RFID是什么 RFID技術(shu)的工(gong)作原理 無線射(she)頻技術(shu)介紹(shao)
什么是RFID技術？
RFID射頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)是(shi)一(yi)種(zhong)非接(jie)觸式的(de)自動(dong)(dong)識(shi)(shi)別(bie)技術(shu)，它通過(guo)射頻(pin)信(xin)號自動(dong)(dong)識(shi)(shi)別(bie)目標對象并獲取(qu)相(xiang)關數據，識(shi)(shi)別(bie)工作無須人工干預，可工作于各(ge)種(zhong)惡劣環境(jing)。RFID技(ji)術(shu)可識(shi)別高速(su)運(yun)動物體并(bing)可同時識(shi)別多個(ge)標簽，操作快捷方便(bian)。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種(zhong)突破(po)性的技術(shu)："第(di)一(yi)，可以識(shi)別單(dan)個的(de)(de)(de)非(fei)常(chang)具體的(de)(de)(de)物體，而不是(shi)像(xiang)條(tiao)形(xing)碼(ma)那樣(yang)只能識(shi)別一(yi)類物體；第(di)二，其采用無線電射頻，可以透(tou)過外部材(cai)料讀取(qu)(qu)數據，而條(tiao)形(xing)碼(ma)必須靠(kao)激光來讀取(qu)(qu)信(xin)息；第(di)三，可以同時對多個物體進行識(shi)讀，而條(tiao)形(xing)碼(ma)只能一(yi)個一(yi)個地讀。此外，儲存的(de)(de)(de)信(xin)息量(liang)也非(fei)常(chang)大(da)。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系統由三部分組成(cheng)：
標簽(Tag)：由(you)耦合元件及芯片(pian)組成(cheng)，每個標(biao)簽具(ju)有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biao)識目(mu)標(biao)對象；
閱讀器(Reader)：讀取(有(you)時還可以寫入(ru))標簽信息的設(she)備(bei)，可設(she)計為手持式(shi)或固定式(shi)；
天線(Antenna)：在標簽和讀取(qu)器(qi)間傳遞射(she)頻(pin)信號(hao)。
一套完(wan)整的(de)系統還需(xu)具備：數據傳輸(shu)和(he)處理系統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技(ji)術的(de)基本工作(zuo)原理并不復雜：標(biao)簽(qian)進入磁場后，接收解讀(du)器發出(chu)(chu)的(de)射頻信號，憑借(jie)感應電流(liu)所(suo)獲得(de)的(de)能(neng)量發送(song)出(chu)(chu)存儲在芯片中的(de)產品信息（Passive Tag，無源標(biao)簽或(huo)被動(dong)標(biao)簽），或(huo)者主動(dong)發送某(mou)一頻率的信(xin)號（Active Tag，有源標簽(qian)或(huo)主(zhu)動標簽(qian)）；解讀器讀取(qu)信息并解碼后，送至中(zhong)央信息系統進行(xing)有關數據(ju)處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年(nian)建議企業可考(kao)慮(lv)引入(ru)的十大策(ce)略技術之一，而(er)中間(jian)件(jian)（Middleware）可稱為是(shi)RFID運(yun)作(zuo)的中(zhong)樞，因為它可以(yi)加速(su)關鍵(jian)應用的問世。
RFID產業(ye)潛力無窮，應用的范圍(wei)遍(bian)及制造、物流、醫(yi)療、運輸、零(ling)售、國防等(deng)等(deng)。Gartner Group認為(wei)，RFID是(shi)2005年建議企業可(ke)考(kao)慮引入的(de)十大策略技術之(zhi)一，然(ran)而其(qi)成功之(zhi)關鍵除了(le)標簽（Tag）的價格(ge)、天(tian)線的設(she)計、波段的標準(zhun)化、設(she)備的認證之外(wai)，最重要的是要有關(guan)鍵的應用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而(er)中間件（Middleware）可稱為是RFID運(yun)作的中(zhong)樞，因(yin)為它可以加速關鍵應用(yong)的問世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公司的(de)零售業(ye)分析師估計，通過(guo)采用RFID，沃(wo)爾瑪(ma)每(mei)年可以(yi)節(jie)省83、5億(yi)美元，其中大部分是因(yin)為不需要(yao)人工(gong)查(cha)看(kan)進貨的(de)條(tiao)碼而節(jie)省的(de)勞(lao)動力成(cheng)本。