FRID技术基础知识
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一、RFID基础知识
RFID是无线射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写，无线射频识
别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，无线射频识别技术
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。
与目前广泛使用的自动识别技术例如摄像、条码、磁卡、IC卡等相比，无线射频识别技术
具有很多突出的优点：第一，非接触操作，长距离识别（几厘米至几十米），因此完成识别
工作时无须人工干预，应用便利；第二，无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘
污染等恶劣的环境；第三，可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签；第四，读写器
具有不直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的安全性；第五，数据安全方面除电子
标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理；第六，读写器与标签之间存在相
互认证的过程，实现安全通信和存储。
目前，RFID技术在工业自动化、物体跟踪、交通运输控制管理、防伪和军事用途方面已经
有着广泛的应用。
RFID系统由三部分组成：
电子标签（Tag）：
由耦合元件及芯片组成，且每个电子标签具有全球唯一的识别号（ID），无法修改、无法仿
造，这样提供了安全性。电子标签附着在物体上标识目标对象。电子标签中一般保存有约定
格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。
天线（Antenna）
在标签和阅读器间传递射频信号，即标签的数据信息。
阅读器（Reader）
读取（或写入）电子标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。
阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目
的。通常阅读器与计算机相连，所读取的标签信息被传送到计算机上，进行下一步处理。
RFID特征
(一) 数据的读写（Read Write）机能：
只要通过RFID Reader即可不需接触，直接读取信息至数据库内，且可一次处理多个标签，
并可以将物流处理的状态写入标签，供下一阶段物流处理用。 (二) 容易小型化和多样化的形状：
RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸
和印刷品质。此外，RFID 电子标签更可往小型化与应用在不同产品。因此，可以更加灵活
地控制产品的生产，特别是在生产线上的应用。
(三) 耐环境性：
纸张一受到脏污就会看不到，但RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID在黑
暗或脏污的环境之中，也可以读取数据。
(四) 可重复使用：
由于RFID为电子数据，可以反复被覆写，因此可以回收标签重复使用。如被动式RFID，不
需要电池就可以使用，没有维护保养的需要。
(五) 穿透性：
RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯。
不过如果是铁质金属的话，就无法进行通讯。
(六) 数据的记忆容量大：
数据容量会随着记忆规格的发展而扩大，未来物品所需携带的资料量愈来愈大，对卷标所能
扩充容量的需求也增加，对此RFID不会受到限制。
(七) 系统安全：
将产品数据从中央计算机中转存到工件上将为系统提供安全保障，大大地提高系统的安全
性。
(八)数据安全： 通过校验或循环冗余校验的方法来保证射频标签中存储的数据的准确性。
RFID系统的工作原理
当装有电子标签的物体在距离0~10米范围内接近读写器时，读写器受控发出微波查询信号，
安装在物体表面的电子标签收到读写器的查询信号后，将此信号与标签中的数据信息合成一
体反射回电子标签读出装置。反射回的微波合成信号，已携带有电子标签数据信息。读写器
接收到电子标签反射回的微波合成信号后，经读写器内部微处理器处理后即可将电子标签贮
存的识别代码等信息分离读取出来。
二、RFID的硬件组成
最基本的RFID系统由三部分组成：
· 标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识
目标对象；
· 阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；
· 天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的
表面。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的
目的。通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。
Transponder(应答机)/Tag(标签、卡)
对于被动型RFID系统而言，以往我们将非主动向读写装置传送RF信号的RFID单元称
为Tag，而将主动的向读写器进行RF信号传送的RFID单元称为Transponder，现在业界已
经不再严格区分这两类名称，而将Tag与Transponder相互通用。为本介绍方便之用，我们
将主动传输RF信号的RFID单元称为"主动式"Tag，而将仅进行RF信号反射或反向散射传输
的RFID单元称为"被动式"Tag。
Tag载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。Tag可以是只读的、读/
写兼具的或写一个/读多个的形式；可以是"主动式"也可以是"被动式"的。通常，"主动式"Tag
需要专用电池支持其传输器及接收器的工作,明天科技就是主动式，但RAM区不一定大。为
避免干扰，主动式的tag要求能接收与转发多个频点的信号，以避免邻道干扰，卡的组成复
杂，而且功耗也大。由此，"主动式"Tag一般比"被动式"Tag在形体上要大一些而且价格也
更昂贵。另外，"主动式"Tag的使用寿命都与其电池寿命直接相关。
"被动式"Tag根据其应用的不同，也可以分为"有电源"和"无电源"工作模式。"被动式
"Tag将从读写器或传输接收机(Transceiver)传来的RF信号反向因素并可通过调制解码将
相关信息加入到其所反射的RF信号中。对于"被动式"Tag而言，它无需电池来放大反向信
号的载波能量，有的"被动式"Tag使用电池仅是用于支持Tag中存储器的工作或支持Tag中
的对反射信号进行调制解码的元件的工作。
天 线
任一RFID系统至少应包含一根天线(不管是内置还是外置)以发射和接收RF信号。有些
RFID系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID系统则是由一根天线来完成
发射而另一根天线来承担接收，所采用天线的形式及数量应视具体应用而定。
RF Transceiver(收发器)
RF Transceiver是RF能量之源。它产生RF信号及RF能量激活并支持(供能给)"被动
式"RFID Tag的工作。RF transceiver可以集成封装于在读写器内，也可以作为独立设备存
在。当作为独立设备时，一般被列为RF模块。RF Transceiver的任务是对由天线发射和接
收的电频进行控制及调制解码；对自"被动式"RFID Tag上反射或后向散射来的RF信号进行
过滤及放大。
读 写 器
RFID读写器的任务是控制RF Transceiver发射RF信号：通过RF Transceiver接收来
自Tag上的已编码RF信号，对Tag的认证识别信息进行解码；将认证识别信息连带Tag上
其它相关信息传输到主机以供处理。有些读写器还具备其它功能，如在ETC(电子收费)应用
中，就包含采集车辆检测器、与驱动道闸、交通灯等其它设备的数字输入输出信息。读写器
中的硬件部份控制着读写器的工作。用户可以通过相关控制主机或本地终端发布命令以改变
或订制其工作模式适应具体应用的需求。
三、RFID的分类
无线电技术在自动识别领域应用中更具体的技术名称为射频识别， 英文
为 Radio Frequency Identification， 简称为RFID。 射频识别系统的组成一般至少包括
两个部分： （1）电子标签，英文名称为Tag；（2）阅读器，英文名称为Reader。
电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物
体的表 面。阅读器又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，
从而达到自动识别物体的目的。进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采
集、处理及远程传送等管理功能。 射频识别的分类射频识别技术依其采用的频率不同可分
为低频系统和高频系统两大类；根据电子标签内是否装有电池为其供电，又可将其分为有源
系统和无源系统两大类；从电子标签内保存的信息注入的方式可将其为分集成电路固化式、
现场有线改写式和现场无线改写式三大类；根据读取电子标签数据的技术实现手段，可将其
分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。
1. 低频系统一般指其工作频率小于30MHz， 典型的工作频率有：125KHz、225KHz、
13.56M等，基于这些频点的射频识别系统一般都有相应的国际标准。其基本特点是电子标
签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（无源情况，典型阅读距离为10cm）、
电子标签外形多样（卡状、环状、钮扣状、笔状）、阅读天线方向性不强等。
2. 高频系统一般指其工作频率大于400MHz，典型的工作频段有：915MHz、2450MHz、
5800MHz等。高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。高频系统的基本特点是
电子标签及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远（可达几米至十几
米），适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及电子标签天线均有较强的方
向性。
