RFID是(shi)什么 RFID技(ji)術(shu)的工作原理 無線射頻技(ji)術(shu)介紹
什么是RFID技術？
RFID射頻(pin)識(shi)(shi)別是一種(zhong)非接觸式的(de)自動(dong)識(shi)(shi)別技術，它通(tong)過射頻(pin)信號自動(dong)識(shi)(shi)別目標對象(xiang)并(bing)獲取相關數據，識(shi)(shi)別工(gong)作無須人(ren)工(gong)干預，可工(gong)作于各種(zhong)惡劣環境。RFID技(ji)術(shu)可(ke)識別高速(su)運動物體并可(ke)同時(shi)識別多個標簽，操作(zuo)快捷方便。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術："第一，可以識別單個的非常(chang)具體的物體，而不(bu)是像條(tiao)形碼(ma)那樣只能識別一類(lei)物體；第二，其采(cai)用無線電(dian)射頻，可以透過外部材料(liao)讀(du)取(qu)數據，而條(tiao)形碼(ma)必須靠激光來讀(du)取(qu)信息；第三，可以同(tong)時對多個物體進行(xing)識讀(du)，而條(tiao)形碼(ma)只能一個一個地讀(du)。此外，儲存(cun)的信息量也(ye)非常(chang)大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系(xi)統由(you)三部分組成：
標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成(cheng)，每個(ge)標簽(qian)具有唯一的(de)電子編碼，附(fu)著(zhu)在物體(ti)上標識目標對象(xiang)；
閱讀器(Reader)：讀取(有時還可(ke)以(yi)寫入(ru))標簽信息的設備，可設計為手持(chi)式(shi)或固定式(shi)；
天線(Antenna)：在標簽(qian)和(he)讀取(qu)器(qi)間傳遞射頻信(xin)號。
一套完(wan)整的系統還(huan)需具(ju)備：數據(ju)傳輸和處(chu)理系統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技術的(de)(de)基本工作原理并不復雜(za)：標簽進(jin)入磁場(chang)后，接收解讀器發出的(de)(de)射頻信號(hao)，憑借(jie)感應電流所獲得(de)的(de)(de)能量發送出存儲在芯片中的(de)(de)產(chan)品信息（Passive Tag，無(wu)源標(biao)簽(qian)或(huo)被動標(biao)簽(qian)），或(huo)者主動發送某一頻(pin)率的信號（Active Tag，有源標(biao)簽或主動標(biao)簽）；解讀(du)器(qi)讀(du)取信息(xi)(xi)并解碼(ma)后，送至中(zhong)央(yang)信息(xi)(xi)系統(tong)進行(xing)有關數據處(chu)理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年建議企業可(ke)考(kao)慮(lv)引入的(de)十大策略技術之一，而(er)中間件（Middleware）可(ke)稱為是RFID運作(zuo)的中樞，因為它可以加(jia)速(su)關鍵應(ying)用的問世。
RFID產業潛(qian)力無窮，應用的(de)范(fan)圍遍及制(zhi)造(zao)、物流(liu)、醫(yi)療、運輸、零(ling)售(shou)、國(guo)防等等。Gartner Group認為，RFID是2005年建議企業(ye)可考慮引入的十大策略技(ji)術(shu)之一，然而(er)其成功之關鍵(jian)除(chu)了標(biao)簽（Tag）的(de)價格、天線的(de)設計(ji)、波段的(de)標準(zhun)化、設備的(de)認證之外(wai)，最重要(yao)的(de)是要(yao)有關鍵的(de)應用軟件(jian)（Killer Application），才能迅速推廣。而中(zhong)間件（Middleware）可稱為是(shi)RFID運作的中(zhong)樞，因為它可以加速關鍵應用的問(wen)世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公司(si)的零售業分(fen)析師(shi)估(gu)計，通過采用RFID，沃爾瑪每(mei)年可(ke)以節省83、5億美(mei)元，其中大(da)部(bu)分(fen)(fen)是因為不(bu)需要人工(gong)查看(kan)進貨的(de)條碼而節(jie)省的(de)勞動力(li)成本(ben)。盡管(guan)另外一些分(fen)(fen)析師(shi)認為80億美元這個數字(zi)過于樂觀，但毫(hao)無疑問，RFID有助(zhu)于解決零售業兩個最大的(de)難(nan)題：商品(pin)斷貨和損耗（因盜(dao)(dao)竊和供應(ying)鏈(lian)被攪亂而(er)損失(shi)的(de)產品(pin)），而(er)現在單是(shi)盜(dao)(dao)竊一項，沃爾瑪一年的(de)損失(shi)就差不多有20億美(mei)元，如果一家(jia)合法企業(ye)的營業(ye)額能達到這個數字，就可以在美(mei)國1000家最大(da)企業的(de)排行榜中名列第694位。研究機(ji)構估計，這種RFID技術(shu)能夠幫助把失竊和(he)存(cun)貨(huo)水(shui)平(ping)降低25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車輛自動(dong)識別(bie)治(zhi)理
