RFID是什(shen)么 RFID技術的工作(zuo)原理(li) 無線射頻技術介(jie)紹
什么是RFID技術？
RFID射(she)頻識別(bie)是(shi)一(yi)種非接觸式的自動識別(bie)技(ji)術，它通過(guo)射(she)頻信號自動識別(bie)目(mu)標對象并(bing)獲取(qu)相關(guan)數(shu)據，識別(bie)工(gong)作無須人工(gong)干預，可工(gong)作于各種惡劣環境。RFID技(ji)術可識別(bie)(bie)高(gao)速(su)運動物體并可同時識別(bie)(bie)多個標(biao)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是一種突(tu)破性的技術："第(di)一(yi)，可以(yi)識別單個的非常(chang)具體(ti)的物(wu)體(ti)，而不(bu)是(shi)像條形碼那(nei)樣(yang)只(zhi)能識別一(yi)類(lei)物(wu)體(ti)；第(di)二，其采用無線電射頻，可以(yi)透過(guo)外(wai)部材料讀取數據(ju)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第(di)三，可以(yi)同時對(dui)多(duo)個物(wu)體(ti)進(jin)行識讀，而條形碼只(zhi)能一(yi)個一(yi)個地(di)讀。此外(wai)，儲存的信息量也非常(chang)大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系統由三部分組成：
標簽(Tag)：由耦合元(yuan)件及芯片組成(cheng)，每個標簽具有唯一的(de)電子編碼，附(fu)著(zhu)在(zai)物體(ti)上標識目標對(dui)象(xiang)；
閱讀器(Reader)：讀取(qu)(有時還(huan)可以寫入)標簽信(xin)息(xi)的設備，可設計為手持式或固定式；
天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻(pin)信(xin)號。
一套完(wan)整的系(xi)統還(huan)需(xu)具備：數據傳輸和處理系(xi)統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技術(shu)的基本(ben)工作原理(li)并(bing)不(bu)復雜：標簽進入磁(ci)場后，接收解(jie)讀(du)器發出的射頻(pin)信(xin)號(hao)，憑借感(gan)應電流所獲得的能量發送出存(cun)儲在芯片中的產(chan)品信(xin)息（Passive Tag，無源標(biao)簽(qian)或(huo)被(bei)動標(biao)簽(qian)），或(huo)者(zhe)主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標(biao)(biao)簽或(huo)主動標(biao)(biao)簽）；解讀器讀取(qu)信息(xi)(xi)并(bing)解碼后，送至中(zhong)央信息(xi)(xi)系統(tong)進行有關數據(ju)處(chu)理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年建議企業(ye)可考慮引(yin)入的(de)十大策略技術之一，而中間(jian)件（Middleware）可(ke)稱為是(shi)RFID運作(zuo)的(de)中樞(shu)，因為它可以加速關鍵應用的(de)問世(shi)。
RFID產業潛力無窮(qiong)，應用的范圍遍及制造、物流、醫(yi)療(liao)、運(yun)輸(shu)、零售、國防等等。Gartner Group認(ren)為(wei)，RFID是(shi)2005年建議企(qi)業(ye)可(ke)考慮引入的十大策略技術之(zhi)(zhi)一(yi)，然而其成(cheng)功之(zhi)(zhi)關鍵(jian)除了(le)標簽（Tag）的價格、天線(xian)的設計、波段的標(biao)準化、設備的認證之外，最(zui)重(zhong)要的是要有(you)關鍵(jian)的應用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而中間件（Middleware）可(ke)稱為是RFID運作的(de)中樞，因為它可以加速關鍵(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)分析師估計，通(tong)過(guo)采用RFID，沃爾瑪每年可以節省83、5億美元，其(qi)中大部分是因(yin)為不需要人工查看進貨的條碼而節(jie)省的勞(lao)動力(li)成本。