DOC《XXX 大学》

数据安全方面除标签的密码保护外,数据部分可用一些算法实现安全管理,读写机具与卡之间也可相互认证,实现安全通信和存储;

总体成本一直处于下降之中,越来越接近接触式IC卡的成本,甚至更低,为其大量应用奠定了基础. 1.2 RFID的发展历程 射频识别技术是从二十世纪九十年代兴起并逐渐走向成熟的一项自动识别技术.从1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了射频识别射频识别技术的理论基础后,RFID技术的发展可按十年期划分如下: 1940-1950年 射频识别技术理论基础的诞生 1950-1960年 早期射频识别技术的探索阶段 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,各种射频识别技术测试得到加速.出现了一些最早的射频识别应用 1981-1990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 1991-2000年 射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别产品得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分 2001年后 标准化问题日趋为人们所重视,射频识别产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用行业扩大 1.3 RFID的开发和应用现状 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技术具有广阔的应用空间:很多企业、组织的门禁系统、身份鉴别系统已经使用了RFID技术;

RFID技术还可以应用在财产保护、汽车跟踪、停车场和高速公路过桥计费等方面;

物流业广泛使用RFID技术,从产品的生产、产品的运输到产品的销售将全面实现智能化.RFID也将全面应用到汽车、药物、食品、运输、能源、军工等各个领域. 射频识别技术在国外发展非常迅速,射频识别产品种类繁多.在北美、欧洲、大洋洲、亚太地区及非洲南部,射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域.许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件,这些公司包括英特尔、微软、甲骨文等,而且最近全球最大的零售商沃尔玛也要求其前100家供应商在2005年1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术,并计划在2006年1月前在单件商品中使用这项技术的决议.美国军方早在20世纪后半叶就开始研究RFID技术,目前这项技术已经广泛使用在武器和后勤管理系统上.美国在 伊战 中利用RFID对武器和物资进行了非常准确地调配,保证了前线弹药和物资的准确供应. 而在我国,由于射频识别技术起步较晚,应用的领域不是很广,除了在中国铁路系统成功应用的车号自动识别系统外,主要应用仅限于射频卡,例如我们一直使用的公交一卡通,第二代居民身份证等.目前我国已经开始尝试在一些领域进行应用示范.比如国家煤矿工种在安全帽上使用标签,以解决煤矿工人安全检查的问题;

邮政行业正在进行物品传输方面的安全及整体数据模型的应用测试.中国标准化协会EPC和物联网应用标准化工作组还会在汽车行业、航空行业、石化、汽油、酒业、金融行业、零售行业、药品管理、医院管理方面进行应用示范,并预计未来在RFID标签的使用上,中国大概需要30亿以上的电子标签,中国RFID应用的前景非常广泛. 2.监狱网格定位系统需求分析 2.1 监狱平面图 本设计是以XX监狱为例来说明网格定位系统设计,XX监狱面积有600多亩,内部建筑物较多、楼舍分布范围大、高低错落.平面图如下: 图3 2.1 监狱平面图 3.网格定位系统设计 3.1网格定位系统结构 RFID网格定位系统的基本结构包括两个网络,即传感传感网络和数据传输网络.传感网络一般由RFID读写器、电子标签组成,可 以看作一个由用户设置的读写器/电子标签阵列.待定位目标上携带有读写器或者标签,读写器/电子标签阵列接收来自服务器的指令,根据服务器的指令获取待定位目标的特征信息(如信号强度),并将其存储在读写器中.而数据传输网络包括服务器及服务器与各读写器之间的连接.服务器根据用户的需求产生指令信号并将其传送至传感网络.传感网络中的读写器获取了待定位目标相关的信息后,通过数据传输网络反馈给服务器.最后,服务器执行特定的算法得到待定位目标的位置信息.服务器与各读写器之间可采取有线或无线的连接. 图3 3.2网格定位系统硬件部分 数据传输网络 电脑服务器 RS232/RS485转换器 光纤转换器 备用电脑 管理台 多串口服务器 传感网络 阅读器 待定标签 图4 3.3网格定位系统算法 本设计所使用的电子标签为2.45G,阅读器能识别距离为0~30M 方案一:将所要定位区域画成二维平面图,将在平面图上布满如图4所示的阅读器直到整个定位区域都在Reader的阅读范围内.此方案中式将Reader1 Reader2Reader3Reader4的坐标为已知坐标,通过它们来定位待定位标签.易知所有的待定位标签都将在类似于1234的域里,当待定位标签处于1区域时,只有Reader1能检测到待定标签,所以将Reader1的坐标作为待定标签的位置.处于2区域时,Reader1 Reader2都能检测到待定标签将Reader1 Reader2的平均坐标值作为待定标签位置,3和4区域也按此处理.写出算法如下: (1)有N个阅读器检测到待定标签 (2)待定位标签坐标= 图5 此方法定位误差太大,要求根据Reader的检测范围比较小,这样的话,所需要的Reader就比较多,成本较高. 方案二:此方案是以方案一为基础的,不仅将待定平面区域划为网格状,而且为了提高精确度将每四个正方形的Reader划成网格状,引入虚拟标签,所谓虚拟标签,就是在不增加系统硬件的情况下,利用线性插值的方法,把实际标签组成的网格划分成许多小网格,如图5所示.每个由实际参考标签(图5中方块位置,也就是Reader)组成的网格可以被划分成n*n个相等大小的虚拟网格单元(图6实线单元V),每个虚拟网格单元可以认为由四个虚拟参考标签(图6圆点位置)组成.由于已知实际参考标签的坐标,所以虚拟参考标签的坐标可以通过计算得到.虚拟标签的引入,既增加了参考标签的密度,也不会引起参考标签间的射频干扰.同时,使用虚拟标签并不增加系统的硬件成本. 图6 此算法中根据Reader所包含的虚拟标签来确定待定标签的坐标位置,如图6所示,假设待定位目标处在图中所示 X'