射频识别技术(REID).24页PPT

RFID应用
RFID远距离识别车辆管理系统示意图
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RFID应用
如果每个商品上都贴有RFID标签的话，只要将整个购物车推过 一道装有感应器的门，即可瞬间完成结帐，既方便又有效率。
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RFID应用
公交卡
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RFID应用
RFID应用于汽车制造
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RFID系统组成
一套典型的RFID系统由电子标签（Tag）、读写器(Reader) 和Middleware & A.P.中介和应用系统构成。
半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠电池 工作。
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RFID标签的类型
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被动式(Passive)与主动式 (Active) Tag
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工作频率
读写器发送无线信号时所使用的频率被称为无线射频 识别系统的工作频率
低频LF（125-134KHz) 高频HF（13.56MHz） 超高频UHF（433MHz，860-960MHz） 微波（2.45GHz)
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RFID标签的类型
表带型
卡片型
钥匙型
试管型
钮扣型
电子卷标
智能型标签
钮扣型
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RFID标签的类型
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，
奇偶校验法
把一个奇偶校验位组合到每一字节中 (即每字节发送9 位)
接收端对接收到的数据进行与发送端相同的校验方法 优点：简单，且广泛使用 缺点：识别错误的能力低

RFID标签则可 以重复地新增、 修改、删除 RFID卷标内储 存的数据，方
材和塑料等 非金属或非 透明的材质， 并能够进行
穿透性通信。
字符，随着 记忆载体的 发展，数据 容量也有不 断扩大的趋
便信息的更新。
势。
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工作原理
RFID技术的基本工作原理并不 复杂：标签进入磁场后，接收解读 器发出的射频信号，凭借感应电流 所获得的能量发送出存储在芯片中 的产品信息（无源标签或被动标 签），或者由标签主动发送某一频 率的信号（Active Tag，有源标签或 主动标签），解读器读取信息并解 码后，送至中央信息系统进行有关 数据处理 。
• 应用软件系统：是应用层软件，主要是把收集的信号进一步处理，并为人们所用。
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性能特点
3 抗污染能力 . 和耐久性
体积小型化，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 形状多样化
传统条形码的
6 数据的记忆 容量大
穿透性和无 5 屏障阅读
一维条形码
1 快速扫描
RFID辨识器 可同时辨识读
RFID在读取 上并不受尺 寸大小与形
载体是纸张， 4 可重复使用
因此容易受到 污染，但RFID 现今的条形码 对水、油和化 印刷上去之后
在被覆盖的 情况下， RFID能够穿
的容量是 50Bytes，二 维条形码最 大的容量可
取数个RFID
状限制，不
学药品等物质
就无法更改，
透纸张、木
储存2至3000
标签！
需为了读取 精确度而配 合纸张的固 定尺寸和印 刷品质。
具有很强抵抗 性。
同 厂家生产设备之间的互联互通性。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议，
这种思想充分体现 标准统一的相对性，一个标准是对相当广泛的应用系统