鐵路車號自動識別是射頻識別技術最普遍的應用。
2、高速公路收(shou)費及智能(neng)交通系統
高(gao)速(su)公路自動收費系統是射(she)頻識別技(ji)術最成功的應用之一，它充分(fen)體現了(le)非(fei)接(jie)觸識別的優勢(shi)。在車輛高(gao)速(su)通過收費站的同時完成繳費，解決(jue)了(le)交(jiao)通的瓶(ping)頸問題(ti)，提高(gao)了(le)車行速(su)度(du)，避(bi)免擁(yong)堵，提高(gao)了(le)收費結算(suan)效(xiao)率(lv)。
3、貨物的跟蹤、治理及(ji)監控
射頻識別技術(shu)為(wei)貨(huo)物的跟蹤、治理(li)及監控提供(gong)了快捷(jie)、準確、自動(dong)化的手段。以射頻識別技術(shu)為(wei)核心的集裝(zhuang)箱(xiang)自動(dong)識別，成為(wei)全球(qiu)范(fan)圍最大的貨(huo)物跟蹤治理(li)應(ying)用。
4、倉儲(chu)、配送等物流環節
射頻識別(bie)技術目前(qian)在(zai)倉儲、配送等物(wu)(wu)流(liu)(liu)環節(jie)已有許(xu)多成功(gong)的應(ying)用。隨著射頻識別(bie)技術在(zai)開放的物(wu)(wu)流(liu)(liu)環節(jie)統一標準的研究開發，物(wu)(wu)流(liu)(liu)業(ye)將成為射頻識別(bie)技術最大的受(shou)益行(xing)業(ye)。
5、電子錢包、電子票(piao)證
射頻識別卡(ka)是(shi)射頻識別技術的一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)。射頻識別卡(ka)的功(gong)能相當于電子錢包，實現(xian)非現(xian)金結(jie)算。目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)的應(ying)用(yong)在交通(tong)方面。
6、生(sheng)產線產品(pin)加工過程(cheng)自動控制(zhi)
主(zhu)要應用在大(da)型工廠的自動(dong)化流水作業線上(shang)，實現自動(dong)控制、監視，提高生產效率，節約成本。
7、動物跟(gen)蹤和治(zhi)理
射(she)頻識(shi)別(bie)技(ji)術可(ke)(ke)用于(yu)動物跟蹤。在大型養殖廠，可(ke)(ke)通過采用射(she)頻識(shi)別(bie)技(ji)術建(jian)立飼養檔(dang)案、預防接種檔(dang)案等，達(da)到(dao)高效、自(zi)動化(hua)治理牲畜的目的，同時(shi)為食品(pin)安全提供了(le)保障。射(she)頻識(shi)別(bie)技(ji)術還可(ke)(ke)用于(yu)信鴿(ge)比賽、賽馬(ma)識(shi)別(bie)等，以準確(que)測(ce)定到(dao)達(da)時(shi)間。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標簽本身不帶電(dian)池，依(yi)靠讀卡器(qi)發送的電(dian)磁能量工作(zuo)。由于它結構(gou)簡單(dan)、經(jing)濟實用，因而獲得廣泛(fan)的應(ying)用。無源(yuan)RFID標簽由RFID IC、諧振電容C和天線L組成(cheng)，天線與電容組成(cheng)諧(xie)振回路，調諧(xie)在讀卡器的載波頻率，以(yi)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(pin)率有6種，分別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及(ji)5、8GHz。無源RFID主要(yao)使用前(qian)二(er)種頻率。
RFID標簽結構
