物联网RFID技术中，(49）用于识别距离小、成本低、价格低廉的物品。

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第49题

知识点：物联网RFID关键技术 RFID 物联网

章/节：物联网运维

物联网 RFID技术中，(49）用于识别距离小、成本低、价格低廉的物品。

A. 有源EPC标签

B. 无源EPC标签

C. 高频EPC标签

D. 超高频EPC标签

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95%

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知识点讲解
· 物联网RFID关键技术 · RFID · 物联网

物联网RFID关键技术

射频识别技术（RFID）的系统逻辑结构由EPC标签、读写器和Savant中间件、ONS服务器、EPCIS等组成，如下图所示。

RFID技术原理

RFID系统对于物品进行信息检索的部件是：Savant中间件；EPCIS（EPC Information System）；ONS（Object Name Service）服务器。其中Savant是连接RFID读写器和Internet的处理软件。EPCIS是提供与ID相关联信息的服务器。ONS服务器用来解析EPC ID与对应的EPCIS服务器，起到类似互联网中DNS（Doman Name Server）的作用。其处理流程如下：一旦Savant检测到特定的ID以后，便向ONS服务器查询相应于ID的EPCIS服务器的地址。然后，根据得到的地址去查询EPCIS服务器，便可得到ID所对应的物品的准确信息。

EPC标签是RFID系统的标识和部分数据载体，EPC标签由标签专用芯片和标签天线（耦合元件）组成。依据供电方式的不同，EPC标签可以分为有源EPC标签（又称主动标签）、无源EPC标签（又称被动EPC标签）和半有源EPC标签（又称半主动EPC标签）。有源EPC标签内装有电池，无源射频标签内部没有安装电池，半有源EPC标签的电路部分依靠电池工作，其他部分均处于休止状态。有源EPC标签和半有源EPC标签支持距离大，成本高，适合比较昂贵的物品；无源EPC标签识别距离小，成本低，适合价格低廉的物品。

EPC标签依据频率的不同可分为低频EPC标签、高频EPC标签、超高频EPC标签和微波EPC标签，不同频段的产品会有不同的特性。

EPC标签依据封装形式的不同可分为纸状标签、玻璃管标签、线形标签、圆形标签、信用卡标签及特殊用途的异形标签等。

EPC（Electronic Product Code，即为电子产品代码）唯一的信息载体是EPC标签。可实现二进制96位信息存储，其容量之大可以为全球每类产品的每个单品都能分配一个标识身份的唯一电子代码。形象地说，给它们上了“户口”。EPC的提出为每件物品都享有唯一的信息通信地址创造了条件，从而使得物理世界与信息世界连接起来。通过粘贴EPC标签使得普通物品成为物联网终端。

读写器是实现对EPC标签进行信息数据读取或写入的设备。读写器按照设置方式，可以分为手持移动读写器和固定读写器；按照读写功能可以分为阅读器、编程器和读写器。阅读器只具有从EPC标签中读取数据的功能。编程器只具有向EPC标签写入数据的功能。读写器兼具数据的读取和写入的功能。

RFID系统架构如下图所示，EPC标签与RFID读写器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合。在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。发生在RFID读写器和EPC标签之间的耦合类型有两种：半无源或无源标签的电感耦合和有源标签的耦合。

RFID系统架构

手持移动读写器通过无线接入点（AP），固定读写器直接接入后台通信网络，然后与Savant系统相连。手持移动读写器支持WiFi或ZigBee等窝蜂通信协议，可以实现无缝通信连接。

神经网络系统（Savant中间件）。Savant是一种分布式操作软件，负责管理和传送EPC码相关数据。它是处于读写器和局域网与Internet之间的中间件，负责数据缓存、数据过滤、数据处理等功能。EPC数据经过Savant处理后，传送给局域网和Internet。其分布式结构主要体现在以层次化进行组织和管理数据。每一层次上的Savant系统将收集、存储和处理信息，并与其他的Savant系统进行信息交流，具有数据校对、读写器协调、选择数据传送、数据存储和任务管理的功能。首先处于网络边缘的Savant系统，直接与读写器进行信息交换，对漏读或误读的信息进行校对，接着对多个读写器传输过来的同样的EPC码信息进行冗余过滤。对从读写器采集到的数据进行预处理后，会将这些数据缓存起来。对特殊应用的供应链进行查询以了解需要将什么样的信息在供应链上、下进行传递，它将只传输必要的信息，对其他信息进行过滤，以减轻网络传输压力。Savant的任务管理是指单个Savant系统实现的用户自定义的数据监控管理。比如，一个仓库的Savant系统可以通过独自编写程序实现当仓库中的某种商品数量降低到阈值时，会给仓库管理员发出告警提醒。

对象名解析服务（ONS）。EPC编码中有两种信息：嵌入式信息和物品的参考信息，物品的参考信息存储在厂家维护的EPC信息服务器中，Savant读取到EPC码之后，需要在局域网或Internet上利用ONS服务器来找到对应的物品的EPC信息服务器，然后利用物品ID在这个厂家维护的产品信息服务器中获取该件产品的参考信息。最后回传给Savant中间件。