RFID简介 RFID主要应用 RFID运用于物流 沃尔玛应用RFID
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RFID简介
❖概念
RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术，无线射频识别， 是一种通信技术，可通过无线电讯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。
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沃尔玛应用RFID
❖沃尔玛借助RFID快速补货
按照沃尔玛的要求实施快速补，充货架的物流战略必然造成货运成本 的增加，但是这些成本可以通过RFID等零售市场供应链技术功能效益和投 资回报率的提高，降低存货成本。
RFID技术标签的操作方式其实相当简单，而且只需少数人管理，其货 物的跟踪和存货搜索效率高得惊人，大幅提高了存货管理水平，减少库存 和降低物流成本；沃尔玛商场的工作人员手持射频识标签技术识读器定时 走进商场销售大厅或者货物仓库，用其发射天线对所有的货物一扫，货架 上的、仓库中的，甚至还没来得及装卸而仍然留在卡车上的各种货物的数 量、存量等动态信息，全部自动出现在识读器的荧光屏幕上，已经缺货和 即将发生短缺的货物栏目会发出提示警告声光信号，没有任何缺漏，必要 的时候可以随即打印出来。
应用。
1980-1990年：射频识 别技术及产品进入商 业应用阶段，各种规 模应用开始出现。
1990-2000年：射频识 别技术标准化问题日 趋得到重视，射频识 别产品得到广泛采用， 射频识别产品逐渐成 为人们生活中的一部
分。
2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子
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RFID主要应用
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RFID主要应用
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低频标签 中频标签 高频标签
主动式标签、被动式标签
标签电源
标签电池 所需信号强度
范围 读取多标签
主动式 内置于标签内
有 低
可达100m 1000个
被动式 读卡器通过无线 电频率传输能量 无 高
3到5m 3米内几百个
数据存储
128 Kb可读可写 128字节可读可写
主动式标签
优点：工作可靠性高， 信号传送距离远。
微波(Microwave)： 使用的频段范围为1GHz以上，常见的主要规格有2.45GHz、
5.8GHz。微波频段的特性与应用和超高频段相似，读取距离约 为2公尺，但是对于环境的敏感性较高，一般应用于行李追踪、
物品管理、供应链管理…等。
RFID主要频段标准及特性
按适度距离分
远程标签（100cm以上） 近程标签（10—100 cm） 超近程标签（0.2—10cm）
优点：其标签靠近金属或液体的物品上时能够有效发射讯号， 缺点：读取距离短、无法同时进行多卷标读取以及信息量较低， 应用：门禁系统、动物芯片、汽车防盗器和玩具…等。
高频(High Frequency)： 使用的频段范围为1MHz-400MHz，常见的主要规格为
13.56MHz。这个频段的标签主要还是以被动式为主，
便携式数据文件 标签中存储的数据非常大，足可以看作是一个数据文件。
特点： 用户可编程 标签中除了存储标识码外，还存储有大量的被标识项 目其他的相关信息，如包装说明、工艺过程说明等。
按频率分
低频(Low Frequency)： 使用的频段范围为10KHz-1MHz，常见的主要规格有
125KHz、135KHz。一般这个频段的电子卷标都是被动式
缺点：标签的使用 寿命受到限制，贵

奇偶校验法
把一个奇偶校验位组合到每一字节中 (即每字节发送9 位)
接收端对接收到的数据进行与发送端相同的校验方法 优点：简单，且广泛使用 缺点：识别错误的能力低
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纵向冗余校验法（LRC）
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纵向冗余校验法（LRC）
优点：算法简单 缺点：多个错误可能相互抵消 主要用于快速校验很小的数据块 对容量较小的标签(每次交互数据量不大)比较适合
通过数据编码提高数据传输过程中的抗干扰能力，使 得数据传输中不容易受到干扰
通过数据编码与数据完整性校验，纠正数据传输中的 某些差错
通过多次重发、比较剔除出错的数据并保留判断为正 确的数据
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识读率与误读率
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多目标识别与系统防冲突
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冲突
由于无法预知读写范围内的应答器的情况，因 此从读写器到应答器的数据传输只能采用广播 形式，即读写器发送的信号被所有应答器同时 接收。
使用多个读写器并将它们的天线安置在一个阵列中当应答器进入不同的天线作用区内的时候对应的读写器可以读取应答器中的数据控制天线依次对准每个应答器或者应答器逐次对准天43控制天线依次对准每个应答器或者应答器逐次对准天线44空分多路法的缺点复杂的天线系统相当高的实施费用一般应用于某些特殊应用场合45频分多路frequencydivisionmultipleaccessfdma法是把若干个使用不同载波频率的传输通路同时供通信用户应答器使用的方法在射频识别的下行通路从读写器到应答器的频率固定的情况下上行通路从应答器到读写器中应答器可以采用各自独立的副载波频率如在某个频率范围内来进行数据传输46频分多路法的缺点每个接收通路必须有自己单独的接收器以接收不同频率的应答器信号局限性更大读写器的成本很高47时分多路法时分多路timedivisionmultipleaccesstdma法是把整个可供使用的通路容量按时间槽分配给多个用户应答器使用的方法可以分为

