RFID是什么 RFID技術的工(gong)作原理(li) 無線射(she)頻技術介紹
什么是RFID技術？
RFID射頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)是一種非接觸式的自動識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)技術，它(ta)通過(guo)射頻(pin)信號自動識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)目標對象并(bing)獲取相(xiang)關數據，識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)工作無須人工干預，可工作于各種惡劣(lie)環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biao)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(shu)："第(di)一，可以識(shi)別單個(ge)(ge)的非常具體(ti)的物體(ti)，而不是像條形碼那樣(yang)只能識(shi)別一類物體(ti)；第(di)二，其采用無線電(dian)射頻，可以透過外(wai)部材料讀(du)取(qu)數(shu)據，而條形碼必須靠激光(guang)來讀(du)取(qu)信息；第(di)三，可以同時對多個(ge)(ge)物體(ti)進行識(shi)讀(du)，而條形碼只能一個(ge)(ge)一個(ge)(ge)地(di)讀(du)。此外(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系統由(you)三(san)部分組(zu)成(cheng)：
標簽(Tag)：由耦合元件及芯(xin)片(pian)組成，每個標簽具(ju)有(you)唯一的電子編(bian)碼，附著在物體上(shang)標識目標對象；
閱讀器(Reader)：讀取(qu)(有時還可(ke)以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式(shi)或固定式(shi)；
天線(Antenna)：在(zai)標簽和讀取器間傳遞(di)射頻(pin)信號。
一套完整(zheng)的系統還需(xu)具(ju)備：數據傳(chuan)輸和處理(li)系統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技術的(de)基本工作原理并不復(fu)雜(za)：標簽進入(ru)磁場后，接收(shou)解讀器發出的(de)射頻信(xin)號，憑借(jie)感應電流所(suo)獲(huo)得的(de)能量發送出存儲在(zai)芯片(pian)中的(de)產品信(xin)息（Passive Tag，無源標簽或(huo)被動標簽），或(huo)者主動發送某(mou)一(yi)頻率的信號（Active Tag，有(you)源標(biao)(biao)簽或主(zhu)動標(biao)(biao)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中(zhong)央信息系統進行有(you)關數據處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年建議企(qi)業可考慮(lv)引入(ru)的(de)十大策略技術之一(yi)，而中間件(jian)（Middleware）可稱為是(shi)RFID運作的中樞(shu)，因為它(ta)可以(yi)加速關(guan)鍵應(ying)用的問世。
RFID產業潛力(li)無(wu)窮，應用的范圍遍及(ji)制造、物(wu)流、醫療、運(yun)輸、零售(shou)、國(guo)防等(deng)等(deng)。Gartner Group認為(wei)，RFID是2005年建議企(qi)業可考慮引入的十(shi)大(da)策略(lve)技術之一，然而其成功之關鍵除了標(biao)簽（Tag）的(de)價格(ge)、天(tian)線的(de)設計、波段的(de)標準化、設備的(de)認證之外，最重要(yao)(yao)的(de)是(shi)要(yao)(yao)有關鍵(jian)的(de)應用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而中間件（Middleware）可稱為是RFID運作的中(zhong)樞，因(yin)為(wei)它可(ke)以加速關鍵(jian)應用的問世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公司(si)的零售業(ye)分(fen)析(xi)師估計(ji)，通過(guo)采用RFID，沃爾瑪每年(nian)可以節省83、5億美元(yuan)，其中(zhong)大部分(fen)是(shi)因為不(bu)需(xu)要(yao)人工(gong)查看進貨(huo)的(de)條(tiao)碼而節省的(de)勞動力成本。