RFID射频识别技术介绍

射频识别技术（RFID）一、 R F ID产生的背景及发展1948年哈里斯托克曼发表的"利用反射功率的通信"奠定了射频识别技术的理论基础。

射频识别技术的发展可按十年期划分如下：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。

1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。

1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。

1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。

出现了一些最早的射频识别应用。

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，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。

至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。

单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。

二、 R F ID介绍1.RFIDRFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。

2.RFID技术RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，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是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。

系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。

3.RFID的基本组成部分标签(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。

4.RFID技术的基本工作原理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（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。

一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成, 其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。

以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种, 一般低频的RFID大都采用第一种式, 而较高频大多采用第二种方式。

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。

阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。

阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。

在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。

5.RFID系统的分类根据RFID系统完成的功能不同，可以粗略地把RFID系统分成四种类型：EAS 系统、便携式数据采集系统、网络系统、定位系统。

●EAS技术ELECTRONIC ARTICLE SURVEILLANCE(EAS)是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术。

这种技术的典型应用场合是商店、图书馆、数据中心等地方，当未被授权的人从这些地方非法取走物品时，EAS系统会发出警告。

在应用EAS 技术时，首先在物品上粘付EAS标签，当物品被正常购买或者合法移出时，在结算处通过一定的装置使EAS标签失活，物品就可以取走。

物品经过装有EAS系统的门口时，EAS装置能自动检测标签的活动性，发现活动性标签EAS系统会发出警告。

EAS技术的应用可以有效防止物品的被盗，不管是大件的商品，还是很小的物品。

应用EAS技术，物品不用再锁在玻璃橱柜里，可以让顾客自由地观看、检查商品，这在自选日益流行的今天有着非常重要的现实意义。

典型的EAS系统一般由三部分组成，1)附着在商品上的电子标签，电子传感器；2)电子标签灭活装置，以便授权商品能正常出入；3)监视器，在出口造成一定区域的监视空间。

EAS系统的工作原理是：在监视区，发射器以一定的频率向接收器发射信号。

发射器与接受器一般安装在零售店、图书馆的出入口，形成一定的监视空间。

当具有特殊特征的标签进入该区域时，会对发射器发出的信号产生干扰，这种干扰信号也会被接收器接收，再经过微处理器的分析判断，就会控制警报器的鸣响。

根据发射器所发出的信号不同以及标签对信号干扰原理不同，EAS可以分成许多种类型。

关于EAS技术最新的研究方向是标签的制作，人们正在讨论EAS标签能不能象条码一样，在产品的制作或包装过程中加进产品，成为产品的一部分。

●便携式数据采集系统便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持式数据采集器采集RFID 标签上的数据。

这种系统具有比较大的灵活性，适用于不宜安装固定式RFID 系统的应用环境。

手持式阅读器(数据输入终端)可以在读取数据的同时，通过无线电波数据传输方式(RFDC)实时地向主计算机系统传输数据，也可以暂时将数据存储在阅读器中，在一批一批地向主计算机系统传输数据。

●物流控制系统在物流控制系统中，固定布置的RFID阅读器分散布置在给定的区域，并且阅读器直接与数据管理信息系统相连，信号发射机是移动的，一般安装在移动的物体、人上面。

当物体、人流经阅读器时，阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统存储、分析、处理，达到控制物流的目的。

●定位系统定位系统用于自动化加工系统中的定位以及对车辆、轮船等进行运行定位支持。

阅读器放置在移动的车辆、轮船上或者自动化流水线中移动的物料、半成品、成品上，信号发射机嵌入到操作环境的地表下面。

信号发射机上存储有位置识别信息，阅读器一般通过无线的方式或者有线的方式连接到主信息管理系统。

6.RFID-优势分析传统条形码识别技术相比，RFID有以下优势●快速扫描条形码一次只能有一个条形码受到扫描； RFID辨识器可同时辨识读取数个 RFID 标签。

●体积小型化、形状多样化RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，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标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。

●抗污染能力和耐久性传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。

此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损； RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

●可重复使用现今的条形码印刷上去之后就无法更改， RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。

●穿透性和无屏障阅读在被覆盖的情况下， RFID能够穿透纸张、木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。

而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。

●数据的记忆容量大一维条形码的容量是 50Bytes，二维条形码最大的容量可储存 2至 3000字符，RFID最大的容量则有数 MegaBytes。

随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。

未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。

●安全性由于 RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

近年来， RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。

它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链。

三、R F ID的应用场合不同频段的RFID产品会有不同的特性，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。

1.低频(从125KHz到134KHz)其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。

该频率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. 磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。

●特性：a.工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。

该频段的波长大约为2500m.b.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。

c.工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。

d.低频产品有不同的封装形式。

好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。

e.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。

f.相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。

g.感应器的价格相对与其他频段来说要贵。

●主要应用：a.畜牧业的管理系统b.汽车防盗和无钥匙开门系统的应用c.马拉松赛跑系统的应用d.自动停车场收费和车辆管理系统e.自动加油系统的应用f.酒店门锁系统的应用g.门禁和安全管理系统●符合的国际标准：a.ISO 11784 RFID畜牧业的应用－编码结构b.ISO 11785 RFID畜牧业的应用－技术理论c.ISO 14223-1 RFID畜牧业的应用－空气接口d.ISO 14223-2 RFID畜牧业的应用－协议定义e.ISO 18000-2 定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议f.DIN 30745 主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准2.高频(工作频率为13.56MHz)在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线。

感应器一般通过负载调制的方式的方式进行工作。