无线射频识别技术(RFID)基础知识
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R F I D基础知识大全入门必读文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]目录RFID基础知识1.什么是RFIDRFID是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。
常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码,等等。
一套完整 RFID系统由 Reader 与 Transponder 两部份组成 ,其动作原理为由 Reader 发射一特定频率之无限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部之ID Code送出,此时Reader便接收此ID Code。
Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且晶片密码为世界唯一无法复制,安全性高、长寿命。
RFID的应用非常广泛,目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。
RFID标签有两种:有源标签和无源标签。
以下是电子标签内部结构:芯片+天线与RFID系统组成示意图2.什么是电子标签电子标签即为 RFID 有的称射频标签、射频识别。
它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。
2.什么是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。
短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,可在这样的环境中替代条码,例如用在工厂的流水线上跟踪物体。
长距射频产品多用于交通上,识别距离可达几十米,如自动收费或识别车辆身份等。
RFID知识点总结第一章物联网rfid系统概述1、什么是射频识别技术(radiofrequencyidentification)(问答):是一种自动识别技术,它利用无线射频信号实现无接触信息传递,达到自动识别目标对象的目的。
2、物联网的定义(介绍)通过射频识别传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议把任何物体与互联网连接起来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。
3、自动识别技术(挑选)可分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、ic识别技术、光学字符识别技术和射频识别技术等。
4、rfid技术的优势与特点(简答)①抗污损能力强②安全性高③容量大④可远距离同时识别多个电子标签⑤是物联网的基石。
5、欧洲智能系统内置技术平台在报告中分析预测,物联网未来的发展将经历四个阶段:(介绍)2021年前,被广为应用于物流零售和制药领域,2021至2021年同时实现物体交互,2021至2021年,物体步入半智能化,2021年后物体步入全系列智能化。
6、rfid基本组成(填空):电子标签,读写器,系统高层。
7、rfid系统分类:按照频率分类①低频系统125k赫兹②高频系统12.56m赫兹③微波系统860、960m赫兹,2.45g、5.8g赫兹按照耦合方式分类①电感耦合方式,②电磁逆向反射方式。
8什么叫做电子标签,电子标签由哪些部分形成。
(简答)电子标签又称作射频标签,接收者卡或射频卡。
电子标签就是射频辨识的真正数据载体,从技术角度上来说,射频技术的核心就是电子标签,读写器就是根据电子标签的性能而设计的,电子标签由标签专用芯片和标签天线共同组成。
9、电子标签的结构形式,第二代身份证、城市一卡通、门禁卡、银行卡。
110、电子标签的工作特点(传输速度、通信距离)低频电子标签的工作特点:低频电子标签通常为无源标签,电子标签与读写器传输数据时,电子标签坐落于读写器天线的近场区,电子标签的工作能量通过电感耦合方式从读写器中赢得。
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中国安防技术有限公司China Security & Surveillance Technology. Inc. RFID 入门知识大全中国安防技术有限公司China Security & Surveillance Technology. Inc. Revision History中国安防技术有限公司China Security & Surveillance Technology. Inc.1RFID概述 (8)1.1什么是RFID (8)1.2什么是电子标签 (8)1.3什么是RFID技术 (9)1.4什么是RFID解决方案 (9)1.5RFID中间件概述 (9)1.6RFID系统的基本组成部分 (9)1.7是什么让零售商如此推崇RFID (10)1.8RFID无线识别电子标签基础介绍 (10)1.9RFID发展历程 (10)2RFID的工作原理 (11)2.1RFID工作原理和相关原理知识 (11)2.2射频信号的耦合类型 (11)3RFID应用领域 (12)4RFID术语 (13)5标签 (14)5.1什么是电子产品代码标签 (14)5.2RFID标签的价格是多少 (14)5.3射频标签能用于金属物体吗?