物联网rfid解决方案（共9篇）
数字油田概述
石油是人类赖以生存的主要资源之一，影响着工农业建设，关乎着一个国家的经济发展。石油行业分为上中下三个产业链，其中上游由油气勘探、开发及工程组成；中游主要指油气储运及炼化，如管道输送、油气罐藏与运输、成品油炼化等；下游包括油气销售以及石油化工等油气处理。
数字油田（digital oil field）的概念最早可追溯到1991年，在当时的《Oil&Gas》杂志上就出现了智能油田的词汇和论述。但是，当时数字油田还是一个较为模糊的概念，尚处于构想阶段，不过，其基本思想得到了普遍认可。国内最早提出数字油田概念的是大庆油田，其将数字油田概念定义为：以油气田为研究对象，以石油气的整个生产流程为线索，建立勘探、开发、地面建设、储运销售以及企业管理等多专业的综合数据体系，并将各专业的数据和应用系统进行高度融合，在建立油气田生产和管理流程优化应用模型的基础上，利用可视化技术和模拟仿真以及虚拟现实等技术对数据实现可视化和多维表达，并且通过智能化分析模型，为企业经营管理提供辅助决策信息，进一步挖掘生产和管理环节的潜力，使信息化建设更好地服务于企业生产和管理，为油气田企业的发展创造良好的信息支撑环境。
所以，从广义角度看，数字油田可以说是油田信息化和自动化的代名词，即以信息为手段全面实现数字化采油、数字化集输、数字化经营、数字化管理。
1.2 数字油田RFID需求分析
随着油田工业的发展以及自动化水平的提高，整个油田的生产、管理、销售由传统方式向数字化发展，而数字油田需要融合先进的信息技术、自动控制技术、计算机技术、自动识别技术、通信技术等，对油田作业及经营实现数字化、智能化管理，其中，RFID技术作为先进的自动识别技术，通过把物品与互联网、物品与物品相连接，实现智能化识别、定位、监控、管理，而应用RFID技术打造数字油田已成为未来发展趋势。
数字油田建设中使用RFID技术的两大典型应用场景是油田车辆出入管理以及地下管网定位管理。
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油田车辆出入管理需求分析
由于油田工作区域跨度大，关联单位多，内部车辆多，这就使得车辆出入管理面临较大挑战。而传统的车辆出入管理多为人工核查放行，使得出入通行效率低，人工运营管理成本高；加之油田作业区域及关键加工区对于车辆出入有极为严格的限制，只有内部有通行权限的车辆方可进出，而传统纸质通行证易伪造，人工检查对其真伪无法辨别，极易出现错放漏放的现象。
综合分析油田车辆出入管理需求，需要实现自动、高效、精确的车辆出入核查及管理，需要智能化、自动化监控车辆进出各区域的信息。 油田地下管网定位管理需求分析
由于地下油气管网复杂多样，这就使得对地下管道的定位带来了困难，加之图纸文档等标识不准或缺失，使得很难准确获悉管道的位置，从而影响管道探测、巡检及维修；另外，对于养护人员对油气管道的巡检情况，无有效手段监督及跟踪。综合分析油田地下管网定位的需求，需要即时获取地下管道的精确路径、深度，掌握地下管线转弯或穿越的情况，同时，快速定位地下目标设施，加强智能化人员巡检监控。
针对以上需求，提出了基于RFID的数字油田系统解决方案，应用RFID技术实现油田车辆的智能化出入管理以及地下管网的智能化定位。
第2页 2.1 数字油田系统解决方案
系统概述
数字油田系统解决方案针对油田各单位、作业区对于车辆出入管理以及对于地下管网定位的需求，应用RFID技术、GPS全球定位系统、GIS电子地图、视频监控、移动无线通信、信息技术和计算机网络等技术，通过在作业区、单位出入口部署RFID读写设备，实现车辆身份识别以及区域进出管理；通过在地下管网安置电子标识器，实现地下管网的探测及定位，利于管道维护及管理。
2.2 系统架构
面向车辆出入管理及地下管网定位的RFID的数字油田系统解决方案。整体系统架构如图所示。
图2-1整体架构图
数字油田系统秉承了物联网的系统架构，由感知层、网络层、应用层组成。1)感知层
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车辆出入管理应用的感知层设备主要包括RFID设备以及其他车辆出入管理外设。其中，RFID设备主要包括粘贴在车辆挡风玻璃上的电子标签（即电子车牌）、阅读器以及人员IC卡；车辆出入管理外设包括声光报警显示设备、道闸、抓拍设备、显示屏等。
地下管网地位应用的感知层设备包括电子标识器和探测仪，其中电子标识器埋设在地下管线附近，探测仪通过查找电子标识器来准确定位地下管线。2)网络层
网络层是依托现有成熟的无线、有线网络技术，为信息传输提供通道，将感知层所采集的信息高效、实时的传输到应用层。3)应用层
应用层主要包括车辆出入管理应用子系统及地下管网定位应用子系统，实现车辆出入管理控制功能以及地下管网定位管理的功能。
2.3 系统组成
数字油田系统按照应用又可以分为数字油田车辆管理子系统以及地下管网定位子系统。
2.3.1 车辆出入管理子系统
数字油田车辆出入管理系统使用电子标签替代传统通行证，根据车辆进出区域权限，实现油田作业区及各单位的车辆出入管理，同时实现车辆进出时间、进出区域的信息监控，也可扩展应用到为驾驶员发放人员卡，从而实现驾驶员身份的联动检测，另外，也可在油田住宅区等地实现停车场管理等扩展应用。
车辆出入管理子系统由车辆管理入口子系统、车辆管理出口子系统、发卡子系统、管理中心组成。
车辆管理入口子系统
车辆管理入口子系统主要由RFID阅读器、视频识别及抓拍设备、控制器以及道闸、声光告警指示等设备，完成车辆自动识别、设备控制、信息提示、告警以及与管理中心进行信息传输，入口管理子系统以控制器作为系统核心，实现对入口外设的控制以及数据采集设备的接入。
入口车辆管理具体流程：地感线圈检测到有车辆驶入，触发阅读器读取车辆电子标
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签信息，同时触发摄像机对车辆车牌进行拍照，通过读取标签信息判断车辆是否具有进入该区域权限，以控制道闸是否开启，同时在显示屏上显示车辆信息、入口时间等，如车辆不具备进入权限或未安装电子标签，会触发声光报警设备进行指示，予以禁入。
如进行扩展应用，需对驾驶员进行进出权限识别，车辆驶进阅读器读取权限范围内，驾驶员将人员卡伸出车外，以便阅读器同时读取驾驶员进出权限信息，同时，匹配车辆进去权限，予以放行或禁入。
图2-2车辆管理入口系统工作流程示意图
车辆管理出口子系统
车辆管理出口子系统同入口子系统组成及工作流程基本相同，在出口阅读器读取车辆进出权限，予以放行，对于无权限车辆，进行黑名单记录，同时记录车辆出口时间，用以计算车辆在区域逗留时间。 发卡子系统
发卡子系统可根据需要，布置在车场、单位入口处等地方，由发卡器、电子标签、电脑、服务器组成，主要实现对油田厂区内部车辆卡发行、外来车辆临时卡的发行，如有对人员管理的需求，也可实现对驾驶员卡的发行。
具体工作流程：选用陶瓷电子标签作为内部车辆卡，通过发卡器向标签写入车牌号、第5页
档案号、所属单位及车队、进出各区域权限、车辆养护信息等，然后将发行过的电子标签粘贴在车辆上，由于采用防拆卸技术，电子标签一经粘贴无法进行复用。对于外来临时车辆，为其发放PVC临时卡，写入车辆信息；如扩展到人员权限管理，可引入人员卡的发放。
油田内部车辆进出区域权限可能会不定期变化，针对此情况，可以使用手持机完成标签信息的更改，修改车辆的通行权限。 管理中心子系统
管理中心子系统主要包括数据库、应用服务器以及监控计算机，管理软件，主要完成系统的实时显示、人员管理、权限管理、数据库管理、卡管理、设备管理、日志管理以及查询统计等功能。 泊位引导子系统（可选）
泊位引导子系统主要应用于区域停车场等环境，由监控计算机、车位控制器、车位传感器、系统引导屏及场内提示牌组成，可以实时检测停车场内车位占用状况，并对车位状况进行统计，实时提示场内车位状况，指引驾驶员快速停放车辆。
2.3.2 地下管网定位子系统
地下管网定位子系统，可以对密集的地下管线（油气管道等）和重要设施进行标识，从而准确、安全、快速的进行定位，提高了管理水平和工作效率，同时也避免了使用和维护工作中潜在的危险。该系统无缝集成GPS，可方便快捷的帮助工程人员找到目标地点，同时记录巡检路径。系统由前端采集及识别设备—电子标识器、标识器探测设备，后端管理中心—管理软件、管理主机、服务器等组成。系统架构如下图所示：
