RFID是什(shen)么 RFID技(ji)(ji)術(shu)的工作原理 無線射(she)頻技(ji)(ji)術(shu)介(jie)紹

什么是RFID技術？

RFID射(she)頻(pin)識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)是一種(zhong)非接觸式(shi)的自動(dong)識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)技術(shu)，它通(tong)過(guo)射(she)頻(pin)信號(hao)自動(dong)識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)目(mu)標對象并獲取相關數據，識(shi)(shi)別(bie)(bie)(bie)工(gong)作(zuo)無須人工(gong)干預，可工(gong)作(zuo)于各(ge)種(zhong)惡(e)劣環(huan)境。RFID技術(shu)可識別高速運動物體并(bing)可同(tong)時(shi)識別多個(ge)標簽，操作快捷方便。

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(shu)："第(di)一，可以(yi)識(shi)(shi)別(bie)單(dan)個(ge)的非常具體(ti)(ti)的物體(ti)(ti)，而(er)不是像(xiang)條形(xing)碼那樣只能識(shi)(shi)別(bie)一類物體(ti)(ti)；第(di)二，其采用無線電射(she)頻(pin)，可以(yi)透過(guo)外部材料讀(du)(du)取數據，而(er)條形(xing)碼必須靠激光來讀(du)(du)取信息(xi)；第(di)三，可以(yi)同(tong)時對多個(ge)物體(ti)(ti)進行識(shi)(shi)讀(du)(du)，而(er)條形(xing)碼只能一個(ge)一個(ge)地讀(du)(du)。此外，儲(chu)存的信息(xi)量也(ye)非常大。"

什么是RFID的基本組成部分？

最基本的RFID系統由三部分組(zu)成：

標簽(Tag)：由耦合元(yuan)件及(ji)芯片組成，每個標簽(qian)具有唯一的電子(zi)編碼，附著在物體(ti)上(shang)標識目標對象；

閱讀器(Reader)：讀(du)取(有(you)時還可以寫入)標簽信(xin)息的(de)設(she)備，可設(she)計為手(shou)持式或固定式；

天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信(xin)號。

一套(tao)完整的系統還需(xu)具備：數據傳(chuan)輸和處(chu)理(li)系統。

RFID技術的基本工作原理是什么？

RFID技術的基本工(gong)作(zuo)原理并不復雜：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fa)出(chu)的射(she)頻(pin)信號(hao)，憑借感應電流所獲得的能量發(fa)送出(chu)存儲在芯(xin)片(pian)中的產品(pin)信息（Passive Tag，無源標(biao)簽或被動(dong)標(biao)簽），或者(zhe)主動(dong)發(fa)送某一頻(pin)率的信號（Active Tag，有源標(biao)(biao)簽或主(zhu)動標(biao)(biao)簽）；解讀(du)器讀(du)取信(xin)息并解碼后，送至中央信(xin)息系統進行有關數據處(chu)理。

什么是RFID中間件？

RFID是2005年建議企(qi)業可考慮引入(ru)的十大策略技(ji)術之一，而(er)中間件(jian)（Middleware）可稱為是RFID運(yun)作的中樞，因(yin)為它(ta)可以加速關鍵(jian)應用的問世(shi)。

RFID產(chan)業潛力無窮，應用的范圍遍及制造、物流、醫(yi)療、運輸、零售、國防等等。Gartner Group認(ren)為，RFID是2005年(nian)建議企業可考慮引入的(de)十大策略技(ji)術之一，然而其成功(gong)之關鍵除了標(biao)簽（Tag）的(de)價格、天線(xian)的(de)設(she)(she)計(ji)、波段的(de)標準化、設(she)(she)備的(de)認證之外，最重(zhong)要的(de)是要有(you)關鍵的(de)應用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而(er)中間件（Middleware）可稱為是RFID運作的中樞，因為它可(ke)以(yi)加速關鍵應用的問(wen)世(shi)。

是什么讓零售商如此推崇RFID？

據Sanford C、Bernstein公司(si)的零售業(ye)分析師(shi)估計，通過(guo)采用RFID，沃(wo)爾瑪(ma)每(mei)年可以(yi)節省(sheng)83、5億美元(yuan)，其中大部分是因為不需(xu)要(yao)人工查(cha)看進貨(huo)的條(tiao)碼而(er)節省(sheng)的勞動力(li)成本。盡管另外一(yi)些(xie)分析師(shi)認為80億美元這(zhe)個(ge)數字過于樂觀，但毫無疑(yi)問，RFID有助于(yu)解(jie)決零(ling)售(shou)業兩個最大的難題：商品斷貨和(he)損(sun)耗(hao)（因盜(dao)竊(qie)(qie)和(he)供應鏈被攪亂(luan)而(er)損(sun)失的產(chan)品），而(er)現在單是盜(dao)竊(qie)(qie)一(yi)項(xiang)，沃爾瑪一(yi)年的損(sun)失就差(cha)不多有20億美(mei)元，如果一家合法(fa)企業(ye)的營(ying)業(ye)額能達到(dao)這個(ge)數(shu)字(zi)，就可以在美(mei)國1000家最大企業的排行榜中(zhong)名(ming)列第694位。研(yan)究(jiu)機構(gou)估計，這種RFID技術能夠幫助把失竊和存貨(huo)水平降低(di)25%。