盡管另外一些(xie)分析(xi)師認為80億美元這個數字(zi)過于樂觀，但毫無疑(yi)問，RFID有助(zhu)于(yu)解決零售業兩個最大的難題(ti)：商(shang)品斷貨(huo)和損耗（因盜竊(qie)和供應鏈被攪亂而(er)損失(shi)的產品），而(er)現在單是盜竊(qie)一項，沃爾瑪一年的損失(shi)就差(cha)不多有20億(yi)美元，如果一家合法企(qi)業的營業額能達到這個數字，就可(ke)以在美國1000家最(zui)大企業(ye)的(de)排行榜中名列(lie)第694位。研究機(ji)構(gou)估計，這種RFID技術能(neng)夠(gou)幫助把失竊和存貨水(shui)平降低(di)25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車(che)輛自動識別治(zhi)理
鐵(tie)路車號(hao)自動識別(bie)是(shi)射(she)頻識別(bie)技術最普遍的應用(yong)。
2、高速公路收費及智能交(jiao)通系(xi)統
高速公路自(zi)動收費(fei)系(xi)統是射頻識(shi)別(bie)技術最成(cheng)功的(de)應用之一，它充(chong)分體現了(le)非(fei)接觸識(shi)別(bie)的(de)優(you)勢。在車輛高速通(tong)過收費(fei)站的(de)同時完成(cheng)繳費(fei)，解決了(le)交(jiao)通(tong)的(de)瓶(ping)頸問題，提(ti)高了(le)車行速度，避免擁堵，提(ti)高了(le)收費(fei)結(jie)算效(xiao)率。
3、貨物的跟蹤、治理及監控
射(she)頻識(shi)別技術為貨物的(de)跟蹤(zong)(zong)、治(zhi)理(li)及監控(kong)提供(gong)了(le)快捷、準確、自動化的(de)手(shou)段。以(yi)射(she)頻識(shi)別技術為核心的(de)集裝(zhuang)箱自動識(shi)別，成為全球范圍最大的(de)貨物跟蹤(zong)(zong)治(zhi)理(li)應用。
4、倉儲、配(pei)送(song)等物流環節
射(she)頻(pin)識別(bie)技(ji)(ji)術目(mu)前在倉儲、配送等物流環節已有許多成功的(de)應用。隨著射(she)頻(pin)識別(bie)技(ji)(ji)術在開放的(de)物流環節統一標(biao)準的(de)研究開發，物流業(ye)將(jiang)成為射(she)頻(pin)識別(bie)技(ji)(ji)術最大(da)的(de)受益行(xing)業(ye)。
5、電(dian)子錢包、電(dian)子票證(zheng)
射(she)(she)(she)頻(pin)(pin)識(shi)別(bie)(bie)卡(ka)(ka)是(shi)射(she)(she)(she)頻(pin)(pin)識(shi)別(bie)(bie)技術的一個主要(yao)應(ying)用(yong)。射(she)(she)(she)頻(pin)(pin)識(shi)別(bie)(bie)卡(ka)(ka)的功能相(xiang)當于電子錢包，實現非(fei)現金結算。目(mu)前主要(yao)的應(ying)用(yong)在交通方面。
6、生產線產品加工過程(cheng)自動控(kong)制
主要應用在大型工廠的自動(dong)化流水作(zuo)業線上，實(shi)現自動(dong)控制(zhi)、監視(shi)，提高(gao)生產效率(lv)，節約(yue)成本(ben)。
7、動物跟蹤和治(zhi)理
射頻(pin)(pin)識(shi)(shi)別技術可(ke)用(yong)于(yu)動物跟蹤。在大型(xing)養殖廠，可(ke)通過采(cai)用(yong)射頻(pin)(pin)識(shi)(shi)別技術建立飼養檔案、預防(fang)接種檔案等，達(da)(da)到高效(xiao)、自動化治(zhi)理牲(sheng)畜(chu)的目的，同時(shi)為食品安全提供(gong)了(le)保障(zhang)。射頻(pin)(pin)識(shi)(shi)別技術還可(ke)用(yong)于(yu)信(xin)鴿(ge)比賽(sai)、賽(sai)馬識(shi)(shi)別等，以準確測定到達(da)(da)時(shi)間(jian)。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標簽本身不帶電池，依靠讀卡器(qi)發送(song)的電磁能量(liang)工作(zuo)。由(you)于它結構簡(jian)單、經(jing)濟實用(yong)，因而獲得(de)廣泛(fan)的應用(yong)。無源RFID標簽由RFID IC、諧振電容C和天線L組成，天線與電容組成諧振回(hui)路，調(diao)諧在讀卡器的(de)載波頻率，以獲得最佳性能。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用的頻率有6種(zhong)，分(fen)別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源RFID主(zhu)要(yao)使(shi)用前(qian)二種頻率(lv)。
RFID標簽結構