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图2-3地下管网定位子系统系统架构图
其中，地下电子标识器埋设在地下管线拐点处，埋设时存储了埋设地点和地下管线的详细资料；标识器探测设备用来识读地下电子标识器获取地下管线详细资料，内置的GPS模块，可导航查找地下管线。后端管理主机安装管理软件，与探测设备通讯交换地下管线的资料和日常管理信息，同时供查阅。
具体工作流程：首先在设计图纸上选择电子标识器安防的位置，将所需信息写入电子标识器中，然后将电子标识器掩埋在地下管线附近，通过探测设备可以快速查找。通过数字油田地下管线定位管理系统，可以即时获取地下管线精确路径及深度，快速定位地下目标设施，如阀门、T形分支、中间接头，快速识别和定位地下不同管线，快速掌握地下管线转弯或穿越等复杂情况，有效避免误开挖，提高施工速度，同时提供更为准确高效的地下管线信息实现管理。
2.4 2.4.1 相关产品介绍
电子标签
专门针对车载挡风玻璃设计的、具有高速高性能的UHF RFID可读写无源陶瓷标签，符合ISO 18000-6B/6C协议标准。
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产品特点：
读取距离远：贴在挡风玻璃内侧后有25m以上的读取距离，读取成功率高
性价比高：性能稳定，价格适中 安装方便，安全性高，防揭型设计 抗干扰，防静电，使用寿命长 符合RoHS要求
2.4.2 阅读器
专为室外环境设计的高性能无源UHF RFID电子标签阅读器，支持EPC C1 G2和ISO18000-6B协议标准，并可通过升级支持新的协议标准。
产品特点：
高接收灵敏度，专利技术保证有效提高识别率
高速运动识别，专利技术实现标签移动识别速度可达300km/h 自动定标专利技术，可远程、大动态、高精度调整输出功率，便于网络性能优化
专利技术实现天线应用模式收发分离/收发共用（可配置） 超强的处理能力，空口速率最高：前向160kbps，反向640kbps 快速标签识别，每秒可清点200个以上标签
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高抗干扰性，支持阅读器密集工作模式
高可靠性，在室外无需任何防雨、防尘设施，防护等级达到IP65 接口丰富，提供FE、RS232、RS485以及各类无线接口（选配），组网灵活
提供7路输入/输出双向开关量接口 内置电源适配器，支持交流直接输入 内置标签过滤功能，降低网络传输带宽需求
内置信息缓存功能，在系统通讯异常时仍能为用户保存关键数据
2.4.3 发卡器
专为配合用户在后台或者管理中心进行发卡管理所设计的无源UHF、HF多功能电子标签发卡器，支持EPC C1 G2、ISO18000-6B、ISO14443A协议标准，并可通过升级支持新的协议标准。
产品特点：
外形小巧、美观，有操作提示指示灯
适应频段广：既可用于UHF或HF单频标签的发放与管理，也适用于UHF与HF双频标签的发放与管理
协议兼容性好：支持EPC C1 G2、ISO 18000-6B、ISO14443A协议标准 支持以太网组网：支持标准的以太网网口协议，多个ZXRIS 6602可同时并行发卡业务，从而有效提高工作效率
操作维护方便：提供丰富的PC机动态链接库（DLL），支持二次开发
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2.4.4 手持机
专为移动环境设计的便携式无源UHF RFID电子标签阅读器，支持EPC C1 G2、ISO18000-6B和ISO14443协议标准，并可通过升级支持新的协议标准。
产品特点：
体积小，重量轻，结构紧凑，便于携带 集成PDA，界面友好，同时提供二次开发功能 功耗低，省电，不用时自动处于休眠模式 读写距离远，识别率高
输出功率可控，便于覆盖区域调整
支持一维、二维条码识读，支持一维、二维条码全协议
实时数据保存，既可保存在系统的存储卡中，也可通过无线方式与后台进行实时通讯
支持外扩T-Flash卡，容量可达4G 支持GPS定位功能 支持声光指示工作状态
设备操作简单，提供手写、触摸、按键等多种方式 人性化设计，充分考虑用户使用便捷性、舒适性和实用性 提供故障诊断与管理功能，方便用户、技术支持人员更好解决问题
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2.4.5 标识器探测设备
标识器探测设备可以适度地下电子标签和电子标签，管理时刻获取地下管线的详细资料，并生成管理信息。此外，探测设备还带有GPS模块可以导航查找地下管线。
产品特点：
显示屏：2.8寸，带按键操作 识读媒介：
地下电子标识器、普通电子标签 读写距离：
识读电子标识器：0.6-0.7m、1.4-1.5m、1.7-1.8m 识读电子标签：4-5cm 读卡方式：按钮触发 CPU：ARM7内核
内存：64M位FLASH，可记录30000条记录 通讯方式：USB接口
带GPS定位导航，GPS查找精度：<5米
电源：3.6V/4500mAH高容量可充电锂电池（带充电保护，充电进度显示） 功耗：静态小于250uA；读卡时最大500mA 电池待机时间：3个月
2.4.6 电子标识器
电子标识器采用先进的RFID技术，内置全球唯一的识别码，不需要电源。外部采用密封防水的高密度聚乙烯材料，能防潮、防酸碱、防腐蚀及充分抵抗外界环境影
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响的剧烈变化，低频工作频段，不易受外界环境影响。只要根据施工要求，将电子标识器安装在地下设施的重要位置上，然后随地下设施一同掩埋，不论地下设施材质和地表参照物如何变化均能发挥查找地下设施的作用，使用寿命长达50年。目前，可提供下图三款电子标识器。
第12页 3.1 基于RFID的数字油田解决方案优势
卓越的产品优势
拥有物联网全套产品，并秉承关键产品自研，边缘设备选择国内最有竞争力厂家的卓越产品原则，致力于为客户提供完善的解决方案、一揽子的服务。
依托多年的设备开发经验，领先的设计理念，多项专利技术，保证了自研设备的先进性，同时秉承执行严格的质量管理体系，始终坚持“质量第一”和“预防为主”的指导思想，在设计开发、生产、安装和服务等过程中实施标准化的管理和控制，保证了设备质量，致力于向客户提供“零缺陷”的产品与服务。
3.2 先进的系统设计能力
在系统设计方面，融入了云架构设计理念，通过运用模块化设计理念，可分可和的系统架构，提高了系统可扩展性实现了开放的系统构架；通过对信息的统一、集中的管理及共享，实现海量数据共享；通过云平台海量信息收集存储能力，实现了强大的数据分析。
3.3 完善的交付及服务保障
具有一套高效的售后服务机制，从而保障项目的顺利执行及提供售后服务保障。提供本地化的技术支撑和运维保障，建立本地备件库，提供系统的售后技术培训服务，提供7x24小时的技术支持和快速响应的现场排障服务，有利保障客户实时、方便、快捷地享受优质高效的技术支持服务，以及稳定可靠的售后保障。
物联网是在计算机互联网的基础上,利用射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)、二维码、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。其实质是利用RFID等技术,通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。物联网具有全面感知、可靠传递、智能处理等特点,是当今网络的发展趋向。
物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层相当于人体的皮肤和五官,网络层相当于人体的神经中枢和大脑,应用层相当于人的社会分工。
本文分析RFID系统的攻击者模型,提出一种RFID系统安全解决方案。
1 RFID系统的构成
一套完整的RFID系统,是由电子标签、阅读器、应用程序以及通信信道共同构成。其工作原理是阅读器发射特定频率的无线电波能量给电子标签,用以驱动电子标签电路将内部的数据送出,然后阅读器依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理,如图1所示。