能用于含水成分较高的物品吗? (14)5.4只读和读写标签有什么区别 (15)5.5什么是标签冲突 (15)5.6射频标签能存储多少信息 (15)5.7射频标签可以和传感器连接吗 (15)5.8应答器,智能标签,射频标签有什么区别 (15)5.9哪种标签适合我的客户的产品 (16)6RFID读写设备 (16)6.1什么是RFID读写器 (16)6.2RFID读写器防冲撞(防碰撞)实理机理 (16)6.3RFID读写器频率分类 (18)6.4为什么要使用不同的频率 (18)6.5所有的阅读器都能支持不同种类的标签吗 (18)6.6什么是阅读器冲突 (18)6.7我们如何知道哪个频率适合于我们的产品 (18)6.8我需要什么样的阅读器 (19)中国安防技术有限公司China Security & Surveillance Technology. Inc.7RFID的技术特征分类 (19)7.1工作方式 (19)7.2数据量 (19)7.3可编程 (20)7.4数据载体 (20)7.5状态模式 (20)7.6能量供应 (20)7.7频率范围 (21)7.8射频标签→读写器数据传输 (21)8RFID的频率特征分类 (21)8.1概要 (21)8.2低频段射频标签 (22)8.3中高频段射频标签 (22)8.4超高频与微波标签 (23)9RFID中间件知识 (23)9.1RFID中间件概述 (23)9.2什么是RFID中间件 (24)9.3RFID中间件的三个发展阶段 (24)9.4RFID中间件两个应用方向 (25)9.5RFID中间件原理 (25)9.6RFID中间件分类 (25)9.7RFID中间件的特征 (26)9.8如何将现有的系统与新的RFID Reader连接 (26)9.9总结 (27)10如何保护RFID内部信息 (27)10.1概要 (27)10.2小资料:RFID标准化组织 (28)10.3RFID存在安全隐患 (28)10.4第二代的RFID标准强化的安全功能 (29)10.5在金融领域RFID遇到了EMV的挑战 (29)11RFID天线知识 (30)11.1什么是RFID天线 (30)11.2可选的天线 (31)11.3阻抗问题 (31)11.4局部结构的影响 (32)中国安防技术有限公司China Security & Surveillance Technology. Inc.11.5辐射模式 (32)11.6距离 (32)11.7总结 (32)12电子标签耦合 (33)12.1电子标签耦合类型概述 (33)12.2密耦合系统 (33)12.3遥耦合系统 (33)12.4远距离系统 (33)13电子标签的制作及封装 (34)13.1电子标签的制作及封装概述 (34)13.2标签类 (34)13.3注塑类 (35)13.4卡片类 (35)13.4.1PVC卡片 (35)13.4.2纸、PP卡 (35)13.5总结 (35)14射频标签通信协议简介 (35)14.1概述 (35)射频标签与读写器之间的数据交换构成的是一个无线数据通信系统。
无线射频识别技术(RFID)基础知识无线射频识别技术的基本原理是利用空间电磁感应(Inductive Coupling)或者电磁传播(Propagation Coupling)来进行通信,以达到自动识别被标识物体的目的。
基本工作方法是将无线射频识别标签(Tags)安装在被识别物体上(粘贴、插放、挂佩、植入等),当被标识物体进入无线射频识别系统阅读器(Readers)的阅读范围时,标签和阅读器之间进行非接触式信息通讯,标签向阅读器发送自身信息如ID号等,阅读器接收这些信息并进行解码,传输给后台处理计算机,完成整个信息处理过程。
无线射频识别技术是一本多门学科多种技术综合利用的应用技术。
所涉及的关键技术大致包括:芯片技术、天线技术、无线通信技术、数据变换与编码技术、电磁场与微波技术等。
一、基本概念无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电磁感应或者电磁传播)传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
图1所示为RFID系统配置示意图。
图1 RFID系统配置示意图电磁感应,即所谓的变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律,如图2所示。
电磁感应方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。
典型的工作频率有:125KHz、225KHz和。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
图2 电感耦合电磁传播或者电磁反向散射(Back Scatter)耦合,即所谓的雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律,如图3所示。
电磁反向散射耦合方式一般适合于超高频、微波工作的远距离射频识别系统。
典型的工作频率有:433MHz、915MHz、、。
识别作用距离大于1m,典型作用距离为3~l0m。
图3 电磁耦合射频识别系统一般由两个部分组成,即电子标签和阅读器。
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。
