篇一：无线射频识别技术(RFID)基础知识
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（Logical
篇二：无线射频识别(RFID)技术详解
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(Radio Frequency Identification)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2005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，2006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。
三、系统组成
最基本的RFID系统由三部分组成：
1. 标签(Tag，即射频卡)：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。
2. 阅读器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。
3. 天线：在标签和读取器间传递射频信号。
有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。
四、工作原理
系统的基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。
在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面，不同的非接触传输方法有根本的区别，但所有的阅读器在功能原理上，以及由此决定的设计构造上都很相似，所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器，其功能包括：产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给射频卡；接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异，电感耦合系统的高频接口原理图如图1所示。
阅读器的控制单元的功能包括：与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与射频卡的通信过程(主-从原则)；信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法，对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密，以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。
射频识别系统的读写距离是一个很关键的参数。目前，长距离射频识别系统的价格还很贵，因此寻找提高其读写距离的方法很重要。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、阅读器的RF输出功率、阅读器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线方向、阅读器和射频卡的耦合度，以及射频卡本身获得的能量及发送信息的能量等。大多数系统的读取距离和写入距离是不同的，写入距离大约是读取距离的40%～80%。
五、RFID自动识别术语解释
· 微 波： 波长为0.1—100厘米或频率在1—100GHZ的电磁波。
· 射 频： 一般指微波。
· 电子标签： 以电子数据形式存储标识物体代码的标签，也叫射频卡。 · 被动式电子标签： 内部无电源、靠接收微波能量工作的电子标签。
· 主动式电子标签： 靠内部电池供电工作的电子标签。
· 微波天线： 用于发射和接受微波信号。
· 读出装置： 用于读取电子标签内电子数据。
· 阅 读 器： 用于读取电子标签内电子数据。
· 编 程 器： 用于将电子数据写入电子标签或查阅电子标签内存储数据。 · 波束范围： 指天线发射微波的照射功率范围。
· 标签容量： 电子标签编程时所能写入的字节数或逻辑位数。
a-Biz—自动识别技术的应用案例框架
a-Biz 是一项自动识别工程，它的终极目标是将自动识别技术与现实世界中的应用案例结合，以此实现"商业自动化"，或者说是a-Biz。
ASN—高级货运通知
也可称之为DA，此电子文档先于货物被发送出去，以通知对方货物在运送途中。
BIS—商业信息系统
商业信息系统，即BIS，是用来处理商业交易信息的系统。
DA—发货通知
此电子文档先于货物被发送出去，以通知对方货物在运送途中。
EAN—欧洲物品编码组