电子标签由耦合元件及芯片组成,其中包含带加密逻辑、串行EEPROM、微处理器以及射频收发相关电路。电子标签具有智能读写和加密通信的功能,它通过无线电波与读写设备进行数据交换。读写器有时也被称为识读器,主要由无线收发模块、内/外置天线、控制模块及接口电路等组成。读写器可以将应用程序的读写命令传送到电子标签,可以将应用程序发往电子标签的数据加密,也可以将电子标签返回的数据解密后送到应用程序。应用程序主要完成数据信息的存储及管理、对标签的读写控制等。
2 RFID系统攻击者模型
RFID系统实际上是一个集无线和有线形式与一体的综合应用系统,它的安全问题存在于系统的各个层次,标签上的数据安全、标签和阅读器之间的射频通信安全、阅读器和数据库之间的网络通信安全、后端应用程序及数据安全等等。
RFID系统的通信信道由两部分组成,它们分别是:有线通信信道与无线通信信道。在无线通信信道中,根据不同的方向性,又可分为前向信道和反向信道。其中,阅读器到标签方向的信道称为“前向信道”;标签到阅读器方向的信道则称为“反向信道”。
RFID系统特殊的应用环境使其具有比Internet更多的安全隐患。RFID系统面临的攻击手段主要包括:窃听、跟踪、数据演绎、伪造、非法访问、篡改、重放、物理攻击和拒绝服务攻击等。
根据对RFID系统的安全风险分析,可以建立RFID系统的攻击者模型,如图2所示。
在模型中,攻击者可以从应用程序及后台数据库、有线通信信道、阅读器、前向信道、反向信道以及标签这六个方面对系统进行攻击,即系统的各个部分都有遭遇攻击的可能性。其中,对于应用程序及后台数据库,攻击者可能通过对目标系统进行非法访问以获取敏感信息。对于有线通信信道,攻击者可能窃听、篡改数据和干扰目标系统的正常通信。对于阅读器,攻击者可能通过窃听、频率分析等手段获取敏感信息或干扰目标系统的正常通信。对于前向信道,攻击者的主要的攻击手段是窃听。而对于反向信道,攻击者可能采用拒绝服务攻击、跟踪、哄骗、重放及窃听等多种攻击手段。最后,对于标签,攻击者可能通过版图重构、探测攻击、故障攻击及电流分析攻击等手段非法访问系统或篡改重要数据。
3 RFID系统安全解决方案
构建RFID系统安全解决方案,需要综合分析RFID攻击者模型,针对所有易受攻击的层次,分别提出合适的安全机制,共同构成RFID系统安全解决方案。
3.1 访问控制方案
根据RFID攻击者模型的分析,后台应用程序和数据库面临的安全威胁主要来自于非法访问,因此,需要采用安全有效的访问控制方案。
访问控制模型是从访问控制的角度描述安全系统,主要针对系统中主体对客体的访问及其安全控制。目前主要的访问控制模型有BLP模型、DTE模型和RBAC模型。其中BLP模型是多级安全模型,保护信息的机密性;DTE模型是多域模型,保护信息的完整性;RBAC模型是基于角色的访问控制模型,是授权模型。
RFID系统安全解决方案的访问控制方案遵循BLP模型、DTE模型以及RBAC模型来实现系统的安全策略。通过三种模型的相互作用和制约,保证系统中的信息以及系统自身的安全性。
授权策略RBAC是整个系统的基础,它通过为用户设置特定角色,影响特权控制、多域访问控制和强制访问控制等基本功能,控制系统中用户或对象的访问。而多域策略DTE和多级安全策略BLP是在授权策略授权的基础上,调用多域访问控制和强制访问控制功能,实现对用户或对象信息的完整性和机密性保护。
3.2 基于IPSec的安全信道
有线通信信道的安全通信主要有两种方法:在传输层利用SSL协议构建安全信道;在网际层利用IPSec协议组构建安全信道。根据RFID系统的特点,本解决方案采用IPSec协议组构建RFID系统中的安全通信信道。
IPSec协议组提供两种安全机制:认证和加密。认证机制使IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真实身份。加密机制通过对数据进行编码来保证数据的机密性,以防数据在传输过程中被窃听和篡改。
IPSec协议组包含Authentication Header(AH)协议、Encapsulating Security Payload(ESP)协议和Internet Key Exchange(IKE)协议。其中AH协议可以提供数据完整性确认、数据来源确认、防重放等安全特性,它能保护通信免受篡改,但不能防止窃听,适合用于传输非机密数据。ESP协议定义了加密和可选认证的应用方法,提供数据完整性确认、数据加密、防重放等安全特性,适合于传输机密数据。实际应用中可根据需要同时使用这两种协议或选择使用其中的一种。IKE协议用于密钥协商,可用于VPN,也可用于远程用户访问安全主机或网络。
IPSec支持两种封装模式:传输模式和隧道模式。在传输模式中,封装前后AH头和ESP头保持不变,而在隧道模式中,整个原数据包被当作有效载荷进行了封装。
由于采用AH协议的方案不能支持NAT穿越,不适用于复杂的网络环境,RFID系统安全解决方案的安全信道采用ESP协议进行认证和加密。此外,为适应各种不同的应用需求,本解决方案支持传输模式和隧道模式。
3.3 无线信道认证方案
RFID系统中阅读器、标签以及它们之间的无线信道的安全问题是RFID系统安全中最受关注的问题,依靠双向认证协议可以提供安全的无线信道并保护阅读器和标签不受非法访问。目前提出的认证方案主要有四类:基于Hash函数的认证方案;基于对称密钥的认证方案;基于公钥的认证方案和基于伪随机函数的认证方案。
基于Hash函数的方案包括Hash Locking协议、随机Hash Locking协议和Hash链协议等,只能提供认证功能,不提供加密功能。基于对称密钥的方案采用相同的密钥进行加密和解密操作,但在密钥交换的操作上比较困难,因此一旦发生密钥泄露,所有的标签就会被很容易读取及更改,有较大的安全隐患。基于公钥的方案虽然很容易解决密钥交换的问题,但基于公钥的加解密运算所需要的门电路比较多、功耗较大,在标签访问中应用比较困难。伪随机函数电路实现成本低,在低成本RFID标签中运行流畅且仅占用很小的芯片面积,因此研究者提出了多种基于伪随机函数的双向认证协议。
RFID系统安全解决方案中的无线信道认证方案采用Mahajivana提出的基于伪随机函数的双向认证协议。该协议使用了共享秘密s和一个伪随机函数以保护标签和阅读器之间的消息交互。协议包括三次消息交互。首先,阅读器发送hello消息,其中包含一个随机数1r。然后,标签回复随机数2r和σ=ID⊕fs(0,r 1,r 2)。最后阅读器识别该ID后,发送τ=ID⊕fs(1,r 1,r 2),供标签对阅读器进行认证。
3.4 物理安全方案
RFID标签远离系统,容易受到物理攻击。RFID系统安全解决方案提供的物理安全方案包括增强RFID标签自身功能和控制标签读写环境两个方面。
RFID系统物理安全方案要求RFID标签支持Kill和Blocker命令。Kill命令可以在标签终止使用后,通过执行该命令在物理上将标签毁坏,毁坏的标签无法再使用。Blocker命令可以在暂时不需要使用标签时,将标签设定为“隐私保护”状态,在“隐私保护”状态的标签禁止任何阅读器进行读写。当需要重新启用标签时,再取消标签的“隐私保护”状态。
RFID系统安全解决方案提供专用的电磁屏蔽网,当不希望标签被读写时,可将标签放入电磁屏蔽网中,使标签无法接收到读写器的信号,读写器也无法接收到标签的信号。
4 结论
RFID系统是物联网感知层中的关键技术。通过对RFID系统攻击者模型的分析,并综合考虑RFID系统中易受攻击的所有层次,本文提出了一种由访问控制方案、IPSec安全信道、伪随机函数双向认证协议和物理安全方案共同构成的RFID系统安全解决方案,该方案可以对RFID系统提供全方位的安全防护。
摘要：RFID系统是物联网感知层中的关键技术,由电子标签、阅读器、应用程序以及通信信道共同构成。RFID系统的各组成部分都面临严重的安全威胁。本文通过分析RFID系统的攻击者模型,提出了一种RFID系统安全解决方案,可以对RFID系统提供全方位的安全防护。
关键词：物联网,感知层,RFID,安全
参考文献
[1]Jeremy Landt.The history of RFID.IEEE.Volume:24 Issue:4.8-11.2005.