盡管另外(wai)一(yi)些分(fen)析師(shi)認為80億美元這個數字過于樂觀，但(dan)毫無疑問，RFID有助于解(jie)決零(ling)售業兩個(ge)最大(da)的(de)難(nan)題：商(shang)品(pin)斷貨和損耗（因盜竊(qie)和供(gong)應(ying)鏈被攪亂而損失(shi)的(de)產品(pin)），而現在單(dan)是盜竊(qie)一(yi)項，沃爾瑪一(yi)年的(de)損失(shi)就差不多有20億美元，如果一(yi)家合法企業(ye)的營業(ye)額能達到這個數(shu)字，就可以在美國1000家最大企(qi)業的排行榜中名列第694位。研究機構估(gu)計(ji)，這種RFID技術(shu)能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車(che)輛(liang)自動識(shi)別治理
鐵路(lu)車號自(zi)動識別是射(she)頻識別技術最普遍的應(ying)用。
2、高速公路收費及(ji)智能交(jiao)通(tong)系統
高(gao)速(su)公路自動收費(fei)系(xi)統(tong)是(shi)射頻識別技術最成功(gong)的應用之一，它充分體現了(le)非接觸識別的優勢(shi)。在車輛高(gao)速(su)通過收費(fei)站的同時完成繳費(fei)，解決了(le)交通的瓶(ping)頸問(wen)題，提高(gao)了(le)車行速(su)度，避免擁(yong)堵，提高(gao)了(le)收費(fei)結算效率。
3、貨(huo)物的跟蹤、治(zhi)理(li)及監控
射(she)頻識(shi)別技(ji)術為(wei)(wei)貨物(wu)的(de)跟(gen)蹤(zong)、治理及監控提供了(le)快捷、準確、自動化的(de)手段(duan)。以射(she)頻識(shi)別技(ji)術為(wei)(wei)核心的(de)集裝箱自動識(shi)別，成為(wei)(wei)全球范圍(wei)最大的(de)貨物(wu)跟(gen)蹤(zong)治理應用。
4、倉儲、配送等物流環節(jie)
射(she)頻識(shi)別技(ji)術目(mu)前在倉儲、配送等物流(liu)環節已有(you)許多(duo)成功的(de)應用(yong)。隨著射(she)頻識(shi)別技(ji)術在開(kai)放的(de)物流(liu)環節統一標準的(de)研(yan)究開(kai)發(fa)，物流(liu)業將成為射(she)頻識(shi)別技(ji)術最大(da)的(de)受益行業。
5、電子(zi)錢包(bao)、電子(zi)票(piao)證(zheng)
射頻識別(bie)卡是射頻識別(bie)技術的(de)一個(ge)主要應(ying)用。射頻識別(bie)卡的(de)功能相當于電(dian)子錢包，實現非現金(jin)結算。目前(qian)主要的(de)應(ying)用在(zai)交通方面。
6、生產線(xian)產品加工過(guo)程自動(dong)控制
主(zhu)要應(ying)用在(zai)大型工廠的自(zi)動化(hua)流水作(zuo)業線(xian)上，實現自(zi)動控制(zhi)、監視(shi)，提高生產(chan)效率，節(jie)約成本。
7、動物跟蹤和(he)治理
射頻識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)可(ke)用于動物跟(gen)蹤。在大型養殖廠(chang)，可(ke)通過采用射頻識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)建立飼養檔案、預防接種(zhong)檔案等，達到高效(xiao)、自動化治理牲畜(chu)的(de)(de)目的(de)(de)，同時為(wei)食品安全提供(gong)了保障。射頻識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)還可(ke)用于信鴿比賽、賽馬識(shi)別(bie)等，以準確測定到達時間。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標簽本身不帶電池，依靠讀卡(ka)器發送的(de)電磁能(neng)量工作。由于(yu)它結構簡(jian)單(dan)、經濟實用，因(yin)而獲得廣泛的(de)應(ying)用。無(wu)源RFID標簽由RFID IC、諧振(zhen)電容C和(he)天線L組成(cheng)，天線與電容(rong)組成(cheng)諧振回路(lu)，調諧在(zai)讀(du)卡器的(de)載波頻率，以獲得最(zui)佳(jia)性能。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用(yong)的(de)頻率有6種，分別為(wei)135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源(yuan)RFID主要使用前二種頻率。
RFID標簽結構
