RFID是什么 RFID技術的工作原(yuan)理 無(wu)線射頻技術介紹(shao)

什么是RFID技術？

RFID射(she)頻識別(bie)是(shi)一種非接觸式的自動(dong)(dong)識別(bie)技術，它通過(guo)射(she)頻信號(hao)自動(dong)(dong)識別(bie)目標對象(xiang)并獲取相(xiang)關數據，識別(bie)工(gong)作(zuo)無須人工(gong)干預，可工(gong)作(zuo)于(yu)各種惡劣(lie)環境(jing)。RFID技術可(ke)識(shi)(shi)別高速運動物體并可(ke)同時(shi)識(shi)(shi)別多個標簽(qian)，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(yi)種突破性(xing)的(de)技(ji)術："第(di)一(yi)，可以識(shi)別單個的非常具體(ti)(ti)的物體(ti)(ti)，而不(bu)是像條(tiao)形碼(ma)那樣(yang)只能識(shi)別一(yi)類物體(ti)(ti)；第(di)二(er)，其(qi)采用無線電(dian)射(she)頻，可以透過外部材料讀取(qu)數據，而條(tiao)形碼(ma)必須(xu)靠激光(guang)來讀取(qu)信(xin)息；第(di)三，可以同時對(dui)多(duo)個物體(ti)(ti)進行識(shi)讀，而條(tiao)形碼(ma)只能一(yi)個一(yi)個地讀。此(ci)外，儲存的信(xin)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)部分組成：

標簽(Tag)：由耦合元件及(ji)芯片組成(cheng)，每個標(biao)(biao)簽具有唯一的電子編碼，附(fu)著(zhu)在(zai)物體上標(biao)(biao)識目標(biao)(biao)對象；

閱讀器(Reader)：讀取(有時還(huan)可(ke)以寫入)標簽信(xin)息的設備，可設計為手持式或固定式；

天線(Antenna)：在標簽和(he)讀取器(qi)間傳遞射(she)頻信號(hao)。

一套完整的(de)系統還需具備：數據傳(chuan)輸(shu)和處理系統。

RFID技術的基本工作原理是什么？

RFID技術的(de)基本工(gong)作原理并不復雜：標(biao)簽(qian)進入(ru)磁場后，接收(shou)解讀器發出(chu)的(de)射頻(pin)信(xin)號，憑借感應電流所獲(huo)得(de)的(de)能(neng)量(liang)發送出(chu)存儲在(zai)芯片(pian)中(zhong)的(de)產(chan)品信(xin)息（Passive Tag，無(wu)源標簽或(huo)被動(dong)標簽），或(huo)者主動(dong)發(fa)送某一頻率(lv)的信號（Active Tag，有源標簽(qian)或主動標簽(qian)）；解(jie)讀器(qi)讀取信息(xi)并解(jie)碼后(hou)，送至(zhi)中(zhong)央信息(xi)系統進行有關數(shu)據處理。

什么是RFID中間件？

RFID是2005年(nian)建議企業可考慮引入的十大策略技(ji)術之一，而中間件（Middleware）可(ke)稱為是RFID運作(zuo)的(de)中(zhong)樞，因為它可以加速關(guan)鍵(jian)應用的(de)問世。

RFID產業(ye)潛力無窮，應用的范圍遍及制造、物(wu)流、醫療、運輸、零(ling)售、國防等等。Gartner Group認為，RFID是2005年建(jian)議(yi)企業可考慮引入的十大策(ce)略(lve)技術之一，然(ran)而其(qi)成功之關鍵(jian)除了標(biao)簽（Tag）的(de)(de)(de)價格、天線的(de)(de)(de)設計、波(bo)段的(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)化、設備(bei)的(de)(de)(de)認證(zheng)之外，最重要(yao)的(de)(de)(de)是要(yao)有關鍵的(de)(de)(de)應(ying)用軟件（Killer Application），才能迅速推(tui)廣(guang)。而中間件（Middleware）可(ke)稱(cheng)為是RFID運作的中樞，因(yin)為它可以加速關鍵應用的問世。

是什么讓零售商如此推崇RFID？

據Sanford C、Bernstein公司的零售業分(fen)析師估計，通過采用RFID，沃爾(er)瑪(ma)每年可以節省83、5億美元，其中(zhong)大部分(fen)是因為(wei)(wei)不需要人工查看進貨的條碼而(er)節省的勞動力(li)成本。盡管另外一些分(fen)析師(shi)認為(wei)(wei)80億美元這(zhe)個數字過于(yu)樂觀，但毫無疑問，RFID有助(zhu)于解決零(ling)售(shou)業兩個(ge)最(zui)大的難題(ti)：商品斷貨和損(sun)(sun)耗（因盜(dao)竊和供(gong)應鏈(lian)被攪亂而損(sun)(sun)失的產品），而現(xian)在單是盜(dao)竊一項，沃爾瑪一年的損(sun)(sun)失就差不多(duo)有20億(yi)美元，如果一家合法企業的營業額能達到(dao)這(zhe)個數字，就(jiu)可以(yi)在美國1000家最大企(qi)業的排(pai)行榜(bang)中名列(lie)第694位。研究機構估計，這種RFID技(ji)術能夠幫(bang)助把失(shi)竊和(he)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(dong)識(shi)別治理(li)