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[4]Singlelee.Location verification using secure distance bounding protocols.MASS,7pp.-840,2005.
而一个月前的2月6日，中国移动推出了最新的手机支付，北京移动的客户只需要在当地的移动营业厅将手机卡更换为RFID－SIM卡，并为与SIM卡绑定的电子钱包充值，就可以在物美和美廉美超市的收银台刷手机结账了。
手机支付只是RFID的一个基础应用，RFID将支撑整个物联网产业从虚幻的概念到切实的应用。
RFID是Radio Frequency IDentification的英文缩写，即射频识别，又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术。它通过无线电讯号识别特定的目标，并读写相关的数据，而不需要识别系统与这个目标有机械或者是光学接触。它无须人工干预，可用于各种恶劣环境，可识别高速运动的物体，可同时识别多个标签，操作快捷方便。第二代身份证、奥运门票都内置RFID芯片，而高速公路上的ETC电子不停车收费系统也使用了RFID技术。
埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术：“第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。”
中国移动推出的RFID－SIM卡类似于北京等地的公交一卡通卡，通过内部集成的RFID芯片记录手机钱包的余额，交换刷卡消费的数据。商户的手机支付POS机就是阅读器，而消费者手机的RFID芯片就是标签。事实上，公交一卡通卡，也内置RFID芯片，而不同的是手机钱包可以通过移动运营商与银行的合作，实现无线充值和远程结算，这样从充值到消费的所有过程都可以通过一部手机来完成。
实际上通过RFID手机，移动运营商起到了一个消费支付平台的作用，这有点类似于在电脑上使用淘宝的支付宝、腾讯的财付通等互联网第三方支付平台。但是手机的普及性和易用性远远超过电脑，再加上规模庞大的用户群，一旦手机支付像日本和韩国一样走向成熟，运营商的巨额的资金沉淀效益和手续费收入可想而知。运营商通过手机这个载体，将用户直接接入电子商务市场，完成电子商务的各项功能。
2010年上海世博会，我们可以携带一部安装RFID－SIM卡的手机，先去星巴克或者麦当劳“刷”机购早餐，之后刷手机乘坐地铁，到达世博园区后，刷手机验证电子门票，在场馆内参观时如果渴了，也可以在自动购物机上刷手机购买饮料和水，这就是手机支付，手机卡已经集公交卡、超市卡甚至是银行卡于一身。而这仅仅只是RFID的一个基础的应用，RFID将支持整个物联网行业的兴起。
简单地说，物联网就是“物物相连的互联网”。物联网基于互联网，其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间。物联网通过RFID装置、GPS等信息传感设备，按照对应的通讯协议，把任何的物品和互联网相连接，进行通信和信息交换，以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。
RFID技术在物联网应用的领域非常的广泛，经常提到的包括物流和供应链管理、电子病历、邮件追踪、ETC电子自动收费系统、门禁控制、电子客票、圖书馆管理、农产品原产地追溯、钞票防伪、野生动物识别与保护。RFID技术可以实现从产品设计、原料采购、半成品和成品的生产、运输、仓储、物流、销售，甚至是退换货处理和售后服务等所有供应链环节的实时监控，准确掌握产品的各种信息，包括生产地点、出厂日期、数量、颜色、尺寸、到达地点、收货人等等。美国食物和药物管理局FDA甚至允许VeriChip公司把RFID芯片直接植入人体，让使用者不需携带卡片也可被识别。
实际上，RFID在中国也并不是个“新鲜事物”，目前许多领域都得到了实际运用。比如，北京首都国际机场三号航站楼拥有世界上最先进的行李传送系统，这套系统可以每小时分拣传送超过19000件行李，并且以每秒11米的速度高速传送，在不到25分钟的时间内就可以将每一件行李从值机柜台准确传送到远停机坪的飞机上。怎样保证行李在高速情况下不掉出传送带呢，系统将行李装入安装着RFID标签的托盘小车中，实时监测，在托盘小车飞快地驶向正确的登机口之前，旅客的信息和行李的目的地信息在瞬间已经被预先写入RFID标签中。
随着中国企业信息化的进程的推进，RFID技术将逐渐扩大到更加广泛的领域，而RFID的成本也会随着应用的推广和市场的扩大而逐步降低。
教学评价
教学评价
教学评价一般包括对教学过程中教师、学生、教学内容、教学方法手段、教学环境、教学管理诸因素的评价，但主要是对学生学习效果的评价和教师教学工作过程的评价。教学评价的两个核心环节：对教师教学工作（教学设计、组织、实施等）的评价——教师教学评估（课堂、课外）、对学生学习效果的评价 ——即考试与测验。评价的方法主要有量化评价和质性评价。教学评价是对教学工作质量所作的测量、分析和评定。它包括对学生学业成绩的评价，对教师教学质量的评价和进行课程评价。
教学评价有助于提高教师对学生表现性评价的意识和能力，提高教师教学设计的能力、教学方法的灵活运用能力。
学业评价是运用恰当的、有效的工具和途径，系统地收集学生在各门学科教学和自学的影响下认知行为上的变化信息和证据，并对学生的知识和能力水平进行价值判断的过程。
以工作过程为导向的专业核心课程的设计与实施是理论实践一体化的课堂教学，在学习的内容、学习方法、达到的学习目标等方面较传统课堂教学提出了更高的要求。研究探索工作过程导向专业核心课程学生学业评价，明确规定学生学业考评的原则、依据、方法等，有助于提高教师对学生表现性评价的意识和能力，提高教师教学设计的能力、教学方法的灵活运用能力，以学业评价为教学设计与教学实施出发点和归宿，提高教学质量；有助于促进学生学习能力、实践能力、创新能力的形成与提高，进而成长为适应社会主义经济建设，适应首都社会经济发展的专业技能型人才；有助于促进我校教学管理的科学性，形成我校人才培养的比较优势，提升我校为经济社会发展服务的能力有着重大的意义。
通过评价展示学生的进步和达到的学业水平以及创新的成果，促进学生的反思和进步。引导学生不断增强达成专业学习目标的信心，积极、主动地学习，实现职业理想，引导学生注重过程性学习、方法能力的学习，为学生的长足发展打下基础，引导学生逐步提高专业能力，完成课程标准，激发潜能，探索创新，为学生职业成长奠定下坚实的基础；引导学生不断增强社会责任感，诚实守信、遵纪有礼，勤劳勇敢、团结协作、积极进取，促进学生成长为具有社会主义优秀品质，适应社会经济发展的技能型人才，全面地，最大可能促进每个学生的发展。教学评价有反馈功能。通过教学评价，能使教师和学生知道教学过程的结果，及时地提供反馈信息。反馈信息在教学中具有重要的调节作用。信息工程学表明，只有通过反馈信息来调节行为，才有可能达到一定的目标。教师获得评价的反馈信息，能及时地调节自己的教学工作，能使教师了解自己的教学方法和教学过程组织中的某些不足，诊断出学生在学习上存在的问题与困难；可使教师明确教学目标的和实现程度，明确教学活动中所采取的形式和方法是否有利于促进教学目标的实现，从而为改进教学提供依据。学生获得反馈信息，能加深对自己当前学习状况的了解，确定适合自己的学习目标，从而调整自己的学习。此外，还能起到激发学生学习动机的作用。研究表明，经常对学生进行记录成绩的测验，并加以适当的评定，可以有效地激发并调动学生的学习兴趣，推动课堂学习。
