RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同,电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有源电子标签内装有电池,无源射频标签没有内装电池,半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠电池工作。
电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为xyk标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。
挪威最大的食品供应商 Nortura将采用 RFID技术追踪肉从屠杀场 - 加工场 - 商店的全过程,希望最终实现鸡肉、牛肉、羊肉和猪肉从出生到餐桌的全程跟踪。这个项目耗资颇多,目前处于试点项目第一阶段,由 Nortura 信息技术子公司 Matiq负责项目管理,IBM为这个项目提供软件和集成服务。
几年前,Matiq开始研究如何利用 RFID技术追踪肉从加工厂到商店的过程。最近,Matiq与 IBM共同策划 Nortura的第一个试点项目,该项目将于 9月份在一个配送中心和一家超市启动。
动物追踪对挪威食品业来说并不是一个新概念。作为挪威政府电子追踪项目的一部分,该国政府已设 2010年为食品可追踪性标准和政策实施的最终期限,政府希望获得肉类从农场到商店的可视性,从而提高食品安全。
Nortura是挪威最大的食品供应商,为该国提供 54%的肉类消费品和 73%的屠宰动物。由于公司占肉类市场的份额之多,按联邦规定公司甚至销售一部分肉给竞争对手,所以从农场运到 Nortura的肉经常会再运往另一个肉加工公司,最后才送到商店,这样的流程使肉食品追踪的难度更大。
物联网在物流领域的应用介绍如下:
一是产品的智能可追溯网络系统:在医药、农产品、食品、烟草等行业领域,产品追溯系统发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用,基于物联网技术的可追溯系统为保障产品的质量与安全提供了保障。
二是物流过程的可视化智能管理网络系统:基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术,在物流过程中实时实现对车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。目前,物流作业的透明化、可视化管理已经初步实现,全网络化与智能化的可视管理网络还有待发展。
三是智能化的企业物流配送中心:基于传感器、RFID等物联网技术建立物流作业的智能控制、自动化 *** 作的网络,实现物流配送中心的全自动化,实现物流与生产联动,并与商流、信息流、资金流全面协同。
四是企业的智慧供应链:基于物联网技术升级智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统,满足电商快速发展及智能制造等环境下产生的大量个性化需求与订单,帮助企业准确预测客户需求,实现整个供应链的智慧化。
1物联网技术在食品安全生产监控中的应用国内外食品安全问题日益突出,引起了世界各国的高度重视,为此各国政府迅速出台政策,加强对食品安全生产的管理,其中对食品生产过程的监控成为重要措施之一。
美国:派专业人员进驻饲养场或食品加工场,从原料的采集、生产、销售各环节进行全方位监管;无条件召回存在缺陷的食品;加大惩罚性赔偿力度。
法国:供食肉用的动物都必须要挂有识别标签,并由计算机系统在线监测,标签上必须有这些动物的全详细资料(来源、饲养场、预防疾病时间、屠宰场、去向)。
国内的一些专家针对RFID在食品生产全过程监控的应用中也展开了一些研究,给食品装上“身份z”,让食品的相关信息尽可能多的保存在“身份z”上。广东出入境检验检疫局积极推进RFID系统在供港澳食用动物检验检疫工作中应用,在出境食用动物身上安装电子标签,从而实现处境食用动物从繁殖、饲养、防疫、用药、用料、运输等全程监管,大大提高了产品质量的透明度,是消费者能够放心的食用。
2物联网技术在食品安全追溯中的应用
现在食品安全问题频发的一个重要原因就是消费者甚至管理者都无法知道自己所消费食物的来源,出现问题时无从追溯,这使不法商家和广大消费者处于一个完全不对等的地位。食品安全追溯将是物联网最具发挥潜力的领域,当物联网逐渐在食品溯源中应用后,这种情况将会改变。很多食物都会有自己的信息标签,这种标签可以是二维码,也可以是RFID,消费者可以用比以前小很多的代价来知道自己的食物来源及其他相关信息。通过物联网的引入,可以使市场更加规范合理,减小消费者对于食品安全的担忧。当前,物联网(IoT)技术领域充释着各种标准,像NB-IoT、LoRa、SigFox等,他们正通过各自擅长的技术和应用抢夺IoT风口,以争取在这片广阔的市场上取得优势。
这里写描述
NB-IoT是由电信标准延伸而出的,主要是由电信运营商支持,而LoRa则是一个商业运用平台,两者主要区别在于商业运营的模式:NB-IoT基本是由电信运营商来把控运营,所以使用者必须使用它的网关及服务,而LoRa就量对开放一些,有各种不同的组合方式,商业的模式是完全不同的。
技术层面上来看,NB-IoT和LoRa的差异其实并不是很大,属于各有优劣。而相对于某些领域,国内有一些用户在并行使用这两种技术和网络。NB-IoT相对而言是受限于基站的,而LoRa则要加入一个网关相对简单容易,并且总的来说价格要比NB-IOT低廉。用户可以根据需求,增加不同的网关覆盖。所以从覆盖程度上来说LoRa的覆盖程度可能比NB-IoT更广一点。
LPWAN又称LPN,全称为LowPower Wide Area Network或者LowPower Network,指的是一种无线网络。这种无线网络的优势在于低功耗与远距离,通常用于电池供电的传感器节点组网。因为低功耗与低速率的特点,这种网络和其他用于商业,个人数据共享的无线网络(如WiFi,蓝牙等)有着明显的区别。
在广泛应用中,LPWAN可使用集中器组建为私有网络,也可利用网关连到公有网络上去。
LPWAN因为跟LoRaWAN名字类似,再加上最近的LoRaWAN在IoT领域引起的热潮,使得不少人对这两个概念有所混淆。事实上LoRaWAN仅仅是LPWAN的一种,还有几种类似的技术在与LoRaWAN进行竞争。
