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射频识别标签(RFID)(2)

2 RFID简介和发展

2.1 概述

射频识别标签(RFID)技术是一种综合了自动识别技术(Auto-ID)和无线电射频通信技术的新技术。它可望在网络、生活、经济、文化、道德和伦理、法律、军事等等诸多方面带来彻底的变革,成为继Internet和无线和移动通信之后又一个决定性的社会变革力量。并最终可能和Internet(IPV6)、移动通信网络、无线传感器网络、生物识别技术、GPS技术等融合。

RFID 的出现可追溯至上世纪30年代,当然其基本技术无线电射频技术还可以追溯至1897年Guglielmo Marconi 发明无线电的时候。RFID 采用与无线电广播相同的物理原理来发射和接收数据。

RFID的基本前端系统一般由3个部分组成:

  • 标签(tag)或者雷达收发器(transponder);
  • 接收器(receiver)或者阅读器(reader);
  • 天线。

而这些部件则有许多变体,基于不同的功率、发射范围和距离、天线设计、工作频率、数据容量、管理和操作软件、数据编码格式、空中接口和通信协议等等。这样,便出现了许多不同类型的系统,具有不同的特点和针对的应用范畴。

这些应用中涉及和影响到当今社会、生活、经济、军事、法律和文化的方方面面。而目前最热烈和最受关注的莫过于廉价标签在商品(货物)流通生命周期过程中的识别应用。

2.2 发展和趋势

2.2.1 早期

RFID技术很早就和军事联系在一起。在上世纪30年代,美国陆军和海军都面临着在陆地、海上和空中对目标的识别的问题。1937年,美国海军研究试验室(U.S. Naval Research Laboratory (NRL))开发了敌我识别系统(Identification Friend-or-Foe (IFF) system),来将盟军的飞机和敌方的飞机区别开来。这种技术后来在50年代成为现代空中交通管制的基础。并且是早期RFID技术的萌芽,而优先地应用在军事、实验室等。

早期系统组件昂贵而庞大,但随着集成电路、可编程存储器、微处理器、以及软件技术和编程语言的发展,创造了RFID技术推广和部署的基础。

60年代后期和70年代早期,有些公司(如Sensormatic 和Checkpoint Systems)开始推广稍微不那么复杂的RFID系统的商用,主要用于电子物品监控(electronic article surveillance (EAS)),即保证仓库、图书馆等等的物品安全和监视。这种早期的商业RFID 系统,称为1-bit 标签系统,相对容易构建、部署和维护。但是这种1比特系统只能检测被表示的目标是否在场,不能有更大的数据容量,甚至不能区分被标识目标之间的差别。

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图表 2‑1 早期的RFID发展里程碑

2.2.2 从检测到唯一性识别

因此早期的1bit系统只能作为简单的检测用途。

在70年代,制造、运输、仓储等行业都试图研究和开发基于IC的RFID 系统的应用。比如、工业自动化、动物识别、车辆跟踪等等。在此期间,基于IC的标签体现出了可读写存储器、更快的速度、更远的距离等优点。但这些早期的系统仍然是专有的设计、没有相关标准、也没有功率和频率的管理。

在80年代早期,更加完善的RFID 技术和应用出现,比如铁路车辆的识别、农场动物和农产品的跟踪。

90年代,道路电子收费系统在大西洋沿岸得到广泛应用,从意大利、法国、西班牙、葡萄牙、挪威,到美国的达拉斯、纽约和新泽西。这些系统提供了更完善的访问控制特征,因为它们集成了支付功能,也成为综合性的集成RFID应用的开始。

从90年代开始,多个区域和公司开始注意这些系统之间的互操作性,即运行频率和通信协议的标准化问题。只有标准化,才能将RFID的自动识别技术得到更广泛的应用。比如,这时期美国出现的E-ZPass 系统。

同时,作为访问控制和物理安全的手段, RFID 卡钥匙开始流行起来,试图取代传统的访问控制机制。这种称为非接触式的IC智能卡具有较强的数据存储和处理能力,能够针对持有人进行个性化处理,也能够更灵活地实现访问控制策略。