教学评价可以起到强化功能。教学评价可以调动教师教学工作的积极性，激起学生学习的内部动因，维持教学过程中师生适度的紧张状态，可以使教师和学生把注意力集中在教学任务的某些重要部分。实验证明，适时地、客观地对教师教学工作做出评价，可使教师明确教学中取得的成就和需要努力的方向，可促使教师进一步地研究教学内容、教学方法，以提高自己的教学水平。
对于学生来说，教师的表扬、鼓励、学习成绩测验等，可以提高学习的积极性和学习效果。同时，评价能促进学生根据外部获得的经验，学会独立地评价自己的学习结果，即自我评价。自我评价有助于学生成绩的提高。
智能农业基于物联网技术的农产品溯源服务平台解决方案
一、简述概论
智能农业基于物联网技术的农产品溯源服务平台解决方案，可以提高农产品的安全水平，减少了食源性疾病的危害，更加充分地保障公共健康;提高了公众对农产品安全体系的认识，增强消费者卫生意识，为消费者提供全面的历史信息。
农产品质量追溯系统包含整个智慧农业的全流程跟踪管理，是主干道，涉及农户、合作社、生产企业、农资供销商、产品销售商、政府和消费者，贯穿了农产品生产基地管理、种植养殖过程管理、采摘收割、加工、储存、运输、上市销售、政府监管的各个环节。追溯平台涉及到的各子系统为智慧农业的某一环节服务，并将采集到的信息即时传送到追溯平台，最终在追溯平台上进行全流程的展现，实现“质量可监控，过程可追溯，政府可监管”。
农产品全程质量安全管控和追溯服务系统以农产品生产、流通、销售产品为研究对象，以生产企业直至销售终端(超市或社区便民服务中心)为基本模式，分别完成了三个部分的系统设计。第一部分是产品部分：生产厂家可通过终端软件录入农产品从土壤耕作、种子选取、发芽、幼苗、开花、结果、收获、储藏、运输等各个阶段的土壤养分、温湿度、光照强度、水质监测、农药化肥使用、采摘时间、作物名称、数量等情况进行全面了解；第二部：将各个阶段的情况录入软件平台，上传数据到中心数据库，在农产品包装时，通过一定的编码规则，生成带有产品生产档案信息的条码，这便是电子标签；第三部分：消费者买到带有电子标签的农产品时，可以通过质量追溯系统中的网站、手机短信、超市扫描机等不同平台输入标签上的条码，即可查询产品情况。而对于农产品质量安全监管部门和消费者都可以通过对商品的追溯结果和所涉及企业的生产、销售等各个环节的查询与跟踪，监管部门可实现对农产品安全以及相关农企的有效监管，消费者也可有效维权。
食品安全问题关系到广大人民群众的身体健康和生命安全，关系到经济发展和社会稳定，历来受到高度的关注与重视，然而近年来食品安全问题日益突出，国际上疯牛病、口蹄疫和禽流感等疾病相继爆发和传播，而国内也发生了苏丹红、永年大蒜和劣质奶粉等食品质量问题。究竟原因是食品的生产过程存在众多问题，产品生产、物流信息，检疫检测信息等均有太多人工参与，各操作环节均容易产生错误/虚假信息，且各个不相关环节间很难做到信息核实，影响产品整体管理及信息查询;另外产品生产、物流、经销、检疫检测等各个环节的操作信息，难以做到信息流整体的监察管理;无法将监察管理信息传递到普通市民手中，真正的食品安全卫生上做到安心，放心，舒心。
中国农业物联网领航者——托普云农物联网！
二、项目意义
构建农产品溯源管理服务平台是提高农产品安全的一项重要手段，该平台的建立有以下重要意义：
1、对于消费者来说，可以提高农产品的安全水平，减少了食源性疾病的危害，更加充分地保障公共健康;提高了公众对农产品安全体系的认识，增强消费者卫生意识，为消费者提供全面的历史信息，从而使消费者了解实情，消费者可以掌握供方信息决定是否购买。
2、对于企业来说，系统的建立有助于降低总生产成本，企业往往因为产品不合格，导致保质期缩短，迫使企业频繁回收其产品，导致了企业的管理费用增加，系统的建立可以事先预测危害的原因与风险的程度，因此，可以通过管理将生产过程中的风险降低到最低水平，同时可以强化企业的责任感，良好的产品质量将不断增强消费者的信心，质量良好的企业将受到消费者的青睐，可以增加企业的信誉，并赢得大量的市场机会，降低商业风险。
3、对于政府来说，产品质量的提高有助于改善公众健康状况，减少公众健康支出，有质量问题的产品能够及时召回，减少了公众得病的几率，减少了因农产品原因带来的疾病的传播，减少了政府在公众健康上的支出，而且可以提高政府职能机构的执行能力及决策能力，为农产品生产提出合理的指导建议，并为人民的健康保驾护航。
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三、项目建设内容
追溯包括跟踪和溯源两个方面。跟踪是指从供应链的上游至下游，跟随一个特定单元或一批产品运行路径的能力;溯源是指从供应链的下游识别一个特定单元或者一批产品来源的能力。食品安全追溯通过对个食品生产各环节信息的连接与记录，实现食品整个生命周期的跟踪与溯源。
RFID食品追溯管理系统将利用RFID先进的技术并依托网络技术、及数据库技术，实现信息融合、查询、监控，为每一个生产阶段以及分销到最终消费领域的过程中提供针对每件货品安全性、食品成分来源及库存控制的合理决策，实现食品安全预警机制。RFID技术贯穿于食品安全始终，包括生产、加工、流通、消费各环节，全过程严格控制，建立了一个完整的产业链的食品安全控制体系，形成各类食品企业生产销售的闭环生产，以保证向社会提供优质的放心食品，并可确保供应链的高质量数据交流，让食品行业彻底实施食品的源头追踪以及在食品供应链中提供完全透明度的能力。
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四、系统功能
1、农产品安全生产管理
以农业生产者的生产档案信息为基础，实现对基础信息、生产过程信息等的实时记、生产操作预警，生产档案查询和上传功能。
2、农产品流通管理
以市场准入控制为设计基础实行入市申报，对批发市场经营者进行管理，记录其经营产品的交易情况，实现批发市场的全程安全管理。
3、农产品质量监督管理
实现相关法律法规、政策措施的宣传与监督功能；同时完成企业、农产品信息库的组建、管理和查询及分配管理防伪条码等功能。
4、农产品质量追溯
综合利用网路技术、短线技术、条码识别技术等，实现网站、POS机、短信和电话号码于一体的多终端农产品质量追溯。
通过食品追溯系统的建设，解决了因为油污、潮湿等原因造成的对条码的损坏而不能准确读出数据的问题，不仅可以追溯养殖与加工业的疫病与污染问题，还可以追溯养殖过程中滥用药、加工过程中超范围超限量使用添加剂，改变以往对食品质量安全管理只侧重于生产后的控制，而忽视生产中预防控制现象，完善食品加工技术规程、卫生规范以及生产中认证的标准，带动行业的整体进步，全面提升我国食品行业的水平。