RFID標(biao)簽天線(xian)(xian)有(you)兩種(zhong)天線(xian)(xian)形式：（1）線(xian)繞(rao)電感天線(xian)；（2）在介(jie)質(zhi)基板上壓(ya)印或印刷(shua)刻(ke)腐的盤旋狀天線。天線形式由載波頻(pin)率、標(biao)簽封裝形式、性(xing)能和組裝成(cheng)本等因(yin)素決定。例如，頻(pin)率小于400KHz時需(xu)要mH級(ji)電感(gan)(gan)量，這類天(tian)線只能用線繞電感(gan)(gan)制作；頻(pin)率在(zai)4~30MHz時，僅需(xu)幾(ji)個礖，幾(ji)圈線繞電感就可(ke)以(yi)，或使用(yong)介質(zhi)基(ji)板(ban)上的刻腐(fu)天線。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在天線上。IC貼接也有(you)兩種基本方(fang)法：（1）使(shi)用(yong)板上芯片（COB）；（2）裸芯片(pian)直接(jie)貼接(jie)在天線上。前者常用(yong)于線繞天線；而后者用(yong)于刻腐天線。CIB是將諧振(zhen)電容和RFID IC一起封裝在(zai)同一個(ge)管殼(ke)中，天線則用(yong)烙鐵或熔(rong)焊工藝(yi)連接在(zai)COB的2個外接端了(le)上(shang)。由于大多數COB用于ISO卡，一(yi)種(zhong)符(fu)合ISO標(biao)準厚度(du)（0、76）規(gui)格(ge)的卡，因此COB的典型厚度約為0、4mm。兩種常(chang)見(jian)的COB封裝形式是IST采用(yong)的(de)IOA2（MOA2）和美國HEI公司采用的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(dao)裝(zhuang)工藝。采用(yong)倒(dao)裝(zhuang)工藝時，芯(xin)片焊盤上需制作專門的焊球(qiu)，材料是(shi)金的，高度約25祄，然后將焊球倒裝在天(tian)線(xian)的印制走線(xian)上。引線(xian)焊接(jie)工藝較簡單(dan)，裸芯片直接(jie)用(yong)引線(xian)焊接(jie)在天(tian)線(xian)上，焊接(jie)區(qu)再用(yong)黑色環氧樹脂密封。對(dui)小批量生(sheng)產，這種工藝的成(cheng)本較低；而對(dui)于大批量生(sheng)產，最好采有倒裝工藝。
基本工作原理
無線RFID標(biao)簽的(de)性(xing)能(neng)受(shou)標(biao)簽大小，調制形式、電路(lu)Q值、器件功耗(hao)以及調制深度的極(ji)大(da)影響。下面簡要地介紹它(ta)的工作(zuo)原理(li)。
RFID IC內部備(bei)有一個154位(wei)存儲器，用(yong)以存儲標簽數據。IC內部還有一個(ge)通導(dao)電阻極低的調制門控管（CMOS），以一(yi)定頻率工(gong)作。當讀卡器發射電磁(ci)波，使標簽天線電感式電壓達(da)到VPP時，器件工(gong)作(zuo)，以曼徹(che)斯(si)特格式將數(shu)據發送回(hui)去。
數(shu)(shu)據發送是通過(guo)調(diao)(diao)(diao)諧(xie)與(yu)去調(diao)(diao)(diao)諧(xie)外部諧(xie)振回路(lu)(lu)來完成的。具體(ti)過(guo)程如下：當(dang)數(shu)(shu)據為邏輯高電平時，門控(kong)管截止，將調(diao)(diao)(diao)諧(xie)電路(lu)(lu)調(diao)(diao)(diao)諧(xie)于讀卡器(qi)的截波(bo)頻(pin)率，這就(jiu)是調(diao)(diao)(diao)諧(xie)狀態，感應(ying)電壓(ya)達到最大值(zhi)。如此進行(xing)，調(diao)(diao)(diao)諧(xie)與(yu)去調(diao)(diao)(diao)諧(xie)在標(biao)簽(qian)線圈上(shang)產生一(yi)個幅度調(diao)(diao)(diao)制信(xin)號(hao)，讀卡器(qi)檢測電壓(ya)波(bo)形包絡，就(jiu)能重構來自標(biao)簽(qian)的數(shu)(shu)據信(xin)號(hao)。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位數據約需2、2ms。在發(fa)送(song)完(wan)全(quan)部數據后，器件進入100 ms的(de)休眠模式。當一個(ge)標(biao)(biao)簽進入休眠模式時，讀(du)卡(ka)(ka)器(qi)可以去(qu)讀(du)取其(qi)它(ta)標(biao)(biao)簽的(de)數據，不(bu)會產生任何數據沖突。當然，這個(ge)功能受到(dao)下列因素的(de)影響：標(biao)(biao)簽至讀(du)卡(ka)(ka)器(qi)的(de)距離、兩者的(de)方位、標(biao)(biao)簽的(de)移動(dong)以及標(biao)(biao)簽的(de)空間分布。
