文档介绍：第三章 物联网的关键技术和相关技术
第三章 目录
物联网的关键技术及技术难点
物联网的相关技术
物联网的感知实现
现阶段物联网的安全特点及安全模型
物联网关键技术的提出
2005年,国际电联发表了一份题为《物联网》的报告,在该报告中指出物联网主要有四个关键性的应用技术:RFID技术,无线传感器网络,智能技术,纳米技术。
RFID技术
定义:
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种应用于信息采集系统的非接触式自动识别技术,它通过无线射频方式自动识别目标对象、获取相关数据信息,实现对RFID标签的信息获取。
RFID技术的发展历程
年代
进展
1940-1950年
雷达的改进和应用催生了射频识别技术,1948年奠定了射频识别技术的理论基础。
1950-1960年
早期射频识别技术的探索阶段,主要处于实验室试验阶段。
1960-1970年
射频识别技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。
1970-1980年
射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期,各种射频识别技术的测试得到加速,出现了一些最早的射频识别应用。
1980-1990年
射频识别技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。
1990-2000年
射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别技术得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2000年至今
射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。
RFID系统的构成:电子标签+读写器
目前广泛使用的RFID系统主要由存储物品数据信息的电子标签、用于识读及写入标签数据的读写器两部分构成。
电子标签由专用芯片和标签天线或线圈组成,通过电感耦合或电磁反射原理与读写器进行通信。电子标签分为被动标签和主动标签两种,主动标签自身带有电池供电,读写距离较远、体积较大,与被动标签相比成本更高,也称为有源标签;被动标签在阅读器产生的磁场中获取工作所需的能量,成本很低且具有很长的使用寿命,比主动标签更小、更轻,读写距离则较近,也称为无源标签。一般来说,无源标签是取代条形码标签的主要发展方向,有源标签则因为其长距离识别的优势,主要应用于大型的高速运动物体标识的识别,如机动车的跟踪和识别,动物或人类身份的跟踪和识别。
被动电子标签的内部结构
电子标签内的专用芯片由高速的射频接口、控制单元、EEPROM三个模块组成,其中的EEPROM用来存储识别码(EPC)或其它数据,控制单元用来控制数据的接收与发送,芯片外围连接电感线圈(主动电子标签连接天线和电池)。
标签天线
在电子标签和读写器进行通信的过程中,天线起到了重要的作用,标签天线的性能对提高RFID系统的性能有着重要的意义。近年来,标签天线技术取得了较大的进展,各种新技术和新材料的应用使标签天线的性能得到了较大的提升。
防金属技术
小型化技术
(1)分形天线
(2)偶极子天线
(3)倒F天线
材料技术
标签天线的发展方向
低成本
构造低成本电子标签的关键在于降低天线的成本。随着信息技术的进一步发展和应用领域的扩大,标签天线的成本还有望大幅降低。
一体集成化
将标签天线和标签芯片集成在一起,成为了标签天线技术发展的主要趋势之一。
智能化
OMRON开发了一种新型的天线技术,可以直接控制读写器发射出来的电磁波束的方向,这样就可以避开环境或阻挡物的影响,以达到最好的效果。近年来,电子标签智能天线的研究也日渐受到重视。