四、系统特点
1、利用RFID 的优势特性达到对食品的安全与追溯的管理，相比记录档案追溯方式更加高效、实时、便捷。
2、在食品供应链中提供完全透明的管理能力，保障食品安全全程可视化控制、监控与追溯，并可对问题食品召回。
3、可以全面监控种植养殖源头污染、生产加工过程的添加剂以及有害物质、流通环节中的安全隐患。
4、可以对有可能出现的食品安全隐患进行有效评估和科学预警提供依据。
5、数据能够通过网络实现实时、准确报送，便于快速高效做更深层次的分析研究。
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6、消费者可通过互联网或者短信、语音电话等多种手段查询所购买食品的完整追踪信息。
7、政府可以实现对农产品的无缝隙监管，并且可以根据相关信息为农业生产及发展提出指导性建议或决策。
农业物联网农产品安全溯源系统的特点：
8、农产品溯源系统是农产品从初级阶段到深加工建立了一个详细的数据库，一旦出现安全问题，能即时发现、即时处理，减少损失，同时也规范了种植和加工对农产品企业品牌也有促进作用；
9、农产品的种植、加工、储藏、运输及销售的全过程监控，解决了之前消费者使用后才发现问题的弊端，完善了食品安全监督体系；
10、可将携带农产品信息的RFID标签的信息转换成含有农产品信息的一维或二维条码标签，保证信息链的流通。为企业提供了科学的管理平台，二维码或RFID的智能管理，使食品保鲜、出入库管理更科学，效益提高，市场竞争力增强；
11、追溯系统可与物联网农业智能监测等系统共享数据库，数据库更安全，可靠性更高；
12、充分发挥无线射频技术（RFID）的优势，识别方便、灵活、抗污染、适合批量作业。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things(IoT)”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。
物联网技术
在物联网应用中有三项关键技术
1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
物联网误区
误区之一
把传感网或RFID网等同于物联网。事实上传感技术也好、RFID技术也好，都仅仅是信息采集技术之一。除传感技术和RFID技术外，GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。传感网或者RFID网只是物联网的一种应用，但绝不是物联网的全部。
误区之二
把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完全开放、全部互连、全部共享的互联网平台。实际上物联网绝不是简单的全球共享互联网的无限延伸。即使互联网也不仅仅指我们通常认为的国际共享的计算机网络，互联网也有广域网和局域网之分。
物联网既可以是我们平常意义上的互联网向物的延伸;也可以根据现实需要及产业应用组成局域网、专业网。现实中没必要也不可能使全部物品联网;也没必要使专业网、局域网都必须连接到全球互联网共享平台。今后的物联网与互联网会有很大不同，类似智能物流、智能交通、智能电网等专业网;智能小区等局域网才是最大的应用空间。
误区之三
认为物联网就是物物互联的无所不在的网络，因此认为物联网是空中楼阁，是很难实现的技术。事实上物联网是实实在在的，很多初级的物联网应用早就在为我们服务着。物联网理念就是在很多现实应用基础上推出的聚合型集成的创新，是对早就存在的具有物物互联的网络化、智能化、自动化系统的概括与提升，它从更高的角度升级了我们的认识。
误区之四
把物联网当成个筐，什么都往里装;基于自身认识，把仅仅能够互动、通信的产品都当成物联网应用。如，仅仅嵌入了一些传感器，就成为了所谓的物联网家电;把产品贴上了RFID标签，就成了物联网应用等等
射频识别技术 (RFID) 是物联网的关键技术。二战时期RFID技术就以被盟军用来识别敌我双方飞机和军舰。由于该技术领域成本较高, 战后一直被用于军事领域, 很少在民用领域应用。随着以后电子技术和芯片技术的发展, RFID技术率先被用在公路收费等民用领域。到二十一世纪, 射频技术应该来了高速发展的阶段, 在民用领域的价值引起了大家的关注, 特别是欧美等发达国家。射频技术 (RFID) 被广泛应用于公路收费、停车管理、货物跟踪等领域, 其应用范围还在不断扩展中。
RFID射频技术是一种非接触的自动设别技术, 不必经过人工干预即可通过射频完成扫描目标对象获取相关信息, 其可用于工作环境恶劣的地区。给予自动识别技术的这一工作特点, 可以这样对自动识别技术给予定义:利用识别装置, 通过识别装置和被识别物体上装置的互动, 能够自动的读取识别物体的数据信息, 然后将数据信息传递给后台计算机完成相应处理的一种技术。即使是高速运动的物体也可同时识别多个, 操作简单方便。RFID系统构成非常简单, 仅仅需要两个简单器件, 系统主要用于对物体的控制、检测和跟踪。该系统主要要询问器 (阅读器) 和应答器 (标签) 两大基本器件构成, 其基本工作原理是:解读器发射射频信号, 应答器捕获信号后经感应电流把存储在芯片中的信息发送给阅读器;解读器接受到数据信息后在把数据信息传递给计算机系统对数据进行进一步的处理。电子标签 (TAG) 、阅读器 (READER) 构成的应答器及应用软件构成了一套完整的RFID系统。从阅读器和应答器之间的感应方式上来看大致可以将RFID划分为两种既是感应耦合、向后散射耦合。感应耦合一般被低频的RFID采用, 向后散射耦合则多被高频所采用。作为RFID系统的信息控制和处理中心的阅读器根据使用的结构及技术可以划分为读/写装置。接口模块、收发模块、耦合模块、控制模块等共同构成了阅读器。继承电路芯片则是应答器的主要部件, 他的能量是有阅读器提供, 阅读器产生的射频波则为应答器提供能量。应答器与阅读器之间的信息流通一般是通过简单的问答是方式进行的, 这也决定了阅读器提供的时序关系比较严格, 两者之间的的数据是双向交换, 应答器通过载波的负载调制方式向阅读器传递数据信息, 而阅读器则是通过载波间隙、编码调制等方式向应答器传递数据信息。
二、射频识别技术 (RFID) 在我国的应用现状
我国在21世纪初期对RFID进行了试探性的应用, 得到国家政策的大力支持, 然后《中国RFID技术政策白皮书》的发布, 标志着我国已经将其提高到了战略发展的层面。到现在我国的已经有数百家企业参与到了RFID行业, 已经形成了从设备制造到软件开发等一个完整的产业链, 据有关专家估计未来几年内我国的RFID产业将保持快速发展。但是我国现在物流行业实施RFID技术的企业还是为数不多。自从经济危机开始以来, 我国许多物流公司对R F I D在物流行业的发展都产生了失望和怀疑, 什么原因阻碍了RFID产业在我国的发展?