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图表 2‑2 唯一性识别的应用

2.2.3 RFID的热潮和整合性应用

在上世纪末期,大量的RFID 应用指数般地试图扩展到全球范围。

在美国,Texas Instruments 则是这方面的推动先锋。TI从1991年开始建立德州仪器注册和识别系统(Texas Instruments Registration and Identification Systems (TIRIS))。该系统如今叫TI-RFid (Texas Instruments Radio Frequency Identification System),已经是一个主要的RFID应用开发平台。

在欧洲,EM Microelectronic-Marin 从1971年开始研究超低功率的集成电路。1982年,Mikron Integrated Microelectronics 开始了ASIC技术,并在1987年由其奥地利分公司开始开发识别和智能卡芯片。1995年,Philips Semiconductors 收购了Mikron Graz。如今EM Microelectronic 和Philips Semiconductors 是欧洲的主要RFID 厂商。

从技术上看,数年前,所部署的RFID应用基本上都是低频(LF) 和高频 (HF) 的被动式RFID技术。LF 和HF 系统都具有优先的数据传输速度和有效距离。因此,有效距离限制了可部署性。数据传输速度则限制了其可伸缩性。因此,90年代后期,开始出现甚高频(UHF)的主动式标签技术,提供更远的传输距离,更快的传输速度。基于此,重载的企业应用才开始使用这种技术,比如供应链管理中的托盘和包装跟踪、存货和仓库管理、集装箱管理、物流管理等等。并且逐渐试图成为合成的企业应用(包括ERP、SCM、CRM、EAM、B2B等等)的数据和语义基础。

从90年代末期到现在,零售巨头如Wal-Mart,Target,Metro Group 以及一些政府机构,如美国国防部 (DoD),都开始推进RFID应用,并要求他们的供应商也采用此技术。同时,标准化的纷争出现了多个全球性的RFID标准和技术联盟,主要有EPCglobal、AIM Global、ISO/IEC、UID、IP-X 等。这些组织主要在标签技术、频率、数据标准、传输和接口协议、网络运营和管理、行业应用等方面试图达成全球统一的平台。

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图表 2‑3 整合应用开始

2.3 RFID系统的组成

一个RFID 系统 通常有两个组件组成: (Figure 1.7):

  • 收发器(transponder)或者标签(Tag),位于或者通过某种物理手段附加于被识别的对象之上;
  • 讯问器(interrogator)或者阅读器(reader),取决于设计和所采用的技术,可以是阅读或者读写设备。
  • 2-4

图表 2‑4 RFID系统的主要构成

阅读器通常包含一个射频模块(发射器和接收器),一个控制单元和一个与收发器的耦合单元。另外,某些阅读器还包含其他数据接口系统(RS 232, RS 485,TCP/IP等),以便将数据转发到其他系统 (PC, 机器人控制系统等)。

雷达收发器,表示RFID系统的实际数据载体,通常有一个耦合单元和一个电子芯片组成。(Figure 1.9)。雷达收发器通常不具备自身电源供应,当它不在质询器的质询范围时,整体呈被动状态。它只有在质询器的质询范围之内才被激活。激活雷达收发器的电力通过耦合单元传输给收发器,所需的数据和时钟脉冲也是如此。

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图表 2‑5 RFID 数据承载设备的主要布局。上面是一个UHF标签,下面是一个HF标签。

posted @ 2007-08-08 09:27 铁手 阅读(1113) | 评论 (3)编辑 收藏
企业服务总线(ESB)(1)

本系列编译自 O'Reilly的《Enterprise Service Bus》,将陆续发布上来。

 

1 企业服务总线简介

1.1一个事件驱动型企业中的SOA

在一个事件驱动型企业中,影响业务流程的正常进程的业务事件可以以任何顺序随时发生。那些以自动化的业务处理方式交换数据的应用需要使用事件驱动的 SOA 来彼此通信,以便能够对不断变化的业务需求具有敏捷的反应。SOA 向业务分析师和集成架构师提供了处理高阶服务的关于应用和集成组件的宽泛的抽象视图。而在 ESB,应用和事件驱动的服务彼此以一种松散耦合的紧密地与流行的 SOA 维系在一起,这允许它们彼此能够独立运行,并且仍然能够提供较宽广的业务功能价值。

