RFID技术科普.docx

RFID技术科普.docx

《RFID技术科普.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《RFID技术科普.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

RFID技术科普

在身边的高新科技——RFID技术

RFID在身边

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，中文译名射频识别。

RFID技术在日常生活中已有广泛的应用：

目前，RFID技术已在食品卫生、物流、零售、制造、服装、医疗、交通、防伪等多个领域得到普遍应用。

RFID技术是一种非接触的自动识别技术，属于无线通信技术的一种，通过射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别，从而获取相关数据。

一套完整的RFID设备至少需要两个部分的器件，分别是阅读器和电子标签。

阅读器与电子标签通过自身内置的天线发出或接收射频信号。

✧标签分类

（1）根据标签供电方式分为：

有源电子标签（Activetag，又名主动标签），无源电子标签（Passivetag，又叫被动标签）和半无源电子标签（Semipassivetag，又称为半被动标签）。

（2）根据标签的工作频率分为：

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。

（3）根据标签的封装形式分为：

行用卡标签，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。

✧阅读器分类

可分为手持式或固定式读写器。

✧天线的类别

（1）根据结构分类：

可分为电子标签天线和读写器天线两大类。

-

（2）根据工作原理分类：

可分为磁场耦合式天线，电磁波向后散射式天线，微带天线（微带贴片天线、微带振子天线和微带阵列天线）。

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。

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、134.2kHz、225kHz和13.56kHz。

识别作用距离小于1m，典型作用距离为10~20cm。

（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3~10cm。

频率

低频（LF）

高频（HF）

超高频（UHF）

微波

125～135KHz

13.56MHz

860～960MHz

2.45GHz、5.8G

识别距离

3cm～90cm

5cm～1.2m

3m～10m

1m～15m

传输方式

电磁耦合

电磁耦合

电磁传播

电磁传播

运作方式

被动

被动

主动/被动

主动/被动

特性

受环境影响小，安全性较差，单一读取

受环境影响小，安全性较高，可多重读取

长距离，可大量读取，用途广，受水/金属影响

距离略长，可大量读取，金属影响小，与WLAN相同频率

通讯速度

4Kps

27Kps

640Kps

40Kps

指向性

广

广

中

窄

根据标签是否有源，RFID系统可以分为被动射频与主动射频系统两种。

当阅读器遇到RFID标签，阅读器中的收发器通过天线发出电磁波，周围就形成了电磁场，标签从电磁场中获得能量，激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波信号，然后回送给阅读器，收发器接收信号并转换为相关数据，于是阅读器便读入或写入了标签中的信息。

在主动射频系统中，标签中装有电池。

在信号作用的范围内，由标签主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并在解码后送至中央信息处理系统中进行信息数据的处理。

五花八门的应用

　（从125KHz到135KHz）

　　1．工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz,该频段的波长大约为2500m。

　　2．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。

　　3．工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。

　　4．低频产品有不同的封装形式。

好的封装形式价格昂贵，但具有10年以上的较长使用寿命。

　　5．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。

　　6．相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率较慢。

　　7．感应器的价格相对与其他频段来说要贵。

主要应用：

　　1．畜牧业的管理系统。

　　2．汽车防盗和无钥匙开门系统的应用。

　　3．马拉松赛跑系统的应用。

　　4．自动停车场收费和车辆管理系统。

　　5．自动加油系统的应用。

　　6．酒店门锁系统的应用。

7．门禁和安全管理系统。

（工作频率为13.56MHz）

　　1．工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m。

　　2．除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。

标签需要离开金属4mm以上距离，其抗金属效果在几个频段中较为优良。

　　3．该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。

　　4．感应器一般以电子标签的形式。

　　5．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。

　　6.该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。

　　7．可以把某些数据信息写入标签中。

8．数据传输速率比低频要快，价格不是很贵。

主要应用：

　　1．图书管理系统的应用

　　2．瓦斯钢瓶的管理应用

　　3．服装生产线和物流系统的管理和应用

　　4．三表预收费系统

　　5．酒店门锁的管理和应用

　　6．大型会议人员通道系统

　　7．固定资产的管理系统

　　8．医药物流系统的管理和应用

　　9．智能货架的管理

　　10．珠宝盘点管理。

（工作频率为860MHz到960MHz之间）

　　1．该频段全球的定义差别很大——欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz，北美定义的频段为902到905MHz之间，在日本建议的频段为950到956之间。