RFID標簽(qian)天線有兩(liang)種天線形式：（1）線(xian)繞電(dian)感天線(xian)；（2）在(zai)介(jie)質基板(ban)上壓(ya)印或印刷刻(ke)腐的盤旋狀天線(xian)。天線(xian)形(xing)式由(you)載波頻(pin)(pin)率、標簽封裝(zhuang)形(xing)式、性能和組裝(zhuang)成本等因素決定。例如(ru)，頻(pin)(pin)率小于(yu)400KHz時(shi)需要mH級(ji)電感量，這類天線只能用線繞電感制作；頻率(lv)在(zai)4~30MHz時，僅(jin)需幾(ji)個礖，幾(ji)圈線(xian)繞電感就可以，或使(shi)用介質(zhi)基(ji)板上的刻腐天線(xian)。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在天(tian)線(xian)上。IC貼接也(ye)有(you)兩(liang)種基本方法：（1）使用板上(shang)芯(xin)片（COB）；（2）裸芯片直接貼接在天(tian)(tian)線上。前(qian)者常用于線繞(rao)天(tian)(tian)線；而后(hou)者用于刻腐天(tian)(tian)線。CIB是將諧振電容和(he)RFID IC一(yi)起(qi)封裝(zhuang)在同一(yi)個管殼(ke)中，天線則用烙鐵或(huo)熔(rong)焊工藝連接在COB的2個外接端了(le)上。由于大(da)多(duo)數COB用(yong)于ISO卡(ka)，一種符合ISO標準厚度（0、76）規格(ge)的卡，因此COB的典型厚(hou)度約為(wei)0、4mm。兩種常(chang)見(jian)的COB封(feng)裝形式是(shi)IST采用的IOA2（MOA2）和美(mei)國HEI公司(si)采用的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）引線焊(han)接；（2）倒裝工藝(yi)。采用倒裝工藝(yi)時，芯片焊盤上需制作專門的焊球，材料是(shi)金的，高度(du)約(yue)25祄(xie)，然后將焊(han)(han)(han)球倒裝在天(tian)(tian)線的(de)印制走(zou)線上。引線焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)較(jiao)(jiao)簡單，裸芯片直(zhi)接(jie)用引線焊(han)(han)(han)接(jie)在天(tian)(tian)線上，焊(han)(han)(han)接(jie)區再(zai)用黑(hei)色環氧(yang)樹脂(zhi)密(mi)封。對小(xiao)批量生(sheng)(sheng)產，這種工藝(yi)的(de)成本較(jiao)(jiao)低；而對于大批量生(sheng)(sheng)產，最好采有倒裝工藝(yi)。
基本工作原理
無線RFID標簽的性能受標簽大小，調制形式、電路Q值(zhi)、器件功耗(hao)以及調制深度的(de)極大影響。下面(mian)簡要(yao)地(di)介紹它(ta)的(de)工作原理。
RFID IC內部(bu)備有一個(ge)154位存(cun)儲(chu)器，用(yong)以存(cun)儲(chu)標簽數據(ju)。IC內部還(huan)有一個通導電阻極低的調制門控管（CMOS），以一定頻率工(gong)作。當讀卡器發(fa)射電磁波(bo)，使標簽天線電感式電壓達到VPP時，器件工(gong)作，以曼徹(che)斯特(te)格(ge)式將數據發(fa)送回去。
數據(ju)發送是通過調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)與去調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)外(wai)部(bu)諧(xie)(xie)(xie)振回路(lu)來完成(cheng)的(de)(de)。具體過程如(ru)(ru)下：當數據(ju)為邏(luo)輯高電(dian)(dian)平(ping)時，門控(kong)管截止，將調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)電(dian)(dian)路(lu)調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)于讀(du)卡器的(de)(de)截波(bo)(bo)頻率，這(zhe)就是調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)狀態，感(gan)應電(dian)(dian)壓達到(dao)最大值。如(ru)(ru)此進行，調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)與去調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)在(zai)標(biao)簽線圈上產(chan)生一個幅度(du)調(diao)(diao)(diao)制信(xin)(xin)號，讀(du)卡器檢測電(dian)(dian)壓波(bo)(bo)形包絡，就能重構來自(zi)標(biao)簽的(de)(de)數據(ju)信(xin)(xin)號。
門控管的開關頻率為70KHz，完成(cheng)全部154位數(shu)據約需2、2ms。在發送(song)完(wan)全部(bu)數據后，器件(jian)進入(ru)100 ms的休眠模式(shi)。當(dang)一個(ge)標(biao)簽進入休眠模式(shi)時(shi)，讀卡器(qi)(qi)可以去(qu)讀取其它標(biao)簽的數(shu)據，不(bu)會產生(sheng)任何數(shu)據沖突。當(dang)然，這個(ge)功能受到下列因素的影(ying)響：標(biao)簽至(zhi)讀卡器(qi)(qi)的距離(li)、兩者的方位(wei)、標(biao)簽的移動以及(ji)標(biao)簽的空間分布。