在 SOA 的王国,事件被表现为一种开放的XML格式文件,以及经过一个对验证开放的,可以协调的透明管线中的流(Flow)

—John Udell, InfoWorld

SOA 的服务组件暴露的是一种粗粒度的接口,其目的是使应用之间能够异步地共享数据。而使用 ESB,一种集成架构将应用程序和分离的集成组件拉在一起,以产生服务装配组合从而形成复合的业务流程,进而自动化一个即时企业中的业务功能。

ESB 为SOA提供实现骨架。那就是说,它通过一个跨越多种协议的消息总线来提供一个有关命名路由目的地的高度分布的世界来提供松散耦合的,事件驱动的 SOA。ESB 中的应用程序 (和集成组件) 在理论上是彼此解耦的,而且通过总线彼此连接为暴露为事件驱动服务的逻辑端点。

通过分布式的部署配置基础设施, ESB 能有效率地提供对在扩展企业中分布的服务的中心配置、部署和管理。一种普遍集成的新方式应用诸如SOA、EAI、B2B 和Web服务之类的技术的通常目标主要是创建一个集成架构,且能够深入并且跨越整个扩展企业。对于一个集成基础设施到达到这种普遍性,它必须具有下列各项特性:

  • 它必须能够适应多种集成情形项目的通常目的需要,不管是大型的还是小型的。适应性包括提供一个能够经受协议、接口技术、甚至流程模型的变化趋势的持久架构。
  • 它必须以一种单一和统一的方式,以及一个通用的基础设施来连接扩越扩展企业的各种应用。
  • 它必须能够扩展超出单一公司IT中心的边界。并且自动化伙伴关系,比如在B2B 和供应链的情况下。
  • 它必须具有设计的简单性和较低的进入门坎,使得日常的IT专业人员也能够成为自我修练的集成架构师。
  • 它必须提供一个跨越普遍集成的 SOA,它能使集成架构师能够对公司的应用资产和自动化业务流程有一个广泛的、抽象的视图。
  • 它需要有能够反应和符合不断变更的业务需求和竞争的压力需要的灵活性和能力。

在 ESB中,应用和事件驱动服务以一种松散耦合的方式紧密地联系在SOA 中。 这使得它们能够彼此独立运行,并且仍然能够提供广泛的业务功能价值。

ESB 架构解决了这些需要,并且正在被各种通用的集成项目所采用。它也能够在企业应用层面普遍地伸展,不管是物理位置还是技术平台。任何应用都可以通过大量的连接选择插入到一个 ESB 网络中,并且可以立即参与到与那些通过总线暴露为共享服务的应用之间的数据共享之中。这是 ESB 为什么经常被称为集成网络(integration network)或集成构造(fabric)的缘故。

ESB 提供为集成提供了一种高度分布式的架构,并且具有能够让独立的部门和业务单元能够以一种逐渐增加的、可消化的分块来构建它们的集成项目的独特能力。使用 ESB,部门和业务单元仍然能够继续在独立的集成项目中维护它们自己的本地控制和自治,并且仍然能够将它们的集成计划连接到一个更大的、更全局的的集成网络或网格之中。

1.2针对 Web 服务的SOA,如今已经可用

Web 服务已经通过为应用间的互操作性提供一种基于标准的方式为面向服务架构找到了新的重要性。Web服务的主要目的是提供了一种服务抽象,它允许应用之间的互操作性使用不同的平台和环境来构建。这一个目标的实现将能够提供一个应用之间的普遍集成的更容易的路径。

由于ESB的出现,现在有了一种方式能够将Web Services和SOA合并到一个意义非凡的架构中,以将应用和服务以一种高度伸缩的状态集成到一个扩越扩展企业的骨架之中。ESB使用今天已经成熟的技术立刻使得Web Services、XML、以及其他集成技术更加有用。

