RFID是什么 RFID技(ji)術的工作原理(li) 無線射頻技(ji)術介(jie)紹
什么是RFID技術？
RFID射頻(pin)識(shi)別(bie)是一種非接觸式的自動識(shi)別(bie)技術，它通過射頻(pin)信號自動識(shi)別(bie)目標對象并獲(huo)取相關(guan)數據，識(shi)別(bie)工作(zuo)無(wu)須人工干預，可工作(zuo)于各種惡(e)劣(lie)環境。RFID技術(shu)可識(shi)別高速(su)運動物體(ti)并(bing)可同時識(shi)別多(duo)個標簽，操作快捷方(fang)便。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是(shi)一種突破性的技術："第(di)一，可以(yi)識別(bie)單個的非常具體的物體，而不是像條(tiao)(tiao)形碼那(nei)樣(yang)只能識別(bie)一類物體；第(di)二(er)，其采用無線電(dian)射頻，可以(yi)透過外(wai)部材料讀(du)取數據，而條(tiao)(tiao)形碼必須靠(kao)激光(guang)來讀(du)取信息；第(di)三，可以(yi)同(tong)時對多個物體進行(xing)識讀(du)，而條(tiao)(tiao)形碼只能一個一個地讀(du)。此(ci)外(wai)，儲存的信息量也非常大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系(xi)統由三部(bu)分組成：
標簽(Tag)：由耦合元(yuan)件及芯片(pian)組成，每個(ge)標(biao)簽具有唯一的電(dian)子編碼，附著在物體上標(biao)識目標(biao)對象；
閱讀器(Reader)：讀(du)取(qu)(有時(shi)還(huan)可以寫入)標簽信息的(de)設(she)(she)備，可設(she)(she)計為手持(chi)式(shi)或固定式(shi)；
天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞(di)射頻信(xin)號。
一套完整的系統還需具(ju)備：數據傳輸和處理系統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技(ji)術的(de)基(ji)本工(gong)作原理(li)并不復雜：標簽(qian)進入(ru)磁場后(hou)，接收解(jie)讀(du)器發出的(de)射頻信號，憑借(jie)感應電流所獲得的(de)能量發送(song)出存(cun)儲在芯片中的(de)產品(pin)信息（Passive Tag，無(wu)源標簽或(huo)被動標簽），或(huo)者主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動(dong)標簽）；解讀(du)器讀(du)取信(xin)息(xi)并解碼后(hou)，送至中央信(xin)息(xi)系統進行有關數據處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年建議(yi)企(qi)業(ye)可(ke)考慮(lv)引入的十大(da)策略技術之(zhi)一，而中間件(jian)（Middleware）可稱為是(shi)RFID運作的(de)中樞(shu)，因(yin)為(wei)它可以加速關鍵(jian)應用的(de)問世。
RFID產業潛力無窮(qiong)，應用(yong)的范圍遍及制造(zao)、物流、醫療(liao)、運輸、零售(shou)、國(guo)防等等。Gartner Group認為，RFID是2005年建議企(qi)業(ye)可(ke)考慮引(yin)入的十大策(ce)略技術之(zhi)一，然而(er)其成功之(zhi)關鍵除了標(biao)簽（Tag）的(de)價格(ge)、天線的(de)設計、波段的(de)標準化(hua)、設備的(de)認證之外，最重要的(de)是要有(you)關鍵的(de)應用(yong)軟件（Killer Application），才能(neng)迅速推廣。而中間件（Middleware）可稱為是(shi)RFID運(yun)作的(de)中樞，因(yin)為它(ta)可以加速關(guan)鍵(jian)應用的(de)問世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公司的零售業(ye)分析師(shi)估計，通過采用RFID，沃爾(er)瑪每(mei)年可以節省83、5億美元，其(qi)中大(da)部(bu)分(fen)是因為(wei)不需要人工查看進貨的(de)條(tiao)碼而節省的(de)勞(lao)動力成本。盡(jin)管另外一些分(fen)析師認為(wei)80億美(mei)元這個數字過于樂觀，但毫無疑問，RFID有助于解決(jue)零售業兩個最(zui)大的(de)難題：商品斷貨和損耗（因(yin)盜竊(qie)和供應鏈(lian)被(bei)攪(jiao)亂而損失(shi)的(de)產品），而現在單是(shi)盜竊(qie)一項，沃爾瑪(ma)一年(nian)的(de)損失(shi)就(jiu)差不(bu)多(duo)有20億美元，如果一家合(he)法企業(ye)的營業(ye)額能達到(dao)這個數字，就可以在(zai)美國1000家最(zui)大企業的排行榜中名列第694位。研究機構估計(ji)，這種RFID技術能夠幫(bang)助把失竊和存貨水(shui)平降低25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車輛自動識別(bie)治理