RFID標(biao)簽天(tian)線(xian)有兩種天(tian)線(xian)形式：（1）線(xian)繞電感天線(xian)；（2）在介質基板(ban)上壓印或印刷刻腐的盤旋狀天(tian)線(xian)。天(tian)線(xian)形式(shi)由載波頻率(lv)、標簽封裝形式(shi)、性能和組裝成(cheng)本等因素決定。例如，頻率(lv)小(xiao)于400KHz時需要mH級電感量，這類天線(xian)只(zhi)能用(yong)線(xian)繞(rao)電感制(zhi)作(zuo)；頻率在4~30MHz時，僅需(xu)幾(ji)個礖，幾(ji)圈線繞電感就可以，或使用(yong)介(jie)質基板上的刻腐天線。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在天線上。IC貼(tie)接(jie)也有兩種基本方法：（1）使用板(ban)上(shang)芯片（COB）；（2）裸芯(xin)片直(zhi)接貼接在天線上。前者常用(yong)于(yu)線繞天線；而(er)后者用(yong)于(yu)刻(ke)腐(fu)天線。CIB是將諧振電容和RFID IC一起封裝在同一個管殼(ke)中(zhong)，天線則(ze)用烙鐵(tie)或熔(rong)焊工藝連接在COB的2個外接端(duan)了上(shang)。由(you)于大多數COB用于ISO卡，一種(zhong)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0、4mm。兩種常見的COB封裝形式是IST采用的IOA2（MOA2）和美國HEI公(gong)司采用的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）引線焊接；（2）倒裝工(gong)藝(yi)(yi)。采用倒裝工(gong)藝(yi)(yi)時(shi)，芯片焊盤上(shang)需制作專門的焊球，材料是金的，高度(du)約25祄，然后將焊(han)(han)球倒裝在(zai)天(tian)線(xian)的(de)印制走線(xian)上。引(yin)線(xian)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝(yi)較(jiao)簡單，裸芯(xin)片直接(jie)(jie)用引(yin)線(xian)焊(han)(han)接(jie)(jie)在(zai)天(tian)線(xian)上，焊(han)(han)接(jie)(jie)區再用黑(hei)色(se)環氧樹脂(zhi)密(mi)封(feng)。對(dui)小(xiao)批量(liang)生產(chan)，這種工藝(yi)的(de)成本較(jiao)低；而對(dui)于大(da)批量(liang)生產(chan)，最好采有倒裝工藝(yi)。
基本工作原理
無線RFID標簽的(de)性能受標簽大小(xiao)，調制形式(shi)、電路Q值(zhi)、器件功耗以(yi)及調制深(shen)度的極大影響。下(xia)面簡要(yao)地介(jie)紹它的工作原理(li)。
RFID IC內部(bu)備有一個154位(wei)存(cun)儲器，用以存(cun)儲標簽數據。IC內部還有一個通導電阻極低的調制門控管（CMOS），以一定頻率工作。當讀卡器發射電(dian)磁波，使標(biao)簽天線電(dian)感式(shi)電(dian)壓達到VPP時，器件工作(zuo)，以曼徹斯特格式將(jiang)數據發送回去。
數據發送是(shi)通過(guo)調(diao)諧(xie)與去(qu)調(diao)諧(xie)外部諧(xie)振(zhen)回路(lu)來(lai)完成的。具體過(guo)程(cheng)如(ru)下：當(dang)數據為(wei)邏輯高(gao)電平時，門(men)控(kong)管(guan)截止，將調(diao)諧(xie)電路(lu)調(diao)諧(xie)于(yu)讀(du)(du)卡(ka)器的截波頻率，這(zhe)就是(shi)調(diao)諧(xie)狀態，感(gan)應電壓(ya)達到最大(da)值。如(ru)此進(jin)行，調(diao)諧(xie)與去(qu)調(diao)諧(xie)在標簽(qian)線圈上(shang)產(chan)生(sheng)一個幅(fu)度調(diao)制信號(hao)，讀(du)(du)卡(ka)器檢測電壓(ya)波形包(bao)絡(luo)，就能重構來(lai)自標簽(qian)的數據信號(hao)。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位數據(ju)約需2、2ms。在(zai)發送(song)完全部(bu)數(shu)據后，器(qi)件進入100 ms的(de)(de)休眠(mian)模式。當(dang)(dang)一(yi)個標(biao)(biao)簽(qian)(qian)進入休眠(mian)模式時，讀(du)卡(ka)器可以(yi)(yi)去讀(du)取其(qi)它(ta)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)的(de)(de)數據，不(bu)會產生任(ren)何數據沖突。當(dang)(dang)然，這(zhe)個功能受到(dao)下(xia)列因素的(de)(de)影響：標(biao)(biao)簽(qian)(qian)至讀(du)卡(ka)器的(de)(de)距離(li)、兩者(zhe)的(de)(de)方位、標(biao)(biao)簽(qian)(qian)的(de)(de)移動(dong)以(yi)(yi)及標(biao)(biao)簽(qian)(qian)的(de)(de)空(kong)間分布。