远距离系统均是利用射频标签与读写器之间 的电磁耦合（电磁波发射与反射）构成无接触的 空间信息传输射频通道工作的。采用反射调制工 作方式实现射频标签到读写器的数据传输。
3.射频识别系统空间传输通道中发生的过程可归结 为三种事件模型：
（1）能量是时序得以实现的基础。 （2）时序是数据交换的实现方式。 （3）数据交换是目的。 4.能量。
ISO 15459 物品管理的唯一ID
ISO 15961 数据协议：应用接口
ISO 15962 数据编码规则和逻辑存储功能的协议
ISO 15963 RF标签的唯一标识
ISO 10374 货运集装箱标签
RFID 应用认知
RFID典型应用案例 香港国际机场
在传统的行李条码化管理方式下，机场工作人员需要 使用手持条码扫描器近距离扫描行李标签，才能识读到行 李的相关信息。这种工作方式不仅效率较低，同时，由于 条码标签容易污损，导致出错率较高。和条码相比，在旅 客行李上粘贴RFID行李标签后，超高频RFID读写器可以远 距离并可从不同角度识别行李标签的ID，识读速度更快， 结果更准确。此外，RFID行李标签的信息存储量也比条码 多。据测试结果显示，使用条码行李标签的准确扫描率为 80%，而使用RFID行李标签后，机场行李处理速度大大提 高，有效识读率达到97%（RFID射频快报注：受部分金属 行李箱的干扰影响），能够节省5%的时间、人手及营运能 力，每天可多处理2000件离港行李。
阅读器向射频标签供给射频能量。 无源标签：工作能量来自阅读器射频能量。 半有源标签：阅读器的射频能量起到唤醒标签转 入工作状态的作用。 有源标签：不需利用阅读器的射频能量。
5.时序 （1）双向系统（阅读器向标签发送命令和数据，标
签向阅读器返回所存储的数据） 阅读器先讲方式 射频标签先讲方式

无线射频识别技术在我国的应用
RFID应用案例
全球最大的零售商沃尔玛的一项“ 全球最大的零售商沃尔玛的一项“要求其 沃尔玛的一项 家供应商在2005年1月之前向其配送 前100家供应商在 家供应商在 年 月之前向其配送 技术， 中心发送货盘和包装箱时使用 RFID技术， 技术 2006年1月前在单件商品中使用这项技术” 月前在单件商品中使用这项技术” 年 月前在单件商品中使用这项技术 的决议， 再次推到了聚光灯下。 的决议，把RFID再次推到了聚光灯下。 再次推到了聚光灯下 美国智能化监狱 。 电子芯片身份证。 电子芯片身份证。
MES层 MES层
MES层可实现企业内或行业供应链的透明化 层可实现企业内或行业供应链的透明化 管理。 管理。
EPC层和全球 EPC层和全球EPC集成 层和全球EPC集成
EPC集成或全球 集成或全球EPC集成可实现整个供应 集成或全球 集成可实现整个供应 链或全球供应链的透明化管理。 链或全球供应链的透明化管理。
控 管 口 车 控 管
国内应
各类电子票证、身份证明、 各类电子票证、身份证明、特殊商品防
水
山
交
， 的
，
品 的 度
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应
的 的 ，
高通
速度。 速度。
中国的RFID技术产业现状分析 技术产业现状分析 中国的
• 许多人可能都有过开车堵长龙的经历，其中不少时候发生 许多人可能都有过开车堵长龙的经历， 开车堵长龙的经历 在收费站。如果采用了RFID技术，汽车在行使过程中即可 技术， 在收费站。如果采用了 技术 完成鉴别收费，高速公路上不再堵车， 完成鉴别收费，高速公路上不再堵车，所有桥梁都能快速 通过…… 通过 • 另一幅普遍的场景就是，每当人们在商场或超市购完物时， 另一幅普遍的场景就是，每当人们在商场或超市购完物时， 商场或超市购完物时 往往被收银台前熙熙攘攘的人群拦住， 往往被收银台前熙熙攘攘的人群拦住，几乎所有的购物乐 趣一扫而光。如果采用了RFID技术，推着满满的购物车， 技术， 趣一扫而光。如果采用了 技术 推着满满的购物车， 只要从收银台前一过，即可完成所有的结算！ 只要从收银台前一过，即可完成所有的结算！ • 不久前的齐二药事件，人们可能都记忆犹新。大批的致命 不久前的齐二药事件 人们可能都记忆犹新。 齐二药事件， 假药流入市场，夺走了那么多人无辜的生命， 假药流入市场，夺走了那么多人无辜的生命，而大批的假 药还神不知鬼不觉地藏匿在全国各地的药房仓库里。 药还神不知鬼不觉地藏匿在全国各地的药房仓库里。为了 找出这些假药，全国紧急动员，遍地拉网搜查了几个星期！ 找出这些假药，全国紧急动员，遍地拉网搜查了几个星期！ 如果采用了RFID技术，任何药品从下生产线，到最后被那 技术， 如果采用了 技术 任何药品从下生产线， 个病人所用，全过程中的任何来龙去脉都尽在掌控中！ 个病人所用，全过程中的任何来龙去脉都尽在掌控中！ 采用了RFID技术，整个社会的运行效率将大为改观，矿山 技术， 采用了 技术 整个社会的运行效率将大为改观， 安全监管将有所保证，人们不再为食品安全而烦恼…… 安全监管将有所保证，人们不再为食品安全而烦恼