鐵路車號自動識別(bie)是(shi)射頻(pin)識別(bie)技術最(zui)普遍的(de)應用。
2、高(gao)速公(gong)路收費及(ji)智(zhi)能交(jiao)通(tong)系統
高(gao)速公路自(zi)動收費(fei)(fei)系(xi)統是射頻識別(bie)技術最成功的應用之一，它充分(fen)體(ti)現(xian)了(le)非(fei)接(jie)觸(chu)識別(bie)的優勢。在車輛高(gao)速通過收費(fei)(fei)站(zhan)的同(tong)時(shi)完成繳費(fei)(fei)，解決了(le)交通的瓶頸(jing)問(wen)題，提高(gao)了(le)車行速度，避(bi)免擁堵，提高(gao)了(le)收費(fei)(fei)結(jie)算效率(lv)。
3、貨物的跟蹤、治(zhi)理(li)及監(jian)控
射頻(pin)識(shi)別技(ji)術(shu)為貨物的跟蹤(zong)、治(zhi)理及監控(kong)提供了快捷(jie)、準(zhun)確(que)、自(zi)動化的手(shou)段。以射頻(pin)識(shi)別技(ji)術(shu)為核心(xin)的集裝箱自(zi)動識(shi)別，成為全球范圍最(zui)大的貨物跟蹤(zong)治(zhi)理應(ying)用。
4、倉儲(chu)、配送(song)等物流環節
射頻(pin)識別(bie)(bie)技術(shu)目前(qian)在(zai)倉(cang)儲、配送等物流(liu)環(huan)節已有許多(duo)成功(gong)的應用。隨著射頻(pin)識別(bie)(bie)技術(shu)在(zai)開放的物流(liu)環(huan)節統一標(biao)準的研究開發，物流(liu)業將成為射頻(pin)識別(bie)(bie)技術(shu)最大的受益行業。
5、電(dian)子錢包、電(dian)子票(piao)證
射(she)(she)頻識(shi)別(bie)卡是射(she)(she)頻識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)的一個主要應(ying)用(yong)。射(she)(she)頻識(shi)別(bie)卡的功能(neng)相當于電子錢包(bao)，實現(xian)非現(xian)金結算。目前主要的應(ying)用(yong)在交通(tong)方(fang)面。
6、生產線產品(pin)加(jia)工過程(cheng)自動控制(zhi)
主要應用(yong)在大(da)型工廠的自(zi)動化流水(shui)作業線上，實現自(zi)動控制、監視，提(ti)高生產效率，節約(yue)成本。
7、動物跟蹤和治理
射頻(pin)識別(bie)(bie)技(ji)(ji)術可(ke)用(yong)于(yu)動(dong)(dong)物跟蹤。在大型(xing)養殖廠，可(ke)通過采用(yong)射頻(pin)識別(bie)(bie)技(ji)(ji)術建立飼(si)養檔案、預(yu)防(fang)接種檔案等(deng)，達到(dao)高效、自(zi)動(dong)(dong)化(hua)治理牲畜的目的，同時為(wei)食(shi)品安全提供了保(bao)障。射頻(pin)識別(bie)(bie)技(ji)(ji)術還(huan)可(ke)用(yong)于(yu)信(xin)鴿比賽、賽馬識別(bie)(bie)等(deng)，以(yi)準確測定到(dao)達時間。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標(biao)簽本身不帶(dai)電池(chi)，依(yi)靠讀卡器發送的(de)電磁(ci)能量工作(zuo)。由于它結構簡單、經濟實用，因而獲得廣泛的(de)應用。無源RFID標簽由RFID IC、諧(xie)振電容C和天線(xian)L組成，天線(xian)與電容組成諧(xie)振回路(lu)，調諧(xie)在讀卡器的載(zai)波頻率(lv)，以獲(huo)得最佳性能(neng)。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用的頻率(lv)有6種，分(fen)別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即(ji)UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源RFID主要使用前二(er)種頻(pin)率。
RFID標簽結構