SOA 的核心原则对于普遍集成项目的成功至关重要,并且已经在 ESB 中被彻底实现。 Web Services标准正在有朝着正确的方向前进,但是在提供企业级能力方面还未完成,比如安全性、可靠性、事务管理和业务流程编排。ESB 以这些领域中今天已经确定的标准为基础,而且已经有实际实现部署在各种领域和行业中。ESB完全有能力跟上Web Services相关能力的革新进展步伐。第 12 章提供了更详细的关于这一个主题的讨论。

1.3常规的集成方式

ESB 通过从EAI中介者(Broker)那里学来的概念和技术将Web Services和其他补充标准结合在一起。然而,ESB 并不仅仅是在同一个老式的EAI 集线器之上的简单的Web Services外衣。

传统的形式化的集成方法都有其优缺点。第 1 章就展示了有关集成的一些高阶的显著特色, 范围从左下方最不令人想要的,到右上方象限中的最令人想要的。

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图表 1‑1 传统的 EAI 中介器,应用服务器,MOM和 ESB 的特性

传统的 EAI 中介器,包括那些已经构建在应用服务器之上的,使用一种集线器和插头(hub-and-spoke)架构。集线器和插头有一些中心化功能的好处,比如路由逻辑和业务规则的管理,但是不能很好地伸展扩越部门和业务单位的边界。第 2 章将讨论使用集线器在集成中的早期尝试的巨大代价,以及它们的初步成功。

应用服务器可以通过标准协议进行互操作,然而它们是以一种紧密耦合的方式进行连接的,并且集成逻辑和应用程序逻辑纠缠在一起。

EAI 中介器通过将应用逻辑从集成和流程路由逻辑中分离出来提供了增加价值,然而你仍旧要忍受集线器-插头架构的痛苦。

面向消息中间件 (MOM) 提供了以松散耦合和异步的方式连接应用的能力。然而,MOM自身需要在应用中进行低级的编码。使用传统的MOM,以及定制的编程技术,比可以在分布式的集成解决方案上走得更远。然而,没有对路由逻辑的高阶抽象,这种方式仍然要忍受集成逻辑难以连接,并且也和应用逻辑纠缠在一起的痛苦。依赖于MOM的使用,即使是分布式特征也会受到限制,因为一些传统的MOM基础设施对实际的网络边界的跨越也不是做得很好。

最后,在 ESB 中,服务可以被配置而不是编码。处理流程和服务能够透明地跨越整个服务总线。ESB 提供了能够很好地扩越集线器-插头架构范围的高度分布式集成环境,并且清晰地分离了应用逻辑和路由数据变换之类的集成逻辑。一个 ESB 架构形成了一个消息集线器和集成服务的互连接性网格,具有一个彻底分布的集成网络的功能性和智能性。

第 6 章更进一步描述在使用应用服务器集成和使用ESB集成之间的对比。MOM的概念在第 5 章讨论。第 2 章的 “附属架构”继续讨论业务流程路由逻辑和业务逻辑之间的分离。

1.4被IT需要驱动的需求

ESB 的一个关键特性就是要为支持分布式的、松散耦合的业务单位和伙伴,比如自动化供应链,提供支撑基础。ESB 的这些能力是其固有的必要特征,并且是中间件厂商与那些想要创建大规模集成架构的业界专家共同工作的结果。这些业界专家包括了大公司IT架构师、以及电子市集贸易社区中想要基于共享服务、消息、XML何其他众多的连接选择来建立B2B集成骨架的改革者,并且要坚持遵守工业标准。第 3 章将会讨论对 ESB 概念的创造有助益的许多催化剂。

同时,仍然必须解决的最大需要在于如何还没有的最大需要被定址包括该如何有效地提供集成能力、比如应用适配器、数据变换、以及能够用于通用的集成项目,跨越多种集成情性的智能路由。并且需要超越于个别战术性的集成项目之上的,更加通用的技术和更加架构性的方式。

