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实验准备知识1汇总
RFID实验准备知识
1、RFID基础概念
RFID是RadioFrequencyIdentification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。
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。
一套完整RFID系统由Reader与电子标签两部份组成,其动作原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给电子标签,用以驱动电子标签电路将內部之IDCode送出，此时Reader便接收此IDCode。
电子标签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、汽车晶片防盜器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。
电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。
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（Activetag）、无源电子标签（Passivetag）和半无源电子标签（Semi—passivetag）。
有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签（Semi—passivetag）部分依靠电池工作。
电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。
依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。
RFID解决方案是RFID技术供应商针对行业发展特点制定的RFID应用方案，可根据不同企业的实际要求“量身定做”。
RFID解决方案可按照行业进行分类，物流、防伪防盗、身份识别、资产管理、动物管理、快捷支付等等。
RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。
电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。
电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。
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，如图所示:
（2）电磁反向散射耦合：
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。
电感耦合方式一般适合于中、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10～20cra。
电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、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.
RFID应用的领域相当广泛：
1、物流：
物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递
2、零售：
商品的销售数据实时统计，补货，防盗
3、制造业：
生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产
4、服装业：
自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理
5、医疗：
医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗
6、身份识别：
电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。
7、防伪：
贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等
8、资产管理：
各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等）
9、交通：
高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等
10、食品：
水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理
11、动物识别：
训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理
12、图书馆：
书店，图书馆，出版社等应用
13、汽车：
制造，防盗，定位，车钥匙
14、航空：
制造，旅客机票，行李包裹追踪
15、军事：
弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪
16、其它：
2、RFID的工作频率
从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，是其最重要的特点之一。
毫无疑问，射频标签的工作频率是其最重要的特点之一。
射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。
工作在不同频段或频点上的射频标签具有不同的特点。
射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。
典型的工作频率有：
125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。
低频段射频标签：
低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz~300kHz。
典型工作频率有：
125KHz，133KHz。
低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。
低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。
低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。
低频标签的典型应用有：
动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。
与低频标签相关的国际标准有：
ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135kHz）。
低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签外观有：
项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。
典型应用的动物有牛、信鸽等。
低频标签的主要优势体现在：
标签芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木材等；非常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用（例如：
动物识别）等。
低频标签的劣势主要体现在：
标签存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应用；与高频标签相比：
标签天线匝数更多，成本更高一些；
中高频段射频标签：
中高频段射频标签的工作频率一般为3MHz~30MHz。
典型工作频率为：
13.56MHz。
该频段的射频标签，从射频识别应用角度来说，因其工作原理与低频标签完全相同，即采用电感耦合方式工作，所以宜将其归为低频标签类中。
另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频段又称为高频，如表2.2所示，所以也常将其称为高频标签。
鉴于该频段的射频标签可能是实际应用中最大量的一种射频标签，因而我们只要将高、低理解成为一个相对的概念，即不会在此造成理解上的混乱。
为了便于叙述，我们将其称为中频射频标签。
中频标签一般也采用无源设主，其工作能量同低频标签一样，也是通过电感（磁）耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。
标签与阅读器进行数据交换时，标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。
中频标签的阅读距离一般情况下也小于1米。
中频标签由于可方便地做成卡状，典型应用包括：
电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。
相关的国际标准有：
ISO14443、ISO15693、ISO18000-3（13.56MHz）等。
中频标准的基本特点与低频标准相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。
射频标签天线设计相对简单，标签一般制成标准卡片形状。
4．超高频与微波标签：
超高频与微波频段的射频标签，简称为微波射频标签，其典型工作频率为：
433.92MHz，862（902）~928MHz，2.45GHz，5.8GHz。
微波射频标签可分为有源标签与无源标签两类。
工作时，射频标签位于阅读器天线辐射场的远区场内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。
阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量，将有源标签唤醒。
相应的射频识别系统阅读距离一般大于1m，典型情况为4~6m，最大可达10m以上。
阅读器天线一般均为定向天线，只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。
由于阅读距离的增加，应用中有可能在阅读区域中同时出现多个射频标签的情况，从而提出了多标签同时读取的需求，进而这种需求发展成为一种潮流。
目前，先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。
以目前技术水平来说，无源微波射频标签比较成功产品相对集中在902~928MHz工作频段上。
2.45GHz和5.8GHz射频识别系统多以半无源微波射频标签产品面世。
半无源标签一般采用钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。
微波射频标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多标签读写、是否适合高速识别应用，读写器的发射功率容限，射频标签及读写器的价格等方面。
典型的微波射频标签的识读距离为3~5m，个别有达10m或10m以上的产品。
对于可无线写的射频标签而言，通常情况下，写入距离要小于识读距离，其原因在于写入要求更大的能量。
微波射频标签的数据存贮容量一般限定在2Kbits以内，再大的存贮容量是乎没有太大的意义，从技术及应用的角度来说，微波射频标签并不适合作为大量数据的载体，其主要功能在于标识物品并完成无接触的识别过程。
典型的数据容量指标有：
1Kbits，128Bits，64Bits等。
由Auto-IDCenter制定的产品电子代码EPC的容量为：
90Bits。
微波射频标签的典型应用包括：
移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。
相关的国际标准有：
ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、-5（5.8GHz）、-6（860-930MHz）、-7（433.92MHz），ANSINCITS256-1999等。
标准组织制定的就是协议：
射频标签通信协议。
射频标签与读写器之间交换的是数据，由于采用无接触方式通信，还存在一个空间无线信道。
因而，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。
在这样的数据通信系统模型下，射频标签是数据通信的一方，读写器是通信的另一方。
要实现安全、可靠、有效的数据通信目的，数据通信的双方必须遵守相互约定的通信协议。
没有这样一个通信双方公认的基础，数据通信的双方将互相听不懂对方在说什么，步调也无从协调一致，从而造成数据通信无法进行。
所涉及到的问题包括：
时序系统问题；通信握手问题；数据帧问题；数据编码问题；数据的完整性问题；多标签读写防冲突问题；干扰与抗干扰问题；识读率与误码率问题；数据的加密与安全性问题；读写器与应用系统之间的接口问题。
RFID标准化组织：
2004年是RFID技术发展的关键时期，因为在今年所有相关的技术标准将会陆续发布，以满足美国商业巨头沃尔玛和美国国防部等大量物流应用所需。
目前制定RFID标准的组织比较著名的有三个：
ISO、以美国为首的EPCglobal以及日本的UbiquitousIDCenter，而这三个组织对RFID技术应用规范都有各自的目标与发展规划。
如果从发展的角度来观察全球RFID标准制定，目前最为积极的非EPCglobal莫属。
目前，我国也已经成立了一个RFID国家标准工作组，正在制定相关的RFID国家标准。
目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。
其中感应器有无源和有源两种方式
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