该组织创建于1974年，是由欧洲12个国家的生产商和分销商建立了一个ad-hoc委员会。它的任务是调查在欧洲制订统一的标准化的编码体系的可能性，类似于美国使用的UPC体系。最终创立了与UPC兼容的"欧洲物品编码"。可访问/retype/zoom/85eed83e376baf1ffc4fad2d?pn=4&x=0&y=0&raww=570&rawh=422&o=png_6_0_0_135_560_641_475_892.979_1262.879&type=pic&aimh=355.36842105263156&md5sum=bd4176ff5fc3e2c9f1900cb5b3ba119c&sign=97efc012af&zoom=&png=9590-&jpg=0-0" target="_blank">点此查看
篇三：无线射频识别(RFID)技术的应用
无线射频识别(RFID)技术的应用 摘要：超市内使用条形码作为商品识别的技术已经非常成熟。然而条形码因为存在必须使用人工接触式读取，信息只能读取不能写入，不能同时识别多个标签等缺点， RFID技术的优势正好可以解决条形码技术存在的问题。然而RFID技术目前并没有在超市内实际运行，主要原因便是成本较高和多商品标签读取容易碰撞，而且使用基于RFID的计费付费系统会使原有的系统存在的数据出现冲突。 关键词：RFID；RFID技术；RFID应用
1、RFID技术概述
射频识别（Radio Frequency Identification，以下简
RFID技术越来越受到人们的重视，在我国，RFID技术在工
厂生产、铁路运营、仓储物流、贵重品贸易、身份识别等领 RFID技术的技术原理是利用感应识别特定的电子标签（RFID Tags）发出的无线电波特定频段的能量，或由电子标签主动发送某一频率的信号，进行非接触式双向通信，完成目标识别和数据交换目的的自动识别技术，而不需要识别系统（一般是RFID阅读器）与电子标签之间建立机械或光学接触。[5] RFID技术可应用的领域十分广泛，可以说，在
物联网的概念中，RFID技术被看作是继互联网和移动通信两大技术之后的第三大技术。
RFID系统组成包括硬件和软件。其中硬件主要包括电子
括应用软件、嵌入式软件（又称中间件）、数据库系统。
2、 RFID和其他识别技术的比较 RFID技术和条形码等其他识别技术相比，有以下几个特点：远距离读写，存储量大，可重复使用。使用寿命长。可以同时识别多个标签。形状不受限制。耐环境变化，保养方便。数据安全。
3、 RFID应用时的制约因素
RFID技术目前尚在托盘标签而未达到单品标签的阶段，原因之一就是成本。第二个制约因素是安全问题。第三个问题在于标准和频段的不统一。
总而言之，由于受到技术水平和标准问题的限制，RFID技术目前尚在部分行业得以应用，未能建立完整的产业链，而在超级市场等零售业界，更只是在实施试点项目，未能形成普遍的气候。
4、 RFID系统优势
RFID标签全面取代条形码后，能带来更多的便利、快捷、创新和利润。首先是能大大减少人工计费的失误，将现有的计费系统耗时减少1/2到2/3，减少商品非预期性损失等，
能给顾客和零售商均带来极大的便利。
5、 现有条形码系统存在的问题
（1）条码条形码是"可视技术"，扫描器必须人为操作，只能接收它视野范围内的条码条形码。
（2）条形码的数据不能更改。
（3）条形码对完整性有较高要求。
（4）条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，
（5）条形码虽然只存储了少量数据，但这些数据却是未经过编码的，识别码是全球通用，因此数据保密性和安全性还是有一些欠缺。
而以上这种种问题，使用基于无线射频识别（RFID）的超市购物自动计费系统则可以一一解决。
6、 RFID技术的实现
根据前文所述可以通过设计RFID通道、阅读器勘误（中间层）和自动计费系统来实现。
（1）RFID通道
RFID阅读器通道，简称RFID通道。它将阅读器固定在收银台附近的三个位置，从不同的位置对购物车进行计费。其设计如图1所示。
（2）阅读器勘误（中间层）
每个通道架设三台阅读器，分设左右两边，而位置亦是
高中低三个位置，便于从不同角度来获取RFID标签的信号。通过一个控制器使用TDMA技术，控制三个阅读器分时读取购物车上的RFID标签发出的经过编码的信息，一方面实现三个阅读器在不同时间接收信号，以保证阅读器不会互相干扰，另一方面实现防碰撞功能，即每个阅读器可在短时间内的不同时刻读取不同RFID标签上的信息，使所以在范围内的商品RFID标签在通过通道的时候全被读取。
（3）自动计费系统
自动计费系统连接物联网和超市内部的数据库，待系统根据清单上各种商品的代码连接数据库建立帐单视图并显示到显示屏中后，顾客可在显示器屏幕上见到清单，并可选择是将信用卡（银联卡）插入卡槽，还是在现金放置口中放入现金，进行付费。付费完成后系统将控制通道末端的闸门开放，顾客可将购物车推离通道，系统将自动修改库存相关信息。
7、 RFID技术的应用
进入21世纪后更是因为其定位追踪及数据交互方面的优势，RFID技术越来越受到人们的重视，在我国，RFID已经在生产及包装业、产品仓储中、配送中心、门禁管理中、产品防伪中、制造业中、生产物流实验系统等广泛应用，相信在不久的将来RFID技术的应用会越来越广泛。
《无线射频识别(RFID)技术的应用》出自：百味书屋
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