该频段的波长大概为30cm左右。

　　2．目前，该频段功率输出目前没有统一的定义（美国定义为4W，欧洲定义为500mW，可能欧洲限制会上升到2WEIRP。

　　3．超高频频段的电波不能通过许多材料，特别是金属，液体，灰尘，雾等悬浮颗粒物质，可以说环境对超高频段的影响是很大的。

　　4．电子标签的天线一般是长条和标签状。

天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。

　　5．该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。

6．有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。

主要应用：

　　1． 供应链上的管理和应用

　　2．生产线自动化的管理和应用

　　3．航空包裹的管理和应用

　　4． 集装箱的管理和应用

　　5．铁路包裹的管理和应用

6．后勤管理系统的应用。

根据不同行业的制造流程，可选择性地集合系统管理软件和人机界面设备，如（PLC触摸屏）、LED生产看板、LCD看板、PDA智能手持终端、工业平板电脑、条码采集器、传感器、I/O、DCS、RFID、工业AP、WIFI等，以实现对物料、仓库、设备、人员、品质、工艺、异常、流程指令和其他设施等的控制，从而达到提高生产效率的目的。

应用范围：

制造型企业。

RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出了RFID技术。

1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。

RFID技术的发展可按10年期划分如下：

　　1941～1950年。

雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。

　　1951—1960年。

早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。

　　1961—1970年。

RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。

　　1971—1980年。

RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。

出现了一些最早的RFID应用。

　　1981～1990年。

RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。

　　1991～2000年。

RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。

　　2001—今。

标准化问题日趋为人们所重视，RFID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。

　　RFID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RFID正在成为现实。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。

其英文名称是“TheInternetofthings”。

“物联网即物物相连的互联网”。

物联网的核心和基础仍然是互联网，只是其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

形象地将RFID技术比作是物联网系统的末端神经和触角！

1.数据存储：

与传统形式的标签相比，容量更大（1bit—1024bit），数据可随时更新，可读写。

2.读写速度：

与条码相比，无须直线对准扫描，读写速度更快，可多目标识别、运动识别。

3.使用方便：

体积小，容易封装，可以嵌入产品内。

4.安全：

专用芯片、序列号惟一、很难复制。

5.耐用：

无机械故障、寿命长、抗恶劣环境。

 1．标准化

标准化是推动产品广泛获得市场接受的必要措施，但射频识别读取机与标签的技术仍未见其统一，因此无法一体化使用。

而不同制造商所开发的标签通讯协定，使用不同频率，且封包格式不一。

尽管RFID的有关标准正在逐步开发制定、不断完善，但是不同国家又有自己的规则。

2．价格问题

RFID系统的标签、阅读器和天线价格都比较昂贵，使得RFID技术目前只能在一些本身价值较高的领域进行应用。

 3．技术

RFID技术上尚未完全成熟，特别是应用于某些特殊的产品，如液体或金属罐等时，大量RFID标签无法正常起作用。

现在普遍使用的134KHz和13.56KHz传输距离太短，限制了阅读器和RFID标签间的传输距离，使若干标签不能有效地被读取，标签失效率很高。

此外，RFID标签与阅读器有方向性，射频识别讯号易被物体阻断，也是RFID技术发展一大挑战。

4．涉及人员失业、隐私保护以及安全问题

企业采用射频识别系统后，原来由手工完成的工作将有很多被该系统取代，其衍生而来的问题就是将有许多劳工面临失去工作的危机。

同时RFID的大规模应用还会涉及到隐私保护以及安全问题，当前的无源RFID系统没有读写能力，所以无法使用密钥验证方法来进行身份验证，如果标签是有源的，并且会收到不断变化的验证密钥，那将会大大提高其安全性，但这将会增加其成本。

正因为如此，目前的RFID技术要想在对信息有保密要求的领域展开应用还存在着障碍。