盡管另外一些分析師認為80億(yi)美元這個數字過于樂(le)觀，但(dan)毫無疑問，RFID有(you)(you)助于解決零售業(ye)兩個最(zui)大的(de)難題：商品斷貨和損(sun)耗（因盜(dao)竊和供應鏈被攪亂(luan)而損(sun)失(shi)的(de)產品），而現在單是盜(dao)竊一項，沃(wo)爾瑪一年的(de)損(sun)失(shi)就差不多有(you)(you)20億(yi)美(mei)(mei)元，如果一(yi)家合法企業(ye)的營業(ye)額能達(da)到(dao)這(zhe)個數(shu)字，就可以在美(mei)(mei)國1000家最大企業的排行榜中名列第(di)694位。研究機(ji)構估計，這(zhe)種RFID技(ji)術能夠幫助把失竊和存貨水(shui)平降低25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車輛自動識別治(zhi)理
鐵路車號自動識(shi)別是(shi)射頻識(shi)別技術最普遍的應用(yong)。
2、高速公路收(shou)費及智(zhi)能交通系統
高速(su)公(gong)路自動(dong)收(shou)費(fei)系統是射頻識(shi)別(bie)技術最成功的(de)(de)應用(yong)之一，它充分體現了(le)(le)非接觸(chu)識(shi)別(bie)的(de)(de)優(you)勢。在車(che)輛高速(su)通(tong)過收(shou)費(fei)站(zhan)的(de)(de)同時完成繳費(fei)，解決了(le)(le)交通(tong)的(de)(de)瓶頸(jing)問題，提(ti)高了(le)(le)車(che)行速(su)度，避免擁堵，提(ti)高了(le)(le)收(shou)費(fei)結算效率(lv)。
3、貨(huo)物的跟(gen)蹤、治理及監控
射頻識別技術為(wei)(wei)貨(huo)物的(de)(de)跟蹤(zong)、治(zhi)理及監控提供(gong)了快捷、準(zhun)確、自動化的(de)(de)手段(duan)。以射頻識別技術為(wei)(wei)核(he)心的(de)(de)集裝箱自動識別，成為(wei)(wei)全(quan)球范圍最大的(de)(de)貨(huo)物跟蹤(zong)治(zhi)理應用(yong)。
4、倉儲、配送等(deng)物流環節
射頻(pin)(pin)識別技(ji)術目前(qian)在(zai)倉儲、配送(song)等(deng)物流環節已有許多成功的應(ying)用。隨著射頻(pin)(pin)識別技(ji)術在(zai)開放的物流環節統一標準(zhun)的研(yan)究(jiu)開發，物流業(ye)將成為射頻(pin)(pin)識別技(ji)術最大的受益(yi)行(xing)業(ye)。
5、電子錢(qian)包、電子票證
射頻識(shi)別(bie)卡是射頻識(shi)別(bie)技(ji)術的(de)(de)一(yi)個主要應用。射頻識(shi)別(bie)卡的(de)(de)功能(neng)相當(dang)于(yu)電子錢包，實(shi)現(xian)非(fei)現(xian)金結(jie)算。目(mu)前主要的(de)(de)應用在交通方(fang)面。
6、生產(chan)線產(chan)品加(jia)工過程自動(dong)控制
主要應用在大型工廠的自動(dong)化流水作業線上，實現(xian)自動(dong)控制、監(jian)視，提高生產效率(lv)，節約成本。
7、動(dong)物(wu)跟蹤和治理
射頻識別技術(shu)可(ke)用(yong)于動(dong)物跟蹤。在大型養殖廠(chang)，可(ke)通過采用(yong)射頻識別技術(shu)建立飼養檔(dang)案、預防接(jie)種檔(dang)案等，達到(dao)高效、自(zi)動(dong)化治(zhi)理牲畜的(de)目的(de)，同時為食品(pin)安全提(ti)供(gong)了保障。射頻識別技術(shu)還可(ke)用(yong)于信鴿比賽、賽馬識別等，以準(zhun)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(shen)不(bu)帶電池，依靠讀卡(ka)器發送的電磁能量工作。由于它(ta)結構簡單、經濟實用，因而獲得廣泛的應用。無源RFID標簽(qian)由(you)RFID IC、諧振電容C和天線L組成，天線與(yu)電容(rong)組成諧振回路，調諧在讀卡器(qi)的載波頻率，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(pin)率有6種(zhong)，分別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即(ji)UHF）、2、45GHz以及(ji)5、8GHz。無(wu)源RFID主要使用前(qian)二種頻率。
RFID標簽結構
