物联网三层架构
RFID应用
RFID 概述
射频识别，Radio Frequency Identification 无线射频识别，一种通信技术，通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立 机械或 光学接触
一套RFID硬件由 Reader 与 Transponder 组成。
工作原理：由Reader发射一特定频率之无限电波给Transponder，驱动Transponder电路将 内部的ID code发送出去，Reader接收ID code。
Transponder 可免电池，免接触，免刷卡，且芯片密码为世界唯一无法复制，安全性高，寿命长
RFID的工作原理
电子标签：射频标签，应答器，数据载体；
阅读器：读出装置，扫描器，通讯器，读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）
电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道中，根据时序关系，实现能量的传递，数据的交换
RFID中间件
中间件（middleware）解决分布异构问题
中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议
对不同的系统和硬件平台，它有符合接口和协议规范的多种实现
RFID中间件的特点
独立于架构（Insulation Infrastructure）
RFID中间件独立介于RFID读写器与后端应用程序之间，并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性
数据流（Data Flow）
RFID目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，数据处理是RFID重要的功能
RFID中间件具有数据的搜集，过滤，整合，传递等特性，以便将正确的对象信息转到企业后端的应用程序
处理流（Process Flow）
RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送（Store — and— Forward）功能来提供顺序的信息流，具有数据流设计与管理的能力
RFID中间件的意义
RFID中间件是一种面向消息的中间件，消息（Information）是以消息（Message）的形式
面向消息的中间件包含功能：传递（Passing）消息，解译数据，安全性，数据广播，错误恢复，定位网络资源，找出符合成本的路径，消息与要求的优先次序以及延伸的除错
RFID频率分类
RFID的工作频率有 低频，高频，超高频，微波 ，不同的频率的RFID产品有不同的特性
125KHz ~134KHz 低频
13.56 MHz 高频
860 MHz ~ 915 MHz 超高频
2.4GHz ~ 5GHz 微波
RFID 低频
工作在低频的感应器的一般工作频率从 120KHz ~ 134KHz ，TI 的工作频率为 134.2KHz 。该频段的波长为 2500m
除金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离
工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制
低频产品有不同的封装形式，好封装就贵，寿命长
该频率的磁场区域下降快，但能产生相对均匀的读写区域
相比其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢
感应器比其他频段的贵
RFID低频的主要应用
畜牧业的管理系统
汽车防盗和无钥匙开门系统的应用
马拉松赛跑系统的应用
自动停车场收费和车辆管理系统
自动加油系统应用
酒店门锁系统的应用
门禁和安全管理系统
RFID低频符合的国际标准
ISO 11784 RFID 畜牧业的应用 - 编码结构
ISO 11785 RFID 畜牧业得应用 技术理论
ISO 14223 - 1 RFID 畜牧业的应用 空气接口
ISO 14223 - 2 RFID 畜牧业的应用 协议接口
ISO 18000 - 2 定义低频的物理层，防冲撞和通讯协议
DIN 30745 主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准
RFID高频
工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m
除金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但往往会降低读取距离，感应器需要离开金属一段距离
感应器为电子标签形式
该系统具有防冲撞特性，可同时读取多个电子标签
RFID高频主要应用
图书管理系统的应用
酒店门锁的管理和应用
医药物流系统的管理和应用
智能货架的管理
RFID超高频特性
RFID微波
RFID微波段的性能
它是一个全球性的频段，开发产品具有全球通用性
它整体的频宽胜于其他ISM频段，提高整体数据传输速率，允许系统共存
2.4GHz无线电和无线的体积相对小，产品体积小
RFID微波2.4GHz 频段 的主要应用
船舶管理系统
煤炭人员定位系统
动态车辆识别系统
微型胶囊内窥镜系统
RFID 微波2.4GHz频段的无线技术标准
ZigBee/IEEE 802.15.4 : Zigbee技术是一项兴起的短距离无线通信技术，主要面向的应用领域是低频速率无线个人局域网（LRWPAN）,经典特征是近距离，低功耗，低成本，低传输速率，主要适用于自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制.