RFID技术应用于物流、制造、消费、军 事、贸易、公共信息服务等行业，可大幅提高 信息获取与系统效率、降低成本，从而提高应 用行业的管理能力和运作效率，降低环节成本， 拓展市场覆盖和盈利水平。同时，RFID本身 也将成为一个新兴的高技术产业群，成为IT产 业新的增长点。虽然RFID技术处于刚刚起步， 但它的发展潜力是巨大的，前景非常诱人。因 此，研究RFID技术、开发RFID应用、发展 RFID产业，对提升信息化整体水平、促进经 济的发展、提高人民生活质量、增强公共安全 等方面有深远的意义。
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传感网和目前的互联网有着本质的 区别。比如我们想在互联网上了解一个 物品，必须要通过人去收集这个物品的 相关信息，然后放置到互联网上供人们 浏览，人在其中要做很多的工作，且难 以动态了解其变化。传感网则不需要， 它是物体自己“说话”，通过在物体上植 入各种微型感应芯片、借助无线通信网 络，与现在的互联网相互联接，让其“开 口说话”。可以说，互联网是连接的虚拟 世界，传感网则是连接物理的、真实的 世界。
读写器
应用 系统 应用接口
编码 调制频识别系统的工作模型
数据
读写器
时序
能量
计算机
射频标签
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4、射频识别系统的工作原理 射频识别系统的工作原理是利用射频标
签与射频读写器之间的射频信号及其空间耦合、 传输特性，实现对静止的、移动的待识别物品 的自动识别。
在射频识别系统中，射频标签与读写 器之间，通过两者的天线架起空间电磁波传输 的通道，通过电感耦合或电磁耦合的方式，实 现能量和数据信息的传输。
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3.1射频识别系统的工作原理及基本概念
3.1.1射频识别技术概述
1、什么是射频识别技术？ RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术， 它利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递并 通过所传递的信息达到识别目的的技术。识别工作无 须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可 识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快 捷方便。

3.射频识别系统空间传输通道中发生的过程可归结为 三种事件模型：
（1）能量是时序得以实现的基础。 （2）时序是数据交换的实现方式。 （3）数据交换是目的。 4.能量。 阅读器向射频标签供给射频能量。 无源标签：工作能量来自阅读器射频能量。 半有源标签：阅读器的射频能量起到唤醒标签转入
射频识别技术(RFID)幻灯片PPT
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RFID基本认知
RFID基本概念 1. 什么是射频识别技术？
RFID射频识别（Radio Frequency Identification）是一种 非接触式的自动识别技术，它利用射频信号通过空 间耦合实现非接触信息传递并通过所传递的信息达 到识别目的的技术。识别工作无须人工干预，可工 作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体 并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。
电磁学基础
在射频识别系统中，射频标签与读写器之间，通过两 者的天线架起空间电磁波传输的通道，通过电感耦合 或电磁耦合的方式，实现能量和数据信息的传输。
发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型 有两种。
（1）电感耦合：变压器模型，通过空间高频交变磁 场实现耦合，依据的是电磁感应定律，如下图所示。
1. 天线场区的概念 （1）无功近场区
无功近场区又称为电抗近场区。它是天线辐射 场中紧邻天线口径的一个场区域。在该区域中电 抗性贮能场占主导地位，其中的电场与磁场的转 换类似于变压器中的电磁、磁电之间场的转换。 在该区域中束缚于天线的电磁场未曾做功（只是 进行相互交换），因而称为无功近场区。
（2）辐射近场区 越过电抗近场区就是辐射场区，辐射场区的电 磁场已脱离了天线的束缚并作为电磁波进入空 间。在辐射近场区中，辐射场占优势，并且辐 射场的角度分布与距天线口径的距离有关。

