无线射频识别RFID技术的应用Word格式.docx

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图1RFID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（BackScatter）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。

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（IntegratedReader）。

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__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__（阅读器）才能可靠识读。

半主动RFID系统也称为电池支援式（BatteryAssisted）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（LowFrequency，LF）（30～300KHz）、高频（HighFrequency，HF）（3～30MHz）、超高频（UltraHighFrequency，UHF）（300～968MHz）、微波（MicroWave，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（SignalNoiseRatio，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（SupplyChainManage，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4RFID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__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（ReadOnlyMemory）和随机存储器RAM（RandomAessMemory）。

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（Logical

无线射频识别（RFID）技术详解

本文介绍了无线射频识别（RFID）技术的工作原理、系统组成、发展史，给出了RFID自动识别术语解释以及RFID技术应用于各个领域所对应的频段及产品特点。

一、概述

RFID是射频识别技术的英文（RadioFrequencyIdentification）的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，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。

无线射频识别技术（RFID）已经成为一个很热门的话题。

据业内人士预测，RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机，随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务，以及其他电脑基础建设的庞大需求。

或许这些预测过于乐观，但RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的。

许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件，这些公司包括英特尔、微软、甲骨文、SAP和SUN，而最近全球最大的零售商沃尔玛的一项"

要求其前100家供应商在xx年1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术，xx年1月前在单件商品中使用这项技术"

的决议，把RFID再次推到了聚光灯下。

因此可以说无线射频识别技术（RFID）正在成为全球热门新科技。

二、射频识别技术发展历史

从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型（初级与次级之间的能量传递及信号传递），在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型（雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机）。

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