RFID標(biao)簽天線有兩(liang)種天線形(xing)式(shi)：（1）線繞電感天(tian)線；（2）在介質基(ji)板上壓印或印刷刻(ke)腐的盤旋狀天線。天線形式由載波頻率、標(biao)簽(qian)封裝形式、性能和組裝成本等因素決(jue)定。例如(ru)，頻率小于400KHz時需要mH級(ji)電感量，這類天線只能用(yong)線繞電感制作；頻率在4~30MHz時，僅(jin)需幾個礖(yu)，幾圈(quan)線繞電感就可以，或使(shi)用(yong)介(jie)質(zhi)基板上的刻(ke)腐天線。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼(tie)接在天(tian)線上(shang)。IC貼(tie)接也有兩種(zhong)基(ji)本方法：（1）使用板上芯(xin)片（COB）；（2）裸芯片(pian)直接貼接在天線上。前者(zhe)常用(yong)于線繞天線；而后者(zhe)用(yong)于刻腐天線。CIB是將(jiang)諧振電(dian)容和(he)RFID IC一起(qi)封裝在(zai)同一個管殼中，天線則用烙(luo)鐵或熔焊(han)工藝(yi)連接在(zai)COB的2個(ge)外接端了(le)上。由于大多數COB用于ISO卡，一種(zhong)符合ISO標準厚度（0、76）規(gui)格(ge)的卡，因此COB的典型厚度(du)約為0、4mm。兩種(zhong)常見的COB封裝(zhuang)形式(shi)是IST采用(yong)的IOA2（MOA2）和美國HEI公司采(cai)用的WorldⅡ。
裸芯片直接貼接減少了中間步驟，廣泛地用于低成本和大批量應用。直接貼接也有兩種方法可供選擇，（1）引線(xian)焊接；（2）倒裝(zhuang)工(gong)藝。采用倒裝(zhuang)工(gong)藝時，芯片(pian)焊(han)盤(pan)上需制作專門的焊(han)球，材(cai)料是金的，高(gao)度約(yue)25祄，然后(hou)將(jiang)焊球倒裝(zhuang)在天(tian)線(xian)的(de)印制走線(xian)上(shang)(shang)。引線(xian)焊接工(gong)藝(yi)較簡單，裸芯(xin)片直接用引線(xian)焊接在天(tian)線(xian)上(shang)(shang)，焊接區再用黑色環氧樹脂密封(feng)。對小批(pi)量生產，這種工(gong)藝(yi)的(de)成本(ben)較低；而(er)對于大(da)批(pi)量生產，最好采有倒裝(zhuang)工(gong)藝(yi)。
基本工作原理
無線RFID標簽(qian)的性能受標簽(qian)大小，調制形式、電路Q值、器件功(gong)耗以及(ji)調制(zhi)深度的極大(da)影響。下面簡要地介(jie)紹它的工作原理。
RFID IC內(nei)部備有一個154位存儲器，用以(yi)存儲標簽數據(ju)。IC內部還(huan)有一個通導(dao)電阻(zu)極低的調制(zhi)門控(kong)管（CMOS），以一定頻率工作。當(dang)讀卡器發射電(dian)磁波，使標簽天線電(dian)感式電(dian)壓達到VPP時，器件工作，以曼徹(che)斯特格式(shi)將數(shu)據發送(song)回去。
數據(ju)發送是通過(guo)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)與去調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)外部諧(xie)(xie)(xie)(xie)振回路來完成的。具體過(guo)程如下：當(dang)數據(ju)為邏輯高(gao)電平(ping)時，門控管截(jie)止，將調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)電路調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)于讀卡器(qi)的截(jie)波(bo)頻率，這就是調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)狀態，感應(ying)電壓(ya)達到最大值。如此進行，調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)與去調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)在標(biao)簽線圈上產生(sheng)一個幅(fu)度調(diao)(diao)制信(xin)號(hao)，讀卡器(qi)檢測電壓(ya)波(bo)形包絡(luo)，就能(neng)重構來自標(biao)簽的數據(ju)信(xin)號(hao)。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全(quan)部154位數據約(yue)需2、2ms。在(zai)發(fa)送(song)完全(quan)部(bu)數據后，器件進入100 ms的(de)(de)休(xiu)眠模式。當一個標(biao)簽(qian)進入休(xiu)眠模式時(shi)，讀(du)卡器可以(yi)去讀(du)取其它標(biao)簽(qian)的(de)(de)數(shu)據，不(bu)會產(chan)生任何數(shu)據沖突。當然，這個功能(neng)受到下列因(yin)素的(de)(de)影響：標(biao)簽(qian)至讀(du)卡器的(de)(de)距離、兩者的(de)(de)方(fang)位、標(biao)簽(qian)的(de)(de)移動以(yi)及(ji)標(biao)簽(qian)的(de)(de)空(kong)間(jian)分布。