第一, 我国的信息化的总体水平不高, 妨碍了充分发挥RFID的技术发挥作用。RFID是一种信息技术, 基本功能是快速准确的采集数据。进一步分析处理采集的数据, 以达到降低成本、提高效率的目的。换句话说只有一个企业的信息化达到一定的水平才能实施RFID, 才能够使RFID系统能够和公司的ERP等信息有效的集成在一起, 其作用才能更充分发挥。
第二, 实施RFID的成本费用还比较高, 高额的费用支出让许多企业望而退步。我国企业不仅仅是这样, 即使是西方发达国家企业费用支出也是一大发展障碍。这正如前段所说的那样, 二战时候射频识别技术就已经诞生了, 但是直到21世纪初期才广泛应用, 这很大原因就是因为高额的成本费用阻碍了其发展应用。我国境内现在一张RFID标签也在一元以上, 车载使用的ETC则高大400多元, 高成本的投入使得RFID的投资回报具有很大的风险, 这也决定了其大多被应用在高利润、高价值的商品行业。
第三、行业标准尚未统一, 贸然实施会带来不确定风险。尽管RFID起源很早, 但目前还没有形成全球统一的技术标准, 中国在标准制定领域起步较晚, 由于关乎各国经济利益, 相信标准之争还会持续一定时间。在这种情况下, 贸然投入, 必然给企业经营带来很大风险。蓝光获得DVD标准之争的胜利, 给HD-DVD阵营带来的巨大伤害, 是处于标准之争产业里的企业不得不慎重考虑的问题, 这也是很多企业对实施RFID抱观望态度的原因。
第四、我国产业供应链发展还处于初级阶段, 也阻碍了RFID的实际应用。与西方企业相比, 由于技术和管理处于劣势地位, 我国大多行业都存在过度竞争, 价格成为市场竞争的主要手段, 这就使得很多制造企业利润率维持在相当低的水平, 产业供应链的上下游企业之间往往博弈大于合作。而RFID技术只有在整个供应链上协同实施, 实现供应链信息透明和分享, 才能最大程度发挥出RFID的作用, 这在目前情况下还很难做到。
三、结论
就我个人而言, 我非常看好这个物联网的发展前景和这个RFID技术的进一步发展。我也相信RFID技术肯定会进一步的被人们完善和创新。在不久的未来里, RFID会深入到人们的生活中, 变得更加熟悉和了解。RFID会带来新一波改革创新的大波, 给人们带来更加便捷的服务, 生活也会随之改变的。
参考文献
[1]张益强, 郑铭, 张其善.远距离射频识别系统及其应用前景[J]中国数据通信, 2004, (01)
[2]冯彦辉, 季全忠, 冯金富, 左燕军.RFID技术在军用仓库信息化管理中的应用研究[J]航空计算技术, 2006, (05)
关键词:RFID;固定资产;高校;物联网
一、引言
高校设备固定资产具有价值高、数量多、使用周期长、使用地点分散、管理难度大等特点。特别是这几年,随着我国高等教育事业的发展,高校的设备固定资产得到飞跃式增长。以往由于成本、技术等各方面因数的考虑,高校对于设备固定资产管理基本上都采用传统的条形码编码方式进行管理,这种管理方式以人为手工为主,每年在资产清查时需要调动全校所有人员,动用大量的物力、人力、财力,并且从这次清查到下次清查的这段空余时间,经常会出现设备丢失或者设备被私人取走进行个人经营活动,从而影响学校教学、科研等各项活动,因此管理难度非常大。
由于互联网技术的发展及其建设成本的下降,各高校正如火如荼的開展校园一卡通、校园智能网络等各项信息网络基础设施建设,为设备固定资产管理物联网系统建设奠定了坚实的基础。本文着重介绍利用现有的互联网基础通过小规模的投资,增添若干终端设备,实现设备固定资产管理物联网系统。
二、RFID技术与物联网概述
射频识别技术(Radio Frequency Identification,缩写RFID)是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。从信息传递的基本原理来说,射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。本文中所使用的射频标签主要作为设备资产管理终端,标签记载设备管理所需要的各类信息数据,为了提高标签使用年限,平时射频标签不启动,只有当收到采集器发出启动信号时标签才启动工作。
“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上,通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备按约定的协议,将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信的一种网络概念。实现任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
三、高校设备固定资产管理物联网的构建
高校设备固定资产分布范围广,大致可归纳为这几个区域:学生生活区,教工生活区,教学区,实验区,办公行政区。实现物联网最根本的目的是实现轻松管理设备固定资产,在办公室的方寸之中就能掌控全方位设备固定资产信息,实时监控、清查,减轻管理人力、物力、财力的投入,提高工作效率、管理水平和管理效能,真正实现设备固定资产精细化管理,提高设备资产管理的速度和准确性,使各种资产管理能真正落到实处。
系统采用基于RFID技术利用现有互联网基础构建设备固定资产管理物联网系统,系统结构如图1。
设备固定资产管理物联网系统分为四部分构成:(1)资产信息登记。(2)系统管理平台。(3)互联网络。(4)终端。其中,资产信息登记主要用于发卡,对无线射频标签固化资产管理信息数据,在紧急状态下读取手持读写器采集的资产信息数据。系统管理平台,主要存档全校设备固定资产管理数据库,当需要采集终端设备资产信息数据时,系统发布读取信息数据命令,启动射频标签采集相关数据,经过系统自动计算很方便的进行资产清查,对于新增加的设备在验收合格后固化射频标签,系统读取信号正常后结合验收原始资料办理入帐和财务审查手续。系统终端,由控制器、数据采集模块和无线射频标签构成(如图2),数据采集模块以室为单元各安装一个模块,对于生活区内因为只牵涉到信息控制室数据采集,因此数据采集模块只需安装在控制室,当控制器接收到系统管理服务器发来的采集信号时,采集模块发出采集信号启动对应该室所有设备固定资产的射频标签读取相应的信息,通过系统终端控制器(No.1-No.n)和互联网发送数据到系统管理服务器。
四、实施效果分析
通过在现有互联网基础上改造的设备固定资产管理物联网系统,给我们的固定资产管理工作减轻了很大的工作量,为学校的资产评估、决策提供更为可靠实时的科学依据,避免学校在固定资产管理环节上可能造成的隐患。具体表现为:
(1)增强固定资产管理观念。学校领导通过本系统,很容易掌握全校各楼群固定资产的状况,对各部门申报的建设项目、改造完善项目、仪器设备维修项目、设备更换项目等项目审批、决策提供科学可靠的依据。
(2)打破原来大规模、定期的固定资产清查工作,转化为实时监测,定期或不定期地对固定资产进行清查盘点,有效地加强了资产的监督,保证了资产的安全。
(3)加强资产经营性管理,杜绝公有资产私人私用等行为,通过系统监控进一步加强了资产的调控性、安全性。
(4)解决资产的重置与闲置。监控库存设备及时调配盘活库存设备。
(5)节约管理成本。
(6)系统功能扩展性强,在实验室资产管理终端,可根据学校一卡通,要求增加若干终端读卡设备,很容易实现对实验室使用情况进行监控,实时掌握实验室使用率情况,为实验室建设提供科学的原始数据。
五、结束语
本系统具有结构简单,资产管理信息容量大、响应速度快、操作简单、系统结构成本较低等诸多优点。本系统的应用将极大地降低高校资产管理人员繁琐的手工劳动,提高劳动工作效率。本系统在一些设备较分散的终端可增加GPS模块,实现全方位辐射定点、定位监控。
参考文献:
[1]RFID技术[EB/OL].http://www.rfidworld.com.cn/active.html,2010-7-25.
[2]物联网[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2911674.htm?fr=ala0_1,2010-7-25.
[3]RFID即射频技术在固定资产管理及企业物流中的应用[EB/OL].http://samlauzh.blog.bokee.net/bloggermodule/blog_viewblog.do?id=357601,2010-7-25.
[4]田利民,杨草山.基于无线射频识别技术应用高校资产的物流管理[J].商场现代化,2009,(1).