概括来讲,LPWAN具有如下特点:
• 双向通信,有应答
• 星形拓扑(一般情况下不使用中继器,也不使用Mesh组网,以求简洁)
• 低数据速率
• 低成本
• 非常长的电池使用时间
• 通信距离较远
LPWAN适合的应用:
• IoT,M2M
• 工业自动化
• 低功耗应用
• 电池供电的传感器
• 智慧城市,智慧农业,抄表,街灯控制等等
LoraWAN和Lora之间关系
虽然一样是因为名字类似,很多人会将LoRaWAN与LoRa两个概念混淆。事实上LoRaWAN指的是MAC层的组网协议。而LoRa只是一个物理层的协议。虽然现有的LoRaWAN组网基本上都使用LoRa作为物理层,但是LoRaWAN的协议也列出了在某些频段也可以使用GFSK作为物理层。从网络分层的角度来讲,LoRaWAN可以使用任何物理层的协议,LoRa也可以作为其他组网技术的物理层。事实上有几种与LoRaWAN竞争的技术在物理层也采用了LoRa。
LoraWAN的主要竞争技术
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如今市场上存在多个同样使用LoRa作为物理层的LPWAN技术,例如深圳艾森智能(AISenz Inc)的aiCast。aiCast支持单播、多播和组播,比LoRaWAN更加复杂完备。许多LoRaWAN下不可能的应用因此可以实现。
Sigfox使用慢速率的BPSK(300bps),也有一些较有前景的应用案例。
NB-IoT(Narrow Band-IoT)是电信业基于现有移动通信技术的IoT网络。其特点是使用现有的蜂窝通信硬件与频段。不管是电信商还是硬件商,对这项技术热情不减。
关键技术Lora简介
LoRaWAN的核心技术是LoRa。而LoRa是一种Semtech的私有调制技术(2012收购CycleoSAS公司得来)。所以为了便于不熟悉数字通信技术的人们理解,先介绍两个常见的调制技术FSK与OOK。选用这两个调制方式是因为:
1这两个是最简单、最基础、最常见的数字通信调制方式
2在Semtech的SX127x芯片上与LoRa同时被支持,尤其是FSK经常被用来与LoRa比较性能。
OOK
OOK全称为On-Off Keying。核心思想是用有载波表示一个二进制值(一般是1,也可能反向表示0),无载波表示另外一个二进制值(正向是0,反向是1)。
在0与1切换时也会插入一个比较短的空的无载波间隔,可以为多径延迟增加一点冗余以便接收端解调。OOK对于低功耗的无线应用很有优势,因为只用传输大约一半的载波,其余时间可以关掉载波以省功耗。缺点是抗噪音性能较差。
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FSK
FSK全称为Frequency Shift Keying。LoRaWAN协议也在某些频段写明除LoRa之外也支持(G)FSK。FSK的核心思想是用两种频率的载波分别表示1与0。只要两种频率相差足够大,接收端用简单的滤波器即可完成解调。
对于发送端,简单的做法就是做两个频率发生器,一个频率在Fmark,另一个频率在Fspace。用基带信号的1与0控制输出即可完成FSK调制。但这样的实现中,两个频率源的相位通常不同步,而导致0与1切换时产生不连续,最终对接收器来讲会产生额外的干扰。实际的FSK系统通常只使用一个频率源,在0与1切换时控制频率源发生偏移。
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GFSK是基带信号进入调制前加一个高斯(Gaussian)窗口,使得频率的偏移更加平滑。目的是减少边带(Sideband)频率的功率,以降低对相邻频段的干扰。代价是增加了码间干扰。
对于这一方面的研究实验发现:学习Lora调制技术的一些准备及发现
然而,对于“悠久历史积累”和高安全、易部署等综合优势的LoRa阵营来说,最近几年里,在技术和落地方面虽取得了长足的进步,但离真正的规模、解决行业客户的切实问题是有着不小的差距。那么,究竟是技术壁垒突破较难?产业链生态不健全?亦或者是商业模式限制了从业者对市场规模的想象?对于LoRa产业链的广大从业者而言,找到制约LoRa技术大规模发展的瓶颈,并联手产业合力突围对推动产业良性发展至关重要。
物联网在以下几个领域的应用比较广泛:
1、智能交通
物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁,也能够根据光线强度对路灯进行自动开关控制
2、数字家庭
在连接家庭设备的同时,通过物联网与外部的服务连接起来,实现服务与设备互动。
3、定位导航
物联网与卫星定位技术、GSM/GPRS/CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合,能够在互联网和移动通信网络覆盖范围内使用GPs技术,使用和维护成本大大降低,并能实现端到端的多向互动。
4、现代物流管理
通过在物流商品中植入传感芯片(节点),供应链上的购买、生产制造、包装/装卸、堆栈、运输、配送/分销、出售、服务每—个环节都能无误地被感知和掌握。
5、食品安全控制
通过标签识别和物联网技术,可以随时随地对食品生产过程进行实时监控,对食品质量进行联动跟踪,对食品安全事故进行有效预防,极大地提高食品安全的管理水平。
6、零售
RFID取代零售业的传统条码系统(Barcode),使物品识别的穿透性(主要指穿透金属和液体)、远距离以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。
7、数字医疗
以RFID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现对病人不问断地监控、会诊和共享医疗记录,以及对医疗器械的追踪等。而物联网将这种服务扩展至全世界范围。RFID技术与医院信息系统(HIS)及药品物流系统的融合,是医疗信息化的必然趋势。
8、防入侵系统
通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点,防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。
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