鐵路車號自動識別是(shi)射(she)頻(pin)識別技術最普遍的應用。

2、高(gao)速公路收費及智能交(jiao)通系(xi)統

高(gao)速(su)公路自動(dong)收(shou)費(fei)系(xi)統是射頻識(shi)別(bie)技術最成(cheng)功的(de)應用之一(yi)，它(ta)充分體(ti)現了非接觸識(shi)別(bie)的(de)優勢。在車(che)輛高(gao)速(su)通(tong)過收(shou)費(fei)站的(de)同時(shi)完成(cheng)繳(jiao)費(fei)，解決了交通(tong)的(de)瓶頸問題(ti)，提(ti)高(gao)了車(che)行速(su)度，避免(mian)擁堵，提(ti)高(gao)了收(shou)費(fei)結算效(xiao)率。

3、貨物(wu)的跟蹤、治理及監(jian)控

射頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)技(ji)術(shu)(shu)為貨(huo)(huo)物(wu)的(de)(de)跟蹤、治理及監控提(ti)供了快捷、準確(que)、自動(dong)化的(de)(de)手段。以射頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)技(ji)術(shu)(shu)為核心的(de)(de)集裝箱自動(dong)識(shi)(shi)別(bie)，成為全球范(fan)圍(wei)最大的(de)(de)貨(huo)(huo)物(wu)跟蹤治理應用。

4、倉儲、配送(song)等物流環(huan)節(jie)

射頻識(shi)(shi)別技(ji)(ji)術(shu)目前在(zai)(zai)倉儲(chu)、配(pei)送等物(wu)(wu)流環節已有許多成功的應用(yong)。隨著射頻識(shi)(shi)別技(ji)(ji)術(shu)在(zai)(zai)開(kai)(kai)放的物(wu)(wu)流環節統(tong)一標準的研究開(kai)(kai)發，物(wu)(wu)流業(ye)將(jiang)成為射頻識(shi)(shi)別技(ji)(ji)術(shu)最大的受益行業(ye)。

5、電子(zi)錢包、電子(zi)票證(zheng)

射(she)頻(pin)識別卡(ka)是射(she)頻(pin)識別技術的(de)一個主(zhu)要(yao)應(ying)用。射(she)頻(pin)識別卡(ka)的(de)功能(neng)相(xiang)當于電(dian)子錢包，實現非現金結算。目前主(zhu)要(yao)的(de)應(ying)用在交(jiao)通方面。

6、生產線產品加工過(guo)程自動(dong)控制

主要應用(yong)在大型工廠的自動化(hua)流水(shui)作業線上，實現(xian)自動控制、監視，提高生產效率，節約成本。

7、動物跟蹤(zong)和治理(li)

射(she)頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)(bie)技術(shu)可(ke)用于動物跟(gen)蹤(zong)。在大(da)型(xing)養殖廠，可(ke)通(tong)過采用射(she)頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)(bie)技術(shu)建立飼養檔(dang)案、預(yu)防接種(zhong)檔(dang)案等(deng)，達到(dao)高效、自動化治理牲(sheng)畜的(de)目(mu)的(de)，同時為(wei)食品安全(quan)提供(gong)了保障。射(she)頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)(bie)技術(shu)還可(ke)用于信鴿比賽、賽馬識(shi)(shi)別(bie)(bie)等(deng)，以準確測定(ding)到(dao)達時間(jian)。

無源RFID標簽結構組成以及工作原理

無源RFID標簽(qian)本身不(bu)帶電池(chi)，依靠(kao)讀卡器發送的電磁(ci)能量工作。由于它結構簡單、經濟實(shi)用，因(yin)而獲得廣泛的應用。無源RFID標(biao)簽(qian)由RFID IC、諧振電容C和(he)天線(xian)L組(zu)成，天線與(yu)電容組(zu)成諧(xie)振回路(lu)，調諧(xie)在(zai)讀卡(ka)器的(de)載波頻率，以獲得(de)最佳(jia)性(xing)能。

生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用的(de)頻(pin)率有6種(zhong)，分別(bie)為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源RFID主(zhu)要使(shi)用(yong)前(qian)二種頻率。