摘 要：
业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以 为全球经济的复苏提供技术动力。它被认为是当前最具发展潜力的产业之一，将 有力带动传统产业转型升级，引领战略性新兴产业的发展目前，美国、欧盟、中 国等都在投入巨资深入研究探索物联网。物联网的产生及其发展，备受人们的关 注，它涵盖了生活中的方方面面，而且已经用于或将用于生活的方方面面。本文 从宏观上分析了物联网概念的提出、物联网的发展背景及发展前景、对经济的影 响、应用领域、目前市场的使用情况、物联网目前存在的问题等方面来分析物联 网这个行业。
关键词：物联网 ； 浪潮 ；新兴产业 ； 经济效益 ； 技术动力 引 言：
物联网概念提出来短短的几年时间，就受到了很多的追捧。它的发展空间，它的价值，它对未来很长一段时间经济发展的影响，都倍受关注和期望。目前，国外对物联网的研发、应用主要之中在美、欧、日、韩等少数国家，其最初的研发方向主要是条形码、RFID、等技术在商业零售、物流领域应用，而 随着 RFID、传感器技术、远程通信以及计算技术等的发展，今年来其研发、应 用开始拓展到环境监测，生物医疗、智能基础设施等领域。思科、IBM 等公司都 已经开始研究物联网方面的应用。美国，欧盟、日本、韩国等政府也都给出了发 布了很多相关政策扶持物联网的建设。国内，政府部门也给予了极大的关注。2009 年 8 月温家宝总理在无锡考察 传感网产业发展时明确指示要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，并且明确 要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。目前清华大学等 众多高校也都纷纷开设物联网专业。目前也有很多的企业也开始了对物联网方面 的研究及开发，部分相关产品也已经开始投入市场了。
1.物联网的基本内涵
物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
英文名： Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任
何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。
2.从互联网到物联网的演进
在互联网从IPv4向IPv6过渡的同时，移动通信网络已实现了从2G向3G 转变，现正在向LTE演进。移动通信与Internet的融合，极大地延伸了网络的发展应用空间，移动互联网的概念已悄然兴起，“网络即一切（Network is Everything）”的理想正在变成现实。以互联网为主要核心技术，带动了网络信息化技术的发展。
1998年美国率先提出了“数字地球”的概念，这是一个与3S（3S技术即遥感RS，地理信息系统GIS 和全球定位系统 GPS的有机结合）、网络、虚拟现实等密切相关的概念。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然 和社会活动诸方面的问题，最大限度地优化和利用自然和社会资源，并能通过多种方式技术快速交换与获取信息。从技术层面上看，要实现数字化地球的构想，其主要支撑基础包括信息高速公路（宽带高速网）的建设、高分辨率空间影像和其它相关空间技术的研发、海量数据处理与科学计算、可视化和虚拟现实技术等。
1999年美国麻省理工大学首次提出了物联网概念。物联网即是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按 约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。最初，物联网只是一个用于物流管理的网络。但随着技术和应用的发展，物联网的内涵产生了较大的变化，2005 国际电信联盟 ITU 的《互联网系列报告：物联网》中强调了物联网是对互联网和移动网络的进一步拓展，并在报告中提出：信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，而万物的连接就形成了物联网。物联网是信息通信网络高度普及、互联网应用渗透到各行各业、以信息化带动传统产业现代化的必然产物，是继人与人之间通信 和信息交互需求得到基本满足之后，向人与物及物与物连接、感知和互动扩，通过将虚拟信息与物理世界进行紧密结合，使人类的经济和社会活动更加智能、便捷、高效。
物联网是未来的发展趋势，因此也是各国战略布局中的重要组成部分。2008年美国IBM公司正式提出“智慧地球”（Smart Planet）的概念，不久后成为美国国家战略的一部分。“智慧地球”的核心理念是要把传感器嵌入到各个领域的仪器装备中，形成所谓“物联网”实现全面感知。并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。2009年，温家宝总理提出“感知中国”，则拉开了全面建设中国物联网的序幕。
从技术层面上看，物联网与互联网有着天然的紧密联系，二者都是基于某种开放的网络间通信协议，实现了同构或异构网络的互联与信息交换。如果说互 联网更多的是指利用通信线路把分布在不同地点上 的多个独立的计算机系统连接起来，构成网络资源共享的系统，那么物联网则是要把所有具备信息传感功能的设备或物体互联，从而形成的一个巨大的传感器智能网，最终可达到“全面感知、可靠传送、智能处理”的综合功能。
要构成一个巨大的感知网络，如何实现感知是至关重要的。无线传感器网络也是近年来发展起来的一门崭新的技术，它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术等多学科交叉研究成果，在传感器网络内通过无线通信的方式形成个多跳的自组织的系统，其目的是协作感知采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，它能够灵活地实时监测网络分布区域内的各种数据，并对这些数据进行处理，获得详尽而准确的信息传送给用户。无线传感器网络作为终端感知网络，与移动通信网络相结合，将形成物与物（Machine to Machine）、人与人（Man to Man）、物与人（Machine to Man）的互联 网络，也即 M2M。
3.物联网的体系构架
物联网技术与应用目前尚未建立起一套标准的、开放的、可扩展的物联 网体系架构。但可把物联网划分为一个由传感器层、传送层、物联网服务层和 应用层组成的四层体系。
(1)传感器层及M2M终端,主要包括RFID标签和读写器、摄像头、传感器网络和传感器网关等，在这一层次要解决的重点问题是感 知、识别物体，采集信息。为支撑。建设物流领域的信息网络（物流网）是实现物流信息化的关键内容之一 ：建立交通通信服务专网系统，采用现代数 字蜂窝移动通信、计算机网络等通信技术，为物流信息的快速传递与处理提供 硬件基础 ；建立物流信息管理平台，组建网上物资贸易和物资配送服务市场，并采用RFID，GIS，GPS，自动数据交换与处理等技术提高物流信息的搜集、处 理和服务能力，缩短物流信息交换与作业时间，提高效率。物流系统的体系架构。
(2)传输层首先包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，以将传感器层收集的各类信息进行可靠传送，这一层是目前比较成熟的部分。
(3)物联网服务层包括物联网管理中心、信息中心、专家系统等对海量信息进 行智能处理的部分。
(4)应用层是将物联网技术与行业专业领域技术相结合，比 如物流系统、安全监控、农业监控、灾害监控、智能家居、车辆调度、军事领域等。物联网通过应用层最终实现信息技术与行业专业技术的深度融合，因此发展针对行业应用的物联网最切实际需求。
4.基于物联网的物流系统
(1)物流网的核心是物流管理中心体系架构，建立一个统一的物流服务平台
与客户的终端接口，物流服务平台应与系统内的电子商务系统、调度监.物联网体系架构图控系统、仓储管理系统等星型连接，并建立一个公共综合信息库存储公共信息。
(2)仓储管理系 统利用条码扫描或RFID 标签结合掌上电脑或移动终端形
式，自动化识别配送物品；在运营商的无线业务平台上构建物流配送系统，实现物流配送物品信息、管理信息的无线数据传输，提供广域的无线 IP 连接；通过接受到的物品配送信息、物品储存、物品监控等信息，准确显示物品位置、进行物品出入验证，实现自动化货仓管理。
(3)调度监控系统将物联网技术应用于信息化监管，使物流车辆和货品能在物流节点被管理和控制。快速、准确地掌握整个流动过程中所发生的信息流、资金流，高效S可靠完成物流配送。
(4)电子商务系统利用互联网技术来完成物流全过程的协调、控制和管理，实现从网络前端到最终用户端的所有中间过程的服务。电子物流包括物流过程中的运输、仓储、配送等各业务流程的组织方式、交易方式、服务方式的电子化。
(5)RFID技术作为物流网前端的自动识别和数据采集技术，可以实现物品跟 踪与信息共享，极大地提高物流企业的运行效率，实现可视化供应链管理。以上基于物联网的物流系统应用只是简单举例，事实上国内
大部分物联网的业务应用还处于起步阶段，首先因为商业模式不清，未形成共赢的、规模化的产业链，其次技术标准规范不统一，可能会影响该业务更大范 围的拓展；终端缺乏标准化、业务运营方面用户认知度低、支撑系统不 完善、成本高等都是需要解决的问题，总之，真正实现大规模推广应用 还需要一定的时间。
5.总结与展望
物联网技术应用市场正在全球范围快速增长，随着通信设备、软件等相关技术的深化，物联网术相关产品成本的下降，物联网业务将逐渐走向全面应用。中国政府也将物联网相关产业正式纳入国家《信息产业科技发展十一五规划及2020年中长期规划纲要十一五规划》重点扶持 项目。物联网所带来的产业价值要比互联网大几十倍，巨大的经济利益 必然驱使激烈的技术竞争。全球科技大国先后都提出了物联网发展战略，掀起了新一轮物联网的浪潮。2010年国务院指出要着力突破传感网、物 联网关键技术。国内各大著名高校和研发机构竞相跃跃欲试、蓄势待发。许多省份也都陆续提出了相应的发展战略，并纷纷兴建示范工程。展望未来，国家和政府已经明确提出了发展物联网“感知中国”的宏伟战略目标。下一步物联网必将向终端标准化、智能化；通信宽带化、多元化、协同化；应用综合化、多媒体化；网络的融合化、自组化、泛在化发展。
参考文献
1.孙忠富,杜克明,尹首一.物联网发展趋势与农业应用展望.农业网络信息.2010,5
2.李建中,高宏.无线传感器网络的研究进展[J].计算机研究与发展.2008。
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