无线射频识别技术(RFID)基础知识无线射频识别技术的基本原理是利用空间电磁感应(Inductive Coupling)或者电磁传播(Propagation Coupling)来进行通信,以达到自动识别被标识物体的目的。
基本工作方法是将无线射频识别标签(Tags)安装在被识别物体上(粘贴、插放、挂佩、植入等),当被标识物体进入无线射频识别系统阅读器(Readers)的阅读范围时,标签和阅读器之间进行非接触式信息通讯,标签向阅读器发送自身信息如ID号等,阅读器接收这些信息并进行解码,传输给后台处理计算机,完成整个信息处理过程。
无线射频识别技术是一本多门学科多种技术综合利用的应用技术。
所涉及的关键技术大致包括:芯片技术、天线技术、无线通信技术、数据变换与编码技术、电磁场与微波技术等。
一、基本概念无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电磁感应或者电磁传播)传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
图1所示为RFID系统配置示意图。
图1 RFID系统配置示意图电磁感应,即所谓的变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律,如图2所示。
电磁感应方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。
典型的工作频率有:125KHz、225KHz和13.56MHz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
图2 电感耦合电磁传播或者电磁反向散射(Back Scatter)耦合,即所谓的雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律,如图3所示。
电磁反向散射耦合方式一般适合于超高频、微波工作的远距离射频识别系统。
典型的工作频率有:433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz。
识别作用距离大于1m,典型作用距离为3~l0m。
图3 电磁耦合射频识别系统一般由两个部分组成,即电子标签和阅读器。
在RFID的实际应用中,电子标签附着在被识别的物体上(表面或者内部),当带有电子标签的被识别物品通过阅读器的可识读区域时,阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出,从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。
阅读器系统又包括阅读器和天线,有的阅读器是将天线和阅读器模块集成在一个设备单元中的,成为集成式阅读器(Integrated Reader)。
由上可见,为了完成RFID系统的主要功能,RFID系统具有两个基本的构成部分,即电子标签和阅读器。
二、分类根据不同的分类方式,RFID系统可以具有很多不同的分类方式,一般来讲,我们可以按照如下的方式进行分类。
1、根据标签的供电形式分为——有源、无源和半有源系统RFID系统可分为有源、无源以及半有源系统,主要是依据射频标签工作所需能量的供给方式。
有源系统的标签使用标签内部的电池来供电,主动发射信号,系统识别距离较长,可达几十米甚至上百米,但其寿命有限并且成本较高,另外,由于标签带有电池,其体积比较大,无法制成薄卡(比如信用卡标签)。
有源标签的电池寿命理论上可能能够达到5年或者更长,但是根据电池的质量、使用的环境等因素,寿命会大幅缩减。
特别是在日晒等条件下使用,还有可能造成电池泄漏等情况。
但是有源标签系统的发射功率较低。
有的有源标签可以制造成电池可以更换的。
有源标签的成本较高。
无源射频标签没有电池,利用阅读器发射的电磁波进行耦合来为自己提供能量,它的重量轻、体积小,寿命可以非常长,成本低廉。
可以制成各种各样的薄卡或者挂扣卡,但它的识别距离受限制,一般是几十厘米到数十米,且需要有较大的阅读器发射功率。
半有源系统的标签带有电池,但是电池只起到对标签内部电路供电的作用,标签本身并不发射信号。
2、根据标签的数据调制方式分为——主动式、被动式和半主动式一般来讲,无源系统为被动式,有源系统为主动式,半有源系统为半主动式。
主动式的射频系统用自身的射频能量主动发送数据给阅读器,调制方式可为调幅、调频或调相,主动标签系统是单向的,也就是说,只有标签向阅读器不断传送信息,而阅读器对标签的信息只是被动地接收,就像电台和收音机的关系。
被动式的射频系统,使用调制散射方式发射数据,它必须利用阅读器的载波来调制自己的信号,在门禁或交通的应用中比较适宜,因为阅读器可以确保只激活一定范围之内的射频系统。
在有障碍物的情况下,采用调制散射方式,阅读器的能量必须来去穿过障碍物两次。
而主动方式的射频标签发射的信号仅穿过障碍物一次,因此主动方式工作的射频标签主要用于有障碍物的应用中,距离更远,速度更快。
被动式标签内部不带电池,要靠外界提供能量才能正常工作。
被动式标签典型的产生电能的装置是天线与线圈,当标签进入系统的工作区域,天线接收到特定的电磁波,线圈就会产生感应电流,在经过整流电路时,激活电路上的微型开关,给标签供电。
被动式标签具有永久的使用期,常常用在标签信息需要每天读写或频繁读写多次的地方,而且被动式标签支持长时间的数据传输和永久性的数据存储。
被动式标签的缺点主要是数据传输的距离要比主动式标签小。