IT专家已经对以前的一些技术趋势失望,比如CORBA、或者EAI什么的。CORBA 有着与SOA 一样的正确理念,但是其与生俱来就太复杂而难以维护,因为它依赖于应用和服务之间的紧密耦合接口。EAI 也痛苦于对单个项目上的陡峭的学习曲线和昂贵的进入负担 (下一章将详细讨论这个内容)。真正需要的是SOA的简单方式,以及可以被采用来适应任何集成工作,大型或者小型,的一种架构。此外,那就是需要一个能够经受协议、接口、甚至业务建模趋势的变革的持久架构。ESB的概念就是创建来解决这些需要的。

1.5行业的牵引

自从ESB 概念在 2002 年被首次引入,ESB 的集成方式已经被中间件、集成和Web服务市场中的很多重要的厂商采用。其接受度正在稳定持续地增长。

从2002年早期开始,分析公司,比如 Gartner 公司、IDC、ZapThink等,就已经开始跟踪和编写有关 ESB 的技术趋势。在Gartner 公司于2002年发布的一份报告(DF-18-7304)中,分析师 Roy Schulte 这样写道:

一种新型的 企业服务总线架构- 结合了面向消息中间件(MOM)、Web Services、数据变换和智能路由的基础设施—将会 2005 之前在很多的企业中运行。

这些高功能、低成本的ESB能够被很好地适应作为面向服务架构和企业神经系统的主干。

那四个支柱—MOM、Web Services、数据变换和路由智能 — 表现了任何优秀的ESB 的基础。当我们探究 ESB 的时候,本书将会集中于其中每一个基础和其他必须的组件的角色。我们还要讨论将会讨论 ESB 究竟能为企业做些什么、以及它的基本组件所扮演的角色。我们还要讨论一些高阶主题,包括横越多种行业之上的实践性使用的架构性概述。

1.5.1 采用 ESB的厂商

有许多中间件和集成厂商已经,或者正在构建,符合ESB描述的某些产品。并且这个名单还在不断增加。附录中列出所有的已知厂商。一些厂商已经声称他们已经开始提供 ESB了 ;而有些则正在计划构建;有些则只是在市场宣传材料中使用这一技术术语而实际上背后还没有实质性的东西。当超过 25个厂商正在为相同的技术空间竞争的时候,这一个技术范畴注定要变成像上世纪90年代的应用服务器一样的炙手可热。

这个清单中有个别厂商应该特别提及。Sonic软件最先倡导了这个概念,此后不久许多其他的较小厂商业进入此领域,声称他们也正在提供 ESB 或是正在开发之中。一但那些著名的集成公司,比如webMethods、SeeBeyond 和 IBM 最终搭上这趟巴士(“BUS”),并且想要开始建立他们的ESB,ESB 术语才真的开始广泛引起业界注意,是一个强大的不断发展技术范畴。

在本书写作的时候,微软公司还没有对其Indigo项目和有关ESB发布任何公开的说明。然而,一些记者和分析师在Indigo项目宣布的时候还是将二者联系起来。2003 年11月 30 日, ComputerWorld 的文章说,“开发人员的兴趣被微软的技术伤害了”,Gartner 公司的 Roy Schulte关于Indigo项目提出。

Roy Schulte,是Gartner 公司在斯坦福的一个分析师,注意到Indigo项目其实是微软消息队列(MSMQ)、公司的COM、COM+、.Net Remoting、以及Web Services技术的超集。“把它想成代表微软公司的通信中间件计划的简化和统一,”他说,并说他认为Indigo是一个非常好的企业服务总线(ESB)。

Indigo以消息为基础,并且打算结合MSMQ 和Web Services。可以提供一个消息总线的基础。然而,其集成能力的其余部分则被锁定到BizTalk 之内,而它是一个集线器-插头风格的集成服务器。为了成为真正的ESB,分布式消息总线和分布式集成能力都要具备。

如果Indigo项目完成,构建于微软平台之上的应用和服务将能够更加吸引人地作为端点连接到ESB之上。将Indigo包含到微软平台和开发环境之内将更加能够使得应用具有松散耦合和消息感知能力。

posted @ 2007-08-07 13:14 铁手 阅读(3435) | 评论 (4)编辑 收藏
射频识别标签(RFID)(1)

