2
高频化..........................................................................................................
27
2
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3.1.3网络化28
3.1.4多能化28
3.1.5数据处理能力更强28
3.2市场应用趋势29
3.2.1市场产值更高29
第四章展望与总结30
参考文献33
3
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第一章RFID技术简介
RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别技术，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。
是20世纪90年代兴起的一项新型自动识别技术，它成功地将射频技术与微电子技术及IC卡技术结合起来，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。
被称为21世纪最具发展的信息技术之一。
RFID技术自在二战中为识别敌我飞机应用已有60年，随着技术的不断进步，尤其是电子网络的飞速发展，使得RFID技术得到了很大的发展，与之相关产品的种类将越来越丰富，应用也越来越广泛。
RFID作为自动识别技术的杰出代表，具有识别距离远、
环境适应性强、数据存储量大、可同时识别多个物体等诸多优势,已被广泛应用于工业、零售、物流、交通等多个领域。
它涉及到电子通信技术、材料科学、微波技术、计算机软件、印刷技术等许多领域，技术综合性强，应用空间广阔，与各行各业和我们的生活有着千丝万缕的联系。
RFID标签与传统标签相比，它在标签领域中属高新技术产品，在一些高科技领域中扮演着重要角色，在一些领域将逐步替代传统的产品标签和条形码。
特别是在国民经济结构调整、社会运用信息技术提高经济运行效益和质量的形势下，RFID技术将会逐渐应用到社会经济、生活的方方面面，发挥越来越大的作用。
1.1RFID定义及其分类
无线射频识别技术，俗称RFID。
它透过无线电波做到非接触的快速信息交换与存
技术，通过无线通讯（WirelessCommunication）结合资料存取技术（Information
Technology），再连结资料库系统，实现非接触式的双向通信，达到识别的目的，并
进行数据交换，形成一个非常庞大且串联在一起的系统。
在这个识别系统中，读写器
和电子标签之间的通信通过电磁波来实现。
按照通信距离，可以划分为近场和远场。
相应的，读写器和电子标签之间的数据交换方式也被划分为负载调制和反向散射调
制。
RFID标签主要构成是：
微型天线和半导体芯片。
将微型天线和芯片以某种形式封
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装在一起，有源标签还会连接电池，即构成一个完整的RFID标签。
的几个主要模块集
成到一块芯片中，完成与读写器的通信，芯片上有内存部分用来储存识别号码或其它
数据信息：
通常内存容量为几个比特到几十千比特。
微型天线通常是一圈金属线圈。
如图
图1-1
对RFID标签的分类，通常根据RFID标签有无工作电源和工作频段两种来分。
根据电源分为有源、无源和半有源三类，也称主动式、被动式和半主动式，不同类型标签
其工作原理也是不同的。
有源RFID标签是向读写器发射无线电波，读写器收到信息也以无线电波的形式反馈，将新的信息写入标签，完成信息交换，工作频率很高；无源
RFID标签是在其内部有微型天线，在读写器工作区域内，收到读写器发出的电磁波，
利用磁电互感原理在产生感应电流并发出电磁波信号，进行数据的交换，工作频率较低，目前我们生活中常见的RFID标签基本都是无源的；半有源标签有高频和低频两个工作频段，同时具备两种标签的技术特点。
常见有源标签与无源标签的性能对比见表1-1。
表1-1
有源标签与无源标签性能对比
识别范围
使用寿命
价格
有源标签
100m
2-4年
高
无源标签
3-5m
较长
低
根据工作频率，RFID可分为低频、中频、高频和微波频段。
低频标签工作在
100-500KHz，用于短距离、低成本的应用，如门禁控制、货物跟踪、动物管理等；
高频标签工作在10-15MHz，应用在门禁控制和需要传输大量数据的应用；超高频标
签工作在850-950MHz,应用于长距离、高速读写的场合，如火车监控、高速公路收费
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系统等；微波标签工作在2.4-5GHz，距离更长，读写速度更快。
不同的工作频率，
工作的范围也是不同的。
具体性能见表1-2。
表1-2不同频段标签的识别范围
低频高频超高频微波频段
识别范围45cm1-3m3-9m3m
对于RFID标签的识别距离主要取决于工作频率的高低、阅读器的功率输出和天
线结构，天线结构又要更具应用、阅读期间的环境、工作频率来定。
标签的内部电源
则可以显著延长识别距离。