RFID典型應用領域和具體應用

1、車輛自(zi)動(dong)識(shi)別治理

鐵(tie)路車(che)號自動(dong)識(shi)別(bie)是射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)技術最普遍(bian)的應用(yong)。

2、高速公(gong)路收(shou)費及智能交通(tong)系統

高速(su)公路自(zi)動收(shou)(shou)費系(xi)統是射頻識(shi)別(bie)技術最成功的應用(yong)之(zhi)一，它充分體現了非接(jie)觸識(shi)別(bie)的優勢。在車輛高速(su)通(tong)過收(shou)(shou)費站的同時完成繳費，解決了交通(tong)的瓶頸(jing)問題，提高了車行速(su)度(du)，避免(mian)擁(yong)堵，提高了收(shou)(shou)費結(jie)算效率。

3、貨(huo)物(wu)的跟蹤、治(zhi)理及監控

射(she)頻(pin)識別(bie)技術為貨(huo)物的跟蹤、治(zhi)理及監控提供了快捷、準確、自(zi)動化的手段。以射(she)頻(pin)識別(bie)技術為核心的集裝(zhuang)箱(xiang)自(zi)動識別(bie)，成(cheng)為全(quan)球(qiu)范(fan)圍最大(da)的貨(huo)物跟蹤治(zhi)理應用(yong)。

4、倉儲、配(pei)送等物流環節(jie)

射(she)頻(pin)識別(bie)技(ji)術(shu)目前在(zai)倉儲、配送等(deng)物流環節已有許多成功的(de)應用。隨(sui)著射(she)頻(pin)識別(bie)技(ji)術(shu)在(zai)開放的(de)物流環節統一標準的(de)研究(jiu)開發，物流業(ye)(ye)將成為射(she)頻(pin)識別(bie)技(ji)術(shu)最大的(de)受益行業(ye)(ye)。

5、電(dian)子錢包、電(dian)子票證

射頻識別(bie)卡(ka)是(shi)射頻識別(bie)技(ji)術的(de)一個主(zhu)要應(ying)用。射頻識別(bie)卡(ka)的(de)功能相當于電(dian)子錢包，實現非現金(jin)結算。目(mu)前主(zhu)要的(de)應(ying)用在(zai)交通方面(mian)。

6、生產線產品加(jia)工過程自動控制

主要應用在大型工廠的(de)自動(dong)化流水作(zuo)業線上，實現自動(dong)控制(zhi)、監視(shi)，提高生產效率(lv)，節(jie)約(yue)成本。

7、動物跟(gen)蹤和(he)治理

射(she)(she)頻識別(bie)技(ji)術可(ke)用(yong)(yong)于動(dong)物跟(gen)蹤。在大型(xing)養殖廠，可(ke)通過采用(yong)(yong)射(she)(she)頻識別(bie)技(ji)術建(jian)立飼養檔(dang)案、預防接種檔(dang)案等，達到(dao)高(gao)效、自動(dong)化治理牲畜的目的，同時為(wei)食(shi)品(pin)安全提供了保(bao)障(zhang)。射(she)(she)頻識別(bie)技(ji)術還(huan)可(ke)用(yong)(yong)于信(xin)鴿比(bi)賽、賽馬識別(bie)等，以準確(que)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標簽本身不帶電池，依靠讀卡器(qi)發送的電磁能量工作(zuo)。由于(yu)它結(jie)構簡單、經濟實用，因而獲得廣泛的應用。無源RFID標簽由(you)RFID IC、諧振電容C和天線L組成，天線(xian)與電容組成諧(xie)振(zhen)回路，調諧(xie)在讀卡器的(de)載波頻率，以獲(huo)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(yong)的(de)頻率(lv)有6種，分別為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(pin)率。