RFID標簽結構

RFID標(biao)簽天線(xian)(xian)有兩(liang)種天線(xian)(xian)形式(shi)：（1）線繞電感天線；（2）在介質基板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(bo)頻(pin)率(lv)(lv)、標簽(qian)封裝形式(shi)、性(xing)能和組(zu)裝成(cheng)本(ben)等因素決定。例(li)如，頻(pin)率(lv)(lv)小(xiao)于400KHz時(shi)需要mH級電感量，這類(lei)天線只(zhi)能(neng)用線繞電感制作；頻率在4~30MHz時，僅需幾個礖，幾圈線(xian)(xian)繞電感就(jiu)可以，或使用介質基板上的刻腐天線(xian)(xian)。

選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼(tie)接在天線上。IC貼(tie)接也(ye)有兩種基本(ben)方(fang)法：（1）使用板上芯片（COB）；（2）裸芯(xin)片直接貼接在(zai)天(tian)線上。前者(zhe)常用于線繞天(tian)線；而后者(zhe)用于刻腐(fu)天(tian)線。CIB是將諧(xie)振(zhen)電容和RFID IC一起(qi)封裝在(zai)同(tong)一個(ge)管殼中(zhong)，天線則用烙鐵或熔焊(han)工藝連接在(zai)COB的2個外接(jie)端(duan)了上。由于(yu)大多數(shu)COB用(yong)于ISO卡，一種符(fu)合ISO標準厚度（0、76）規格的卡，因此COB的(de)典型厚度約為0、4mm。兩種常(chang)見的COB封裝形式是IST采用的IOA2（MOA2）和美國(guo)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(gong)(gong)藝(yi)。采用倒(dao)裝(zhuang)工(gong)(gong)藝(yi)時，芯(xin)片焊盤上需制作專門(men)的焊球，材料是金的，高度(du)約25祄，然后將焊(han)球倒(dao)裝(zhuang)在(zai)天線(xian)的印制(zhi)走線(xian)上(shang)。引線(xian)焊(han)接工(gong)藝(yi)較簡單，裸芯片直(zhi)接用(yong)引線(xian)焊(han)接在(zai)天線(xian)上(shang)，焊(han)接區再用(yong)黑色環氧樹(shu)脂密封。對小批量生產，這種工(gong)藝(yi)的成本較低；而(er)對于大批量生產，最好采有(you)倒(dao)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)。

基本工作原理

無線RFID標簽的性能受標簽大小，調(diao)制形式、電路Q值、器件功耗以及(ji)調制深度的極(ji)大影(ying)響。下(xia)面簡要地介紹它的工作(zuo)原理。

RFID IC內部(bu)備有(you)一個154位存儲器(qi)，用以存儲標簽數據。IC內部還有一個通導(dao)電(dian)阻極低的調制門(men)控管（CMOS），以一(yi)定(ding)頻率工作。當(dang)讀(du)卡器(qi)發射電(dian)磁波，使標(biao)簽天線電(dian)感式電(dian)壓達到(dao)VPP時(shi)，器(qi)件工作，以曼徹斯特格式將數據發送(song)回去。

數(shu)(shu)據發(fa)送是通過調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)與(yu)去(qu)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)外部(bu)諧(xie)(xie)(xie)振回路(lu)來完成的。具體過程如(ru)下：當數(shu)(shu)據為邏(luo)輯高(gao)電平時(shi)，門控管截止，將調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)電路(lu)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)于讀(du)卡(ka)(ka)器(qi)的截波(bo)頻(pin)率，這(zhe)就(jiu)是調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)狀態，感應電壓(ya)達(da)到最大值。如(ru)此進行，調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)與(yu)去(qu)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)在標(biao)簽線(xian)圈上(shang)產生一個幅度調(diao)(diao)制(zhi)信(xin)號(hao)，讀(du)卡(ka)(ka)器(qi)檢測電壓(ya)波(bo)形包絡，就(jiu)能重構來自標(biao)簽的數(shu)(shu)據信(xin)號(hao)。

門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位(wei)數(shu)據(ju)約需(xu)2、2ms。在發送完全(quan)部(bu)數據(ju)后，器件進入100 ms的(de)休眠模式。當(dang)一(yi)個標簽(qian)進入(ru)休眠模式時，讀(du)卡(ka)器可以去讀(du)取其它(ta)標簽(qian)的(de)數據，不會產生任何數據沖突(tu)。當(dang)然，這個功能受到下列因素的(de)影響：標簽(qian)至讀(du)卡(ka)器的(de)距(ju)離、兩者的(de)方位、標簽(qian)的(de)移動以及(ji)標簽(qian)的(de)空間(jian)分布。

RFID的特點 無線射頻技術的性能特點>>