1.2RFID系统构成与工作过程
射频技术涉及射频信号的编码、调制、传输、解码等多个方面。
将射频技术用
于自动识别系统中，就构成了射频识别系统。
RFID射频识别系统主要由RFID标签、计算机数据处理系统和标签读写器终端组成，如图1-2所示。
图1-2
RFID标签安装或粘贴在物品上，并记载详细的物品信息。
标签读写器会在一定
范围内不断地发射出无线电波，形成电磁场，RFID标签经过这个区域时检测到读写器
的信号后，标签内的芯片对接收到的信号进行解码并做出应答，应答信号同样以无线
电波的方式将内部存储信息传送给读写器；读写器接收到射频标签发送的信号，解码
并校验数据的准确性。
标签读写器接受并反馈信息，控制与RFID标签的通信，直到完
成对标签内部数据的读取；最后标签读写器将RFID标签承载的信息通过网络等方式传
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内蒙古工业大学本科毕业论文
递给计算机数据处理系统，实现对物体信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
RFID标签将无线电能转换成稳定电源给内部的IC芯片，IC芯片读取接收到的信号，解码后做出应答，并同样以电磁波的形式将信息传送到标签读写器；标签读写器分析标签反馈的信息，并控制与RFID标签的通信，直到完成对标签内部数据的读取；最后标签读写器将RFID标签承载的信息通过网络等方式传递给计算机数据处理系统，实现对目标物体的信息采集、处理及远程传送等管理功能。
最基本的RFID系统由标签（Tag）、读写器（Reader）、天线（Antenna）三部分组成。
最常见的射频识别系统的工作过程是：
读写器在一个区域发射无线电波形成电磁场，射频标签经过这个区域时检测到读写器的信号后发送储存的数据，读写器接收射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性以达到识别目的。
功率放大电路调制电路功率放大电路
天线
外部程序/数
微控制器/
射频放大电路
据存储器
解调电路
微处理器
接口电路
RFID阅读器工作过程
1.3RFID技术特点
①数据的读写功能。
RFID标签通过阅读器，不需要直接接触，在一定距离内就
能够通过电磁波的形式与RFID系统实现数据的交换。
它的读取速度快速，可以同时
读取多个标签，无需人工干预，具有很强的穿透性，还可以将物流状态写入标签，供
下一段物流处理的读取判断之用。
而且数据的重复读写可以是RFID标签重复使用，
降低其应用的单位成本。
②小型化和多样化。
RFID在读取上不收储存大小和形状的限制，不需要为了读
取精确度而配合特定的基材、固定的尺寸及印刷品质。
此外，RFID标签更可以向小
型化、多样化、智能化发展，以满足不同类型产品的要求。
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③耐环境性好。
纸张等标签沾上脏污字符，就会看不清楚，丢失信息，但RFID标签对水、油和有机溶剂及其他脏污物却又有很好的耐受性，还具有耐高温、防磁性的特点。
即使在黑暗中或被污染的环境下，仍可以读取数据。
④数据记忆容量大。
随着社会不断发展，未来物品所需要携带的信息量也越来越
大，这是传统标签所无法胜任的，这种携带大量信息的任务，只有RFID标签才能胜任。
一个RFID标签存储数据的大小为12字节～4兆，并随着芯片制作技术的提高，数据存储量还会得到提升。
⑤可连接互联网。
依靠强大的RFID系统的支持，以RFID技术为基础形成物流网，实现物资全资可视、空间定位与跟踪的实时监控功能，在物流日益发达的今天，RFID在物流中发挥的作用是毋庸置疑的，尤其是对一些特殊物品、重要设备管理和交通管理领域等。
⑥防伪性能高。
RFID的工作原理和大容量的信息量，难以复制，防伪性能较高。
随着社会个人的信息量不断增多，对个人信息的保护也将越来越收到重视。
因为银行卡采用磁条的信息读取技术而造成信息泄露，将来要改用RFID的芯片卡的趋势可见一斑。
由此可见RFID技术拥有自己非常突出的特点，他与其他识别技术比较有自己独特的优势，如下表
表：
常见自动识别技术比较
识别统参
条码
光学
语音
图像识
磁卡
智能卡
射频识
数
字符
识别
别
别
信息载体
纸或物质
物质
－
－
磁条
EEPROMEEPROM
表面
表面
信息量
小
小
大
大
较小
大
大
数据密度
小
小
高
高
很高
很高
很高
读写性能
R
R
R
R
R/W
R/W
R/W
读取方式
CCD或激
光电
机器
机器识
电磁转
电擦写
无缝通
光束扫描
转换
识读
读
换
信
读取距离
近
很近
很近
很近
接触
接触
远
识别速度
低
低
很低
很低
低
低
很快
使用寿命
一次性
较短
－
－
短
长
很长
8
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识别统参
条码
光学
语音
图像识
磁卡
智能卡
射频识
数
字符
识别
别
别
人工识读
受约束
简单
不可
不可
不可
不可
不可
性
保密性
无
无
好
好
一般
好
好
环境适应
不
升级会员 