WIFI/IEEE 802.11b : WIFI即无线局域网，工作在2.4GHz频段，用于学校，商业等办公区域的无线连接技术，传输速率可达到 11 Mbit/s，工作距离 100m，采用直接序列扩频（DDS）的方式。采用WIFI主要推动因素是数据吞吐量，WIFI一般用来将电脑与本地局域网相连或直接与互联网相连。
RFID发展历程
RFID直接继承雷达的概念，并由此发展出一种AIDC新技术 ---- RFID技术
1948年，哈理，发表“利用反射功率的通讯”奠定射频识别RFID的理论力量
电子标签的概叙
1
ISO14443 - A 协议
ISO14443协议是 Contactless card standards（非接触式IC卡标准）协议
第一 物理特性 第二 频谱功率和信号接口 第三 初始化和防冲突算法 第四 通讯协议
引用标准
ISO/IEC 3309: 1993 信息技术—系统间的远程通信和信息交换-高级数据链接控制（HDLC）规程-帧结构
ISO/IEC 7810：1995 识别卡 物理特性ISO/IEC 7816-3 识别卡 带触点的集成电路卡 第3部分 电信号和传输协议
ISO/IEC 7816-4：识别卡 带触点的集成电路卡 第4部分 行业间交换用命令
ISO/IEC 7816-5：识别卡 带触点的集成电路卡 第5部分：应用标识符的编号体系和注册规格
IEC 61000-4-2 电磁兼容性（EMC）第4部分：测试和测量技术 第2节：抗静电放电测试
ISO/IEC 10373-6 识别卡—测试方法
ISO/IEC 14443：1997 识别卡 - 非接触式集成电路卡 - 接近式卡
14443术语
接近式卡 Proximity card (PICC)
接近式耦合设备 Proximity coupling device (PCD)
防冲突环 anticollision loop
比特冲突测试协议 bit collision detection protocl
冲突 collision
帧 frame
初始对话
PICC初始对话
PICC的初始对话PCD和PICC之间的初始对话通过下列连续操作
PCD 的 RF 工作场激活 PICC
PICC 静等来自PCD的命令
PCD 传输命令
PICC 传输响应
这些
PCD应产生给能量的 RF 场 ，为传送功率，该RF场 与 PICC 进行耦合，为了通信，该RF场应被调制
RF工作场频率（fc）为 13.56MHz +- 7kHz
REQA 和 WAKE-UP 帧
请求和唤醒帧用来初始化通信并按下次序组成
通信开始
7 个数据位开始
LSB 首先发送
标准REQA 的数据内容是 0x26，WAKE-UP 请求的数据内容是 0x52
通信结束，不加奇偶校验位
标准帧 Standard frame
标准帧用于数据交换并按以下次序组成
通信开始
n * （8 个数据位 + 奇数奇偶校验位），n >= 1
每个数据字节的LSB首先被发送
每个数据字节后面跟随一个奇数奇偶校验位
通信结束
面向比特的防冲突帧
NVB
长度：1字节
较高4位叫 字节计数
较低4位叫 比特计数
命令
PCD用于管理与几个PICC通信的命令是
REQA 0x26
WAKE-UP 0x52
ANTICOLLISION 0x93 0x97
SELECT
HALT 0x50ANTICOLLISION命令和 SELECT命令
这些命令在防冲突环期间使用
ANTICOLLISION 和 SELECT命令由下列内容组成
选择代码SEL （1 字节）
有效位的数目NVB （1 字节）
根据NVB的值，UID CLn的 0 到 40 个数据位
SEL规定了串联级别CLn
NVB规定了PCD所发送的CLn的有效位的数目
注 : 只要NVB没有规定40个有效位，若 PICC保持在 READY 状态中，该命令被为ANTICOLLISION 命令
如果NVB规定 UID CLn 的 40个数据位（NVB = 70）则添加CRC_A , 该命令为 SELECT 命令
HALT命令
HALT命令由四个字节组成并应使用标准帧来发送
PICC 在 HALT 帧 结束后 1ms 周期期间以任何调制表示响应
基于14443-A 的操作帧格式
请求卡 0x26
唤醒所有卡 0x52
防冲突 0x93 0x20 得到卡ID
选择卡片 0x93 0x70 ID1,ID2,ID3,ID4 checksum ，CRC16
Coding of SEL
RC522
