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基于RFID技術(shù)的身份識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2011-06-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 引言

  是RadioFrequencyIdentification的縮寫,即射頻[1],俗稱電子標(biāo)簽。射頻是一種非接觸式的自動(dòng)[2-3],它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,操作快捷方便。

  埃森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家弗格森認(rèn)為RFID是一種突破性的技術(shù):“第一,可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體,而不是象條形碼那樣只能識(shí)別一類物體;第二,其采用無(wú)線電射頻,可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù),而條形碼必須靠激光來(lái)讀取信息;第三,可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀,而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。此外,存儲(chǔ)的信息也非常大。”

  此,我們開發(fā)了一個(gè)無(wú)線識(shí)別,用于對(duì)進(jìn)出房間者進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

  1RFID的基本組成及特點(diǎn)

  1.1RFID的基本組成

  最基本的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(Tag)、閱讀器(Reader)和天線(Antenna)三部分組成[4-5]。如圖1所示。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/156185.htm


圖1RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)基本組成部分

  電子標(biāo)簽:電子標(biāo)簽也稱作智能標(biāo)簽,它是指由IC芯片和無(wú)線通信天線組成的超微型的小標(biāo)簽,其內(nèi)置的射頻天線用于和閱讀器進(jìn)行通信。由耦合元件及芯片組成,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼(EPC),附著在要標(biāo)識(shí)的目標(biāo)物體上。閱讀器:閱讀器又稱讀頭、讀寫器等,它在RFID系統(tǒng)中扮演著重要的角色,主要負(fù)責(zé)與電子標(biāo)簽的雙向通信,同時(shí)接受來(lái)自主機(jī)系統(tǒng)的控制指令。閱讀器的頻率決定了RFID系統(tǒng)工作的頻段,其功率決定了身頻識(shí)別的有效距離。閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置,是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由射頻接口、邏輯控制單元和天線3部分組成。

  1.2RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

  RFID技術(shù)的應(yīng)用包羅萬(wàn)象,是近幾年來(lái)信息技術(shù)領(lǐng)域最熱門的話題之一。RFID技術(shù)較多應(yīng)用于物流行業(yè)。傳統(tǒng)的物流信息采集工作方式是通過人工將貨物進(jìn)行核對(duì)并將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中。這一過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力,并且可能由于人為過失造成數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤的存在,影響所采集信息的可靠性。而自動(dòng)識(shí)別輸入技術(shù),大大提高了物流信息采集的工作效率。RFID技術(shù)的應(yīng)用是其它技術(shù)識(shí)別技術(shù),如條碼、IC卡、光卡等無(wú)法企及的,如:讀取方便快捷、識(shí)別速度快、數(shù)據(jù)容量大、使用壽命長(zhǎng)、應(yīng)用范圍廣、標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更改、安全性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信等。和傳統(tǒng)條形碼識(shí)別技術(shù)相比,RFID有以下優(yōu)勢(shì):

 ?、倏焖賿呙?;
 ?、隗w積小型化、形狀多樣化。RFID在讀取上不受尺寸大小與形狀限制;
  ③抗污染能力和耐久性。RFID對(duì)水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)有強(qiáng)抵抗性;
  ④可重復(fù)使用。條碼印刷后無(wú)法更改,RFID標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以方便的更新。
  ⑤穿透性和無(wú)屏障閱讀。電磁波能穿透的介質(zhì),對(duì)RFID的識(shí)別都不會(huì)產(chǎn)生影響;
  ⑥數(shù)據(jù)的記憶容量大;
  ⑦安全性。經(jīng)過加密的RFID數(shù)據(jù),被竊取后被攻擊者讀出、復(fù)制的可能性很小。

  2RFID識(shí)別系統(tǒng)的

  2.1電子標(biāo)簽的

在本系統(tǒng)中,我們選擇TI公司的CCS511做為電子標(biāo)簽[6],TI公司的CC2511是為無(wú)線通信應(yīng)用的低功耗2.4GHz的SoC芯片,CC2511集成了TI公司研發(fā)的被稱為業(yè)界最佳的RF收發(fā)器,其實(shí)芯片特性如下:主處理器:增加8051;存儲(chǔ)單元:32kBFLASH用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ),4kB數(shù)據(jù)空間;安全組件:支持AES對(duì)稱算法;接口支持:支持USB2.0協(xié)議全速率12Mb/s工作模式;功耗:最低功耗模式下電流為300nA;射頻:頻率范圍從2400~2483.5MHz可自由調(diào)節(jié)。

  2.1.1存儲(chǔ)數(shù)據(jù)防靜態(tài)分析設(shè)計(jì)

  為保障存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的安全,在設(shè)計(jì)中我們使用CC2511中的AES模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后再存儲(chǔ),密鑰存儲(chǔ)于CC2511的片內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)中中,在芯片第一次上電時(shí)隨機(jī)生成,不可讀出,這樣保證了存儲(chǔ)在EEPROM中數(shù)據(jù)的靜態(tài)安全性。此外,為防止硬件上的安全隱患,即EEPROM被人為替換。我們采取CC2511與EEPROM的ID號(hào)匹配認(rèn)證的方式,以兩個(gè)芯片的一一對(duì)應(yīng)。具體的匹配流程如圖2所示。


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