RFID標(biao)簽天(tian)線有(you)兩種天(tian)線形式：（1）線繞電感天線；（2）在介質基板上壓印或(huo)印刷刻(ke)腐的(de)盤旋(xuan)狀天(tian)線。天(tian)線形式由載波頻(pin)率、標(biao)簽(qian)封裝(zhuang)形式、性(xing)能和組裝(zhuang)成(cheng)本等因(yin)素決(jue)定(ding)。例如，頻(pin)率小于400KHz時需要mH級(ji)電(dian)(dian)感(gan)量，這類天(tian)線只(zhi)能用線繞電(dian)(dian)感(gan)制作(zuo)；頻率在(zai)4~30MHz時(shi)，僅需幾(ji)個礖，幾(ji)圈(quan)線繞電感就可(ke)以，或使用介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(zai)天線上。IC貼接也(ye)有兩種基本方法：（1）使用板(ban)上芯(xin)片（COB）；（2）裸芯片直(zhi)接貼(tie)接在天線(xian)(xian)上。前者常用于(yu)線(xian)(xian)繞天線(xian)(xian)；而后者用于(yu)刻腐天線(xian)(xian)。CIB是將(jiang)諧(xie)振電容和RFID IC一起封裝在同一個管殼中，天線則用烙鐵或熔焊(han)工藝連(lian)接在COB的(de)2個外(wai)接端了上。由于大多數COB用(yong)于ISO卡，一(yi)種符(fu)合ISO標準厚度（0、76）規格(ge)的卡，因此COB的(de)典型厚度約為0、4mm。兩(liang)種常(chang)見的COB封(feng)裝形式是IST采用(yong)的IOA2（MOA2）和美(mei)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）引線焊接(jie)；（2）倒裝(zhuang)工藝。采用倒裝(zhuang)工藝時，芯(xin)片(pian)焊盤上需制(zhi)作專門的(de)焊球(qiu)，材(cai)料是金的(de)，高度約25祄，然后將焊(han)球倒裝在(zai)天線的印制走線上。引線焊(han)接工(gong)藝(yi)較簡單，裸芯片直接用(yong)引線焊(han)接在(zai)天線上，焊(han)接區再用(yong)黑色環氧樹(shu)脂(zhi)密封。對小(xiao)批量生(sheng)產，這種工(gong)藝(yi)的成本(ben)較低；而(er)對于大批量生(sheng)產，最好采有倒裝工(gong)藝(yi)。
基本工作原理
無線RFID標簽的性能受(shou)標簽大(da)小，調制形式、電路(lu)Q值、器件功耗以及(ji)調制深(shen)度的(de)極大影(ying)響。下面簡(jian)要地介紹它的(de)工作原理。
RFID IC內部備(bei)有(you)一個154位存儲器，用(yong)以存儲標(biao)簽數據(ju)。IC內部還(huan)有一個通導電(dian)阻極低的調制門控管（CMOS），以一定(ding)頻率工作。當讀(du)卡器發(fa)射電磁(ci)波，使標(biao)簽天線電感式電壓達(da)到VPP時，器件工作(zuo)，以曼(man)徹斯(si)特格式將數據發送回去。
數(shu)(shu)(shu)據發送是通過(guo)調(diao)(diao)(diao)諧與去(qu)調(diao)(diao)(diao)諧外部諧振回路來完成的。具體(ti)過(guo)程如(ru)下：當(dang)數(shu)(shu)(shu)據為邏輯(ji)高電(dian)平(ping)時，門(men)控(kong)管截止，將調(diao)(diao)(diao)諧電(dian)路調(diao)(diao)(diao)諧于讀卡器的截波頻率，這就(jiu)是調(diao)(diao)(diao)諧狀態，感(gan)應電(dian)壓(ya)達到最大值。如(ru)此進行，調(diao)(diao)(diao)諧與去(qu)調(diao)(diao)(diao)諧在標(biao)簽線圈上(shang)產生一個幅(fu)度調(diao)(diao)(diao)制信號，讀卡器檢測(ce)電(dian)壓(ya)波形包(bao)絡，就(jiu)能重構來自標(biao)簽的數(shu)(shu)(shu)據信號。
門控管的開關頻率為70KHz，完(wan)成全部154位數據約需2、2ms。在發(fa)送完(wan)全部(bu)數據后(hou)，器件(jian)進入100 ms的(de)休(xiu)眠模式。當一(yi)個標簽進入休(xiu)眠模式時，讀(du)卡(ka)器(qi)(qi)可(ke)以去讀(du)取其(qi)它標簽的(de)數據，不會產生(sheng)任何(he)數據沖突(tu)。當然，這個功能受到下列(lie)因素的(de)影響：標簽至讀(du)卡(ka)器(qi)(qi)的(de)距離、兩者的(de)方位、標簽的(de)移動(dong)以及(ji)標簽的(de)空間分布(bu)。