这个系列会陆续编写有关RFID的基础知识和产业及应用分析。

1 介绍

1.1 RFID领域和市场概述

近年来,自动识别系统 (Auto-ID) 在很多服务领域、商务和分销、物流、工业和制造以及材料流等领域变得越老越流行。在这些领域中,自动识别过程提供关于人员、动物、货物、材料和产品等在传输过程中的信息。

普遍使用的条形码标签在很久前出发了一场识别系统的革命,但是现在随着急剧增长的编号数量已经发现越来越不适用了。条形码可以十分便宜,但是其致命缺陷是其低存储容量和不能重新编程的特点。

技术上讲,更好的方案是在硅芯片之上存储数据。我们日常生活中在用的最常见的电子数据设备是接触式IC卡(电话卡,银行卡等)。然是机械接触的IC卡却限制了其适用性。在数据承载设备和阅读器之间的非接触式数据传输可以带来更大的灵活性。在理想情况下,用于操作数据承载设备所需的电力也可以通过非接触方式从阅读器进行传输。因为用于传输数据和电力的方式,非接触ID 系统也称为是RFID系统(射频识别)。

活跃在RFID系统领域中进行开发和销售的公司的数量说明了这是一个应该认真对待的市场。在2000年,RFID系统在美国的销售额大约是9亿美元,并可望在2005年达到26.5亿美元,在2008年达到42亿美元左右。RFID 市场因此成为射频技术领域 (还包括移动电话和无绳电话)增长最快的领域。

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图表 1‑1 RFID的应用市场细分及增长

并且,近年来,非接触识别已经发展成一本独立的交叉学科,它整合了多种完全不同的领域:高频技术和EMC,半导体技术,数据保护和加密,通信,制造科学和其他相关领域的技术。

标准方面,目前RFID尚未形成统一的全球化标准,市场呈现多种标准并存的局面。从全球范围来看,美国已经在RFID标准建立、软硬件技术开发、应用等方 面走在世界前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPC global标准,在封闭系统应用方面与美国基本处于同一阶段。日本提出了UID标准,但支持者主要是本国厂商。韩国政府对RFID给予了高度重视,但至今韩国在RFID标准上仍模糊不清。在我国,科技部、信息产业部正联合14个部委制订《中国RFID发展策略白皮书》,预计2006年上半年可以发布。但 使用频率没有完全开放、产业整体发展水平滞后和实际应用匮乏,仍在很大程度上制约着我国RFID标准的制订与实施。

市场规模方面,截至到2005年底,全世界已经安装了约5000个RFID系统,实际年销售额约9.64亿美元。在零售巨头沃尔玛、麦德龙的推动下, RFID在零售业也取得了一定进展,但整体规模仍十分有限。随着Gen2标准的完善和实施成本的逐渐下降,我们预计,2006年全球RFID产业将取得实 质性突破。2007年,全球RFID将全面启动,进入快速增长阶段,增长率超过50%。这一过程将至少持续到2009年,之后会保持平稳增长态势。在我 国,2005年RFID市场规模达到了16亿元人民币,与2004年同比增长25%。详细情况如下图所示:

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图表 1‑2 2004-2009中国RFID市场规模

应用领域方面,我国RFID主要应用于物流、医疗、货物和危险品追踪管理监控、民航行李和包裹管理、强制性检验产品、证件防伪、不停车收费、电子门票等领域。另外,在汽车防盗物品跟踪等各方面也在不断开拓新的应用。详细分布如下图所示:

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图表 1‑3 中国RFID主要应用领域

从产业链的角度来看,RFID产业链包括:芯片、标签、天线、读写器、中间件、系统集成以及实施咨询等环节。其中RFID芯片全球范围内仍然由飞利浦、西门子、ST、德仪等传统半导体厂商所垄断。荷兰皇家飞利浦电子是该领域的龙头老大,其RFID标签累计出货量已经超过了10亿只。国内的复旦微电子、大唐微电子等半导体厂商虽然也已进军这一领域,但目前仅局限于第二代身份证、智能卡等业务。标签、天线、读写器等环节,总体而言也是Alien、 Intermec、Symbol等国外厂商的天下,国内只有为数不多的几家厂商在进行相关研究。中间件、系统集成方面,IBM、HP、微软、SAP、 Sybase、Sun等国际巨头已经抢占了有利位置,国内像用友之类的ERP企业也开始涉足这一领域,但研发进程和投资力度显然与上述几家国外厂商无法同 日而语。总之,中国RFID目前还没有形成完善的产业链,市场上绝大部分产品都是代理国外的。虽然目前开展RFID业务的企业已经超过了100家,但总体 而言仍受核心技术缺失的困扰,真正具有较强自主研发实力的企业并不多,而且大都集中于低端产品,同质竞争比较严重,拥有政府背景的企业更易占据有利竞争位置。