因为被动式标签依靠外部的电磁感应而供电,它的电能就比较弱,数据传输的距离和信号强度就受到限制,需要敏感性比较高的信号接收器(阅读器)才能可靠识读。
半主动RFID系统也称为电池支援式(Battery Assisted)反向散射调制系统。
半主动标签本身也带有电池,只起到对标签内部数字电路供电的作用,但是标签并不通过自身能量主动发送数据,只有被阅读器的能量场“激活”时,才通过反向散射调制方式传送自身的数据。
我们一般所见的有源系统都是半有源系统。
3、根据标签的工作频率可以分为——低频、高频、超高频、微波系统阅读器发送无线信号时所使用的频率被称为RFID系统的工作频率,基本上划分为:低频(Low Frequency,LF)(30~300KHz)、高频(High Frequency,HF)(3~30MHz)、超高频(Ultra High Frequency,UHF)(300~968MHz)、微波(Micro Wave,MW)(2.45~5.8GHz)。
低频系统一般工作在100~300kHz,常见的工作频率有125kHz、134.2kHz;高频系统工作在10-15MHz左右,常见的高频工作频率为13.56MHz;超高频工作频率为433~960MHZ,常见的工作频率为869.5MHz、915.3MHz;有些射频识别系统工作在2.45GHz的微波段。
自从1980年以来,低频(125–135kHz)RFID技术一直用于近距离的门禁管理。
由于其信噪比(Signal Noise Ratio,S/N)较低,其识读距离受到很大限制。
低频系统防冲撞(Anti-collision)性能差,多标签同时识读慢,其性能也容易受到其它电磁环境的影响。
13.56MHz 高频RFID产品可以部分地解决这些问题。
高频RFID系统速度较快,可以实现多标签同时识读,形式多样,价格合理。
但是高频RFID产品对可导媒介(如液体、高湿、碳介质等)穿透性不如低频产品,由于其频率特性,识读距离较短。
860~960MHz超高频RFID产品常常被推荐应用在供应链管理(Supply Chain Manage,SCM)上,超高频产品识读距离长,能够实现高速识读和多标签同时识读。
但是,超高频电磁波对于如水等可导媒介完全不能穿透,对金属的绕射性也很差。
实践证明,由于高湿物品、金属物品对超高频无线电波的吸收与反射特性,超高频RFID产品对于此类物品的跟踪与识读是完全失败的。
RFID频谱如图4所示。
图4 RFID系统频谱简图4、根据标签的可读写性分为——只读、读写和一次写入多次读出根据射频标签内部使用的存储器类型的不同可分成三种:可读写标签(RW)、一次写入多次读出标签(WORM)和只读标签(RO)。
RW标签一般比WORM 标签和RO标签贵得多,如信用卡等。
WORM标签是用户可以一次性写入的标签,写入后数据不能改变,WORM标签比RW标签要便宜。
RO标签存有一个唯一的号码ID,不能修改,这样提供了安全性,RO标签最便宜。
只读标签内部只有只读存储器ROM(Read Only Memory)和随机存储器RAM (Random Access Memory)。
ROM用于存储发射器操作系统程序(Program)和安全性要求较高的数据,它与内部的处理器或逻辑处理单元(LogicalTreatment Unit)完成内部的操作控制功能,如响应延迟时间控制,数据流控制,电源开关控制等。
另外,只读标签的ROM中还存储有标签的标识信息。
这些信息可以在标签制造过程中由制造商写入ROM中,也可以在标签开始使用时由使用者根据特定的应用目的写入特殊的编码信息。
这种信息可以只简单地代表二进制中的“0”或者“1”,也可以象二维条码那样,包含复杂的相当丰富的信息。
但这种信息只能是一次写入,多次读出。
只读标签中的RAM用于存储标签反应和数据传输过程中临时产生的数据。
另外,只读标签中除了ROM和RAM外,一般还有缓冲存储器,用于暂时存储调制后等待天线发送的信息。
可读可写标签内部的存储器除了ROM、RAM和缓冲存储器之外,还有非易失可编程记忆存储器。
这种存储器除了存储数据功能外,还具有在适当的条件下允许多次写入数据的功能。
非易失可编程记忆存储器有许多种,EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)是比较常见的一种,这种存储器在加电的情况下,可以实现对原有数据的擦除以及数据的重新写入。
可写存储器的容量根据标签的种类和执行的标准存在较大的差异。
5、根据RFID系统标签和阅读器之间的通信工作次序可以分为——TTF和RTF系统时序指的是阅读器和标签的工作次序问题,也就是阅读器主动唤醒标签(Reader Talk First,RTF)还是标签首先自报家门(Tag Talk First,TTF)的方式。
对于无源标签来讲,一般是阅读器先讲的形式,对于多标签同时识读来讲,可以采用阅读器先讲的形式,也可以是标签先讲的形式。
对于多标签同时识读,“同时”也只是相对的概念。
为了实现多标签无冲撞同时识读,对于阅读器先讲的方式,阅读器先对一批标签发出隔离指令,使得阅读器识读范围内的多个电子标签被隔离,最后只保留一个标签处于活动状态与阅读器建立无冲撞的通信联系。
通信结束后发送指令使该标签进入休眠,指定一个新的标签执行无冲撞通信指令。
如此往复,完成多标签同时识读。
对于标签先讲的方式,标签在随机的时间反复的发送自己的识别ID,不同的标签可在不同的时间段最终被阅读器正确读取,完成多标签的同时识读。
和RTF相比,TTF系统通信协议比较简单,防冲撞能力更强,速度更快。