EPC信息服务器（EPCIS）与物理标记语言（PML）。EPC信息服务器由产品制造商来维护，内部存放了产品制造商生产的所有物品相关数据信息的PML文件。PML（Phisical Markuped Language，物理标记语言）由XML扩展而来，PML适合在物联网中进行数据的通信，它可能成为物联网数据通信的标准。PML由PML核和PML扩展两部分组成。PML核用来记录从底层设备获取到的物品的信息，比如：位置信息、成分信息和其他感知信息。PML扩展用于记录其他各种附加信息。PML扩展包括多样的编排和流程标准，使数据交换在组织内部和组织之间发生。

RFID

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）又称电子标签，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无须识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。该技术是物联网的一项核心技术，很多物联网应用都离不开它。

物联网

物联网概念及关键技术

（1）物联网概念。物联网（IoT: Internet of Things）即“物物相联之网”，指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物与物、人与物进行智能化连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴网络。从计算机的协同处理来划分，可分为独立计算、互联网和物联网时代，如下图所示。

物联网时代的划分图

物联网不是一种物理上独立存在的完整网络，而是架构在现有互联网或下一代公网或专网基础上的联网应用和通信能力，是具有整合感知识别、传输互联和计算处理等能力的智能型应用。

物联网概念的3个方面：

.物：客观世界的物品，主要包括人、商品、地理环境等。

.联：通过互联网、通信网、电视网以及传感网等实现网络互联。

.网：首先，应和通信介质无关，有线无线都可。其次，应和通信拓扑结构无关，总线、星型均可。最后，只要能达到数据传输的目的即可。

（2）物联网架构。物联网从架构上面可以分为感知层、网络层和应用层，如下图所示。

物联网架构

感知层：负责信息采集和物物之间的信息传输，信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、RFID射频技术、音视频等多媒体信息，信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。是实现物联网全面感知的核心能力，是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题。

网络层：是利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输，广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施，是物联网三层中标准化程度最高、产业化能力最强、最成熟的部分，关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络。

应用层：提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集，关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发。

各个层次所用的公共技术包括编码技术、标识技术、解析技术、安全技术和中间件技术。

（3）物联网关键技术。感知层作为物联网架构的基础层面，主要是达到信息采集并将采集到的数据上传的目的，感知层主要包括：自动识别技术产品和传感器（条码、RFID、传感器等），无线传输技术（WLAN、Bluetooth、ZigBee、UWB），自组织组网技术和中间件技术，如下图所示。

物联网关键技术设备

物联网应用

物联网的产业链（如下图所示）包括传感器和芯片、设备、网络运营及服务、软件与应用开发和系统集成。作为物联网“金字塔”的塔座，传感器将是整个链条需求总量最大和最基础的环节。将整体产业链按价值分类，硬件厂商的价值较小，占产业价值大头的公司通常都集多种角色为一体，以系统集成商的角色出现。

物联网产业链

（1）智能微尘：智能微尘（smart dust）（2001，美国国防部计划）是指具有电脑功能的一种超微型传感器，它可以探测周围诸多环境参数，能够收集大量数据，进行适当计算处理，然后利用双向无线通信装置将这些信息在相距1000英尺的微尘器件间往来传送。智能微尘的应用范围很广，除了主要应用于军事领域外，还可用于健康监控、环境监控、医疗等许多方面。

（2）智能电网：物联网技术在传感技术、电网通信整合、安全技术和先进控制方法等关键技术领域助力美国新一代智能电网的建设，使配电系统进入计算机智能化控制的时代，以美国的可再生能源为基础，实现美国发电、输电、配电和用电体系的优化管理。

（3）智慧物流：大型零售企业沃尔玛，拥有全美最大的送货车队，车辆全部安装了综合了GPS卫星定位、移动通信网络等功能的车载终端，调度中心可实时掌握车辆及货物的情况高效利用物流资源设施，使沃尔玛的配送成本仅占销售额的2%，远低于同行高达10%甚至20%的物流成本。提高物流效率，实现物流的全供应链流程管理支持。

（4）智能家居：提供基于网络的通信，进行家居和建筑的自动化控制和外部共享信息，应用包括家庭安防类、信息服务类和家电设备管理等应用。

（5）智能交通：瑞典在解决交通拥挤问题时，通过使用RFID技术、激光扫描、自动拍照和自由车流路边系统，自动检测标识车辆，向工作进出市中心的车辆收取费用。提供汽车信息服务，支持交通管理，车辆控制和安全系统，公共交通管理，商用车运营管理，交通应急管理以及出行和交通需求管理等领域。

（6）智慧农业：荷兰阿姆斯特丹对城市建筑有另一个层面的应用，即利用城市内废弃建筑的多层结构提高种植面积，并利用物联网的感知与智能技术就地改造建筑内的LED照明设备与供水排水管道，形成自动根据天气条件补充光照与水分的城市农业。整合新型传感器技术，全流程的牧业管理和支持精细农业，应用涉及食品安全溯源，环境检测等应用。

（7）环境保护：环境监测、河流区域监控、森林防火、动物监测等应用。

（8）医疗健康：基于RFID技术的医疗健康服务管理，应用涉及医疗健康服务管理，药品和医疗器械管理以及生物制品管理等应用。

（9）城市管理：应用物联网支撑城市综合管理，实现智慧城市。

（10）金融服务保险业：依靠物联网支撑金融和保险行业体系，实现便捷和健壮的服务，应用涉及安全监控，手机钱包等。

（11）公共安全：主要应用于机场防入侵，安全防范，城市轨道防控，城市公共安全等方面。

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