PPT课件
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RFID的具体工作过程
① 读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发
射。
② 当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签将被激活 并将自身信息代码经天线发射出去。
③ 系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号后经天线 的调制器传给读写器，读写器对接到的信号进行解调解码， 送后台电脑控制器。
义。
02
ISO/IEC 18000-2信息技术 基于单品管理的射频识别— 适用于中频125~134KHZ。
03
ISO/IEC 18000-3信息技术 基于单品管理的射频识别— 适用于高频段13.56MHZ。
04
05
06
ISO/IEC 18000-4信息技术 基于单品管理的射频识别— 适用于微波段2.45GHZ。
ISO/IEC 18000-6信息技术 基于单品管理的射频识别— 适用于高频段860~960MHZ。
PPT课件
ISO/IEC 18000-7适用于超 高频段433.92MHZ，属于有
源电子标签。
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RFID技术发展 及应用实例
PPT课件
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技术发展
1940-1950年
雷达的改进和应用 催生 了射频识别技术，1948 年奠定了射频识别技术 的理论基础
因此容易受到 污染，但RFID 现今的条形码 对水、油和化 印刷上去之后
在被覆盖的 情况下， RFID能够穿
的容量是 50Bytes，二 维条形码最 大的容量可
取数个RFID
状限制，不
学药品等物质
就无法更改，
透纸张、木
储存2至3000
标签！
需为了读取 精确度而配 合纸张的固 定尺寸和印 刷品质。

一款RFID阅读器实现芯片内部结构图
2.1.3 RFID天线
• 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射 出去的设备，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波 与自由空间波能量的转化。在RFID系统中，天线分为电 子标签天线和读写器天线两大类，分别承担接收能量和发 射能量的作用。 • 在确定的工作频率和带宽条件下，天线发射射频载波，并 接收从标签发射或反射回来的射频载波。目前，RFID系 统主要集中在LF（135 kHz）、HF（13.56 MHz）、UHF （860～960 MHz）和微波频段（2.45 GHz），不同工作 频段的RFID系统天线的原理和设计有着根本上的不同。 RFID读写器天线的增益和阻抗特性会对RFID系统的作用 距离等产生影响，RFID系统的工作频段反过来对天线尺 寸以及辐射损耗有一定要求。所以RFID天线设计的好坏 关系到整个RFID系统的成功与否。
RFID系统主要工作在以下四个频段： （1）低频段(30kHz～300kHz) • 低频率的RFID系统主要是通过电感耦合的 方式进行工作，也就是在读写器线圈和感 应器(电子标签)线圈间存在着变压器耦合作 用，通过读写器交变场的作用在感应器天 线中感应的电压被整流，可作供电电压使 用．场区域能够很好的被定义，但是场强 下降得太快。
2.1.4 RFID中间件
• 中间件是一种面向消息的、可以接收应用 软件端发出的请求、对指定的一个或者多 个读写器发起操作并接收、处理后向应用 软件返回结果数据的特殊化软件。中间件 在RFID应用中除了可以屏蔽底层硬件带来 的多种业务场景、硬件接口、适用标准造 成的可靠性和稳定性问题，还可以为上层 应用软件提供多层、分布式、异构的信息 环境下业务信息和管理信息的协同。
2.1RFID系统组成 典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、中间件和 应用系统软件组成。

RFID技术的基本原理：标签进入磁场后， 接收解读器发出的射频信号，凭借感应电 流所获得的能量发送出存储在芯片中的产 品信息（Passive Tag，无源标签或被动标 签），或者主动发送某一频率的信号 （Active Tag，有源标签或主动标签）， 解读器读取信息并解码后，送至中央信息 系统进行有关数据处理。
（2）射频识读器（信号接收机）：读取（有时还 可以写入）标签信息的设备。
（3）天线：天线是标签与阅读器之间传输数据的 发射、接收装置，用来传递射频信号。
（4）计算机网络
射频标签
射频标签
射频标签的组成
•调制器 •编码发生器 •时钟 •存储器 •天线
射频标签的分类
➢有无电源 •无源标签 •有源标签 ➢工作方式 •主动式 •被动式 •半被动式
无线射频识别技术是一种非接触的自动识
别技术。它通过射频信号自动识别目标对 象并获取相关数据，识别工作无须人工干 预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可 识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。
RFID系统组成框图
射频识别系统的组成
是射频系统中存储 可识别数据的电子装置
射频标签
对数据进行管理 和通信传输的设备
射频识别技术的发展
在射频标签方面
所需的功耗更低 技术更趋成熟 作用距离将更远
在识读器方面
多功能读写 无线数据传输
脱机工作 多种数据接口等
在系统方面
低频近距离系统 更高的智能 安全特性
高频远距离系统 更加完善 成本更低
RFID的定义
RFID的定义 RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
将射频标签中的信息 读出，或将射频所 需要的存储的信息 写入射频标签的