2006年,中国RFID市场仍会以产业链壮大与市场培育为主。标准的出台会对中国RFID产业产生积极的促进,预计会有越来越多的企业加入到这个行 业的竞争中,但只有像深圳远望谷、实华开这样有深厚背景和技术积累的企业才具有利用本地化优势与国外厂商一决高下的实力。不过,中国未来巨大的潜在市场规 模,无疑为国内各类RFID厂商提供了广阔的生存空间。

1.2 自动识别系统(Automatic Identification Systems)

图表 1‑4 主要的自动识别技术

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1.2.1 条形码系统

条形码系统(Bar Code System)在过去20年历牢牢的统治着识别系统领域。 据专家估计,在上世界90年代早期,条形码系统在西欧的总容量曾达到30亿德国马克。

条形码是由平行排列的线条和间隔所组成的二进制编码。它们根据预定的模式进行排列并且表达相应记号系统的数据项。宽窄不同的线条和间隔的排列次序可以解释成数字或者字母。它可以进行光学扫描阅读,即根据黑色线条和白色间隔对激光的不同反射来识别。但是尽管其物理原理相似,目前在用的大约有10数种不同的编码和布局方案。

最流行的条形码方案是EAN 编码 (欧洲物品编码),它在1976年设计,本来针对杂货店。EAN 编码是美国UPC (通用产品编码)的发展。今天, UPC表达为EAN 编码的子集,并且可以兼容之。

EAN 编码由13位数字组成:国家标识符,公司标识符,制造商的物品标识符和校验位。如图3:

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图表 1‑5 EAN编码的条形码实例

除了EAN 之外,下列条形码在各种领域也很流行:

n Code Codabar: 医学和临床应用,以及高安全需求的领域

n Code 2/5 interleaved: 自动化工业,货物存储,货盘,集装箱和重工业。

n Code 39: 流程工业,物流,大学和图书馆。

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图表 1‑6 ISBN统一书号代码

由于一维条码的信息容量很小,如商品上的条码仅能容纳几位或者几十位阿拉伯数字或字母,商品的详细描述只能依赖数据库提供,离开了预先建立的数据库,一维条码的使用就受到了局限。基于这个原因,人们迫切希望发明一种新的码制,除具备一维条码的优点外,同时还有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强等优点。为了满足人们的这种需求,美国Symbol公司经过几年的努力,于1991年正式推出名为PDF417的二维条码,简称为PDF417条码(见下图1),即 “便携式数据文件”。

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图表 1‑7 二维条码PDF417

PDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件,是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。PDF417条码具有如下特点:

n 信息容量大

根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳2501100个字符。在国际标准的证卡有效面积上(相当于信用卡面积的2/3,约为76mm*25mm), PDF417条码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符,约500个汉字信息。这种二维条码比普通条码信息容量高几十倍。

n 编码范围广

PDF417条码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码。

n 保密、防伪性能较好

PDF417条码具有多重防伪特性,它可以采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪,因此具有极强的保密防伪性能。

n 译码可靠性高

普通条码的译码错误率约为百万分之二左右,而PDF417条码的误码率不超过千万分之一,译码可靠性极高。

n 修正错误能力强

PDF417条码采用了世界上最先进的数学纠错理论,如果破损面积不超过50%,条码由于沾污、破损等所丢失的信息,可以照常破译出丢失的信息。

n 容易制作且成本低

利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏/热转印、制卡机等打印技术,即可在纸张、卡片、PVC、甚至金属表面上印出PDF417二维条码。由此所增加的费用仅是油墨的成本,因此人们又称PDF417是“零成本”技术。

n 条码符号的形状可变

同样的信息量,PDF417条码的形状可以根据载体面积及美工设计等进行自我调整。

在我国,中国物品编码中心介绍了二维条码国家标准《四一七条码》,即GB/T17172-1997。

1.2.2 光学字符识别

光学字符识别Optical character recognition (OCR)最早在上世纪60年代开始应用。人们开发了一些特殊的字体,以便能够使人和机器都能够阅读。OCR 系统最大的优点是信息的高密度性以及在紧急情况下人可以介入进行可视阅读。