RFID標簽結構

RFID標簽天線有(you)兩種天線形式(shi)：（1）線繞電感天(tian)線；（2）在介質基(ji)板上壓印或印刷(shua)刻腐的盤(pan)旋(xuan)狀天線(xian)。天線(xian)形式由載波頻(pin)率、標簽封裝(zhuang)形式、性(xing)能(neng)和組裝(zhuang)成(cheng)本等(deng)因素(su)決(jue)定(ding)。例(li)如，頻(pin)率小于400KHz時需要mH級電(dian)感(gan)(gan)量，這類天線(xian)(xian)只能用(yong)線(xian)(xian)繞電(dian)感(gan)(gan)制作；頻(pin)率在(zai)4~30MHz時，僅需幾(ji)個礖(yu)，幾(ji)圈線繞電(dian)感就可以(yi)，或使用介質(zhi)基板(ban)上的刻(ke)腐天線。

選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接(jie)在天線上。IC貼接(jie)也有兩種基本方(fang)法：（1）使用板上芯片(pian)（COB）；（2）裸(luo)芯片直(zhi)接貼接在(zai)天(tian)線(xian)上。前者常用(yong)于線(xian)繞天(tian)線(xian)；而后者用(yong)于刻(ke)腐天(tian)線(xian)。CIB是(shi)將諧振(zhen)電容和RFID IC一起封裝(zhuang)在(zai)(zai)同一個管殼中，天線則用(yong)烙(luo)鐵或熔焊工藝連接在(zai)(zai)COB的2個外(wai)接端了上。由于(yu)大多數COB用于ISO卡，一種(zhong)符合ISO標準厚度(du)（0、76）規格的(de)卡，因(yin)此(ci)COB的典(dian)型厚(hou)度(du)約為0、4mm。兩種常見的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(yin)線焊接(jie)；（2）倒裝(zhuang)工藝。采用倒裝(zhuang)工藝時，芯片焊盤上需制作專門的焊球，材(cai)料是金的，高度約25祄(xie)，然后(hou)將焊球倒(dao)(dao)裝在天線的印(yin)制走線上。引線焊接工藝較簡單，裸芯片直(zhi)接用(yong)(yong)引線焊接在天線上，焊接區再用(yong)(yong)黑色環氧樹(shu)脂密(mi)封。對(dui)小批(pi)(pi)量生(sheng)產(chan)，這(zhe)種工藝的成本較低；而(er)對(dui)于大批(pi)(pi)量生(sheng)產(chan)，最(zui)好(hao)采有倒(dao)(dao)裝工藝。

基本工作原理

無線RFID標(biao)簽的性能受標(biao)簽大小(xiao)，調制(zhi)形式、電路Q值、器件功耗以及調制深度(du)的極大影(ying)響。下(xia)面簡要地介紹(shao)它的工作原理。

RFID IC內(nei)部備(bei)有一個154位(wei)存儲(chu)器，用以存儲(chu)標簽數據。IC內部(bu)還有(you)一個通導電阻極低的調制(zhi)門(men)控管（CMOS），以一(yi)定頻率工作(zuo)。當讀卡器(qi)發射電(dian)磁(ci)波(bo)，使標簽(qian)天(tian)線(xian)電(dian)感式(shi)電(dian)壓達(da)到VPP時，器件工作，以曼徹斯特格式將數(shu)據發(fa)送回(hui)去(qu)。

數據發送是通過(guo)調(diao)諧(xie)與(yu)去調(diao)諧(xie)外部諧(xie)振回路(lu)來(lai)完(wan)成(cheng)的。具(ju)體(ti)過(guo)程如下：當數據為(wei)邏輯高電(dian)平時，門控管截(jie)止(zhi)，將調(diao)諧(xie)電(dian)路(lu)調(diao)諧(xie)于讀卡器的截(jie)波(bo)頻率，這就(jiu)是調(diao)諧(xie)狀態，感(gan)應電(dian)壓(ya)達到最大值(zhi)。如此進行，調(diao)諧(xie)與(yu)去調(diao)諧(xie)在標(biao)簽線圈上產生一(yi)個幅(fu)度調(diao)制信號，讀卡器檢測電(dian)壓(ya)波(bo)形包(bao)絡(luo)，就(jiu)能重(zhong)構來(lai)自(zi)標(biao)簽的數據信號。

門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位數據約需(xu)2、2ms。在發送完全部數據(ju)后(hou)，器件進(jin)入100 ms的休眠(mian)(mian)模式(shi)。當一(yi)個標(biao)(biao)(biao)簽(qian)進(jin)入(ru)休眠(mian)(mian)模式(shi)時，讀卡器(qi)可以去(qu)讀取其它標(biao)(biao)(biao)簽(qian)的數據，不(bu)會產生任何數據沖突。當然，這個功能受到下列因素(su)的影響：標(biao)(biao)(biao)簽(qian)至讀卡器(qi)的距(ju)離、兩(liang)者的方位、標(biao)(biao)(biao)簽(qian)的移動以及標(biao)(biao)(biao)簽(qian)的空間分布。

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