今天, OCR已经被用在生产,服务和管理领域,并且在银行用作支票的注册。

但是, OCR系统没有成为通用手段的原因是其高昂的价格和与其他识别方式相比更加复杂的阅读器。

1.2.3 生物特征识别

生物特征识别(Biometrics 是基于人类人体自身所带的某种身体或者行为特征进行模版化后对个体进行识别。因此,该方式具有其他方式所不具备的特征,即识别特征是天然的不可重复的(理论上)。对于方式来说,主要有指纹、掌纹、声音、语音、虹膜、视网膜、步态、面容等等。其中指纹方式是最流行和普遍的。

关于生物特征识别的详细内容,请参见公司编写的《生物特征识别系统》和《生物特征识别和信息安全》两篇白皮书。

1.2.4 智能卡

智能卡(smart card是一个数据存储系统,也可以提供附加的计算能力,并且对数据存储提供内置的防篡改支持第一个智能卡是1984年发行的预付费电话卡。智能卡被放入阅读器中,这样,就与只能卡的触角之间形成了电流通路。阅读器向智能卡提供电源和和时钟脉冲。两者之间的数据传输使用双向串行接口的(I/O port)的方式。基于内部功能的不同,智能卡的基本类型分为两种:内存卡和处理器卡。

智能卡的一个主要优势是存储在其上的数据可以防止非授权的访问和修改。因此,智能卡克易失得与这些信息相关的服务完成简单、便宜和安全的服务事务。因此在安全访问,认证、金融和电信领域使之成为微电子领域增站最快的一块。

1.2.5 RFID系统

RFID 和上述的智能卡系统非常紧密相关。和智能卡类似,数据被存储在一个电子数据承载设备——收发器(transponder)之上。但是,和智能卡不同,数据承载设备和阅读器之间的电源供应和数据传输不是基于接触的电流方式,而是基于磁场或电磁场的方式。其基本的依赖技术包括射频和雷达工程技术。RFID 的缩写代表radio frequency identification,即是说,信息是通过无线电波承载的。因为RFID 系统和其他识别系统相比有很多优点,RFID 系统开始大规模的占领市场。一个主要的应用领域就是非接触式智能卡在短程公共交通中的应用。

1.3 不同识别系统的比较

上述各种不同的识别系统之间的比较如表 1.1)所示。并且在接触式智能卡和RFID 系统之间有着紧密地联系。从某一方面说,后者弥补了前者的几乎所有缺点。

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图表 1‑8 不同识别技术的比较

posted @ 2007-08-07 12:51 铁手 阅读(2028) | 评论 (2)编辑 收藏
我的两本书

这两本书其实两个月前就出来了,可惜一直没时间再关注它。有一些网友也在问,可以访问

http://www.turingbook.com/Books/ListBook.aspx?BookCatalogID=83去看相关信息。

一本是关于JSF一本是Struts的。

单击可查看完整封面

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如果读者对这两本书有什么问题,可以直接在这里提出来。我可能也将这里作为这两本书的勘误之处。

另外有一本Ajax的也在编辑之中了。具体日期我也不知道.....

posted @ 2007-08-03 12:06 铁手 阅读(302) | 评论 (1)编辑 收藏
用Live Writer可以发布BlogJava吗?

好久不来这里了,好像是因为忙,也好像是因为这里写作不方便。今天偶然看到这个工具。试一下。

图片?

Jeep_small

posted @ 2007-08-03 11:40 铁手 阅读(195) | 评论 (1)编辑 收藏
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