RFID是什么 RFID技術的工作(zuo)原理 無線射頻技術介紹(shao)

什么是RFID技術？

RFID射頻(pin)識別是一種非接觸(chu)式的自動識別技(ji)術，它通過射頻(pin)信(xin)號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作(zuo)無須(xu)人工干預，可工作(zuo)于(yu)各種惡劣環境。RFID技術(shu)可識(shi)別高速(su)運動物體(ti)并可同時識(shi)別多個標簽，操(cao)作快捷(jie)方便。

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："第(di)(di)一(yi)，可(ke)(ke)以識別單個(ge)的非(fei)常具體的物(wu)體，而(er)(er)不(bu)是像條形(xing)碼那(nei)樣(yang)只(zhi)能識別一(yi)類物(wu)體；第(di)(di)二，其采用(yong)無線電(dian)射頻，可(ke)(ke)以透過外部材(cai)料讀(du)(du)取(qu)數據(ju)，而(er)(er)條形(xing)碼必(bi)須靠(kao)激(ji)光來(lai)讀(du)(du)取(qu)信(xin)息；第(di)(di)三(san)，可(ke)(ke)以同時對多個(ge)物(wu)體進行識讀(du)(du)，而(er)(er)條形(xing)碼只(zhi)能一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)地讀(du)(du)。此外，儲(chu)存的信(xin)息量(liang)也(ye)非(fei)常大。"

什么是RFID的基本組成部分？

最基本的RFID系統由三部分組成(cheng)：

標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組(zu)成，每個標簽具有唯一的電(dian)子(zi)編(bian)碼，附(fu)著在物(wu)體上標識目標對象；

閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫(xie)入)標簽信息的設備，可(ke)設計(ji)為手持式或固(gu)定(ding)式；

天線(Antenna)：在標簽和讀取(qu)器間傳遞射(she)頻信號。

一(yi)套完整的系(xi)統還需(xu)具備：數據傳輸和處理(li)系(xi)統。

RFID技術的基本工作原理是什么？

RFID技(ji)術的(de)基(ji)本工作原理并(bing)不(bu)復雜：標簽(qian)進(jin)入磁場(chang)后，接收解讀器發出的(de)射頻信(xin)號，憑借感應電(dian)流所獲得(de)的(de)能量發送出存儲在芯片中的(de)產品信(xin)息（Passive Tag，無源標簽或被(bei)動(dong)(dong)標簽），或者主動(dong)(dong)發送某一頻率(lv)的(de)信(xin)號（Active Tag，有(you)源標簽或主(zhu)動標簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至(zhi)中央信息系統進行有(you)關數據處理(li)。

什么是RFID中間件？

RFID是(shi)2005年建議(yi)企(qi)業可考慮引(yin)入的十大策(ce)略技術之一，而中間件（Middleware）可(ke)稱為是RFID運作的中樞，因為它可以加速關鍵應用(yong)的問世。

RFID產業潛力無窮，應用的范圍遍及制造(zao)、物流、醫療、運(yun)輸(shu)、零售、國(guo)防等等。Gartner Group認為，RFID是2005年(nian)建議企業可考慮引入的十(shi)大策略技術之一，然而其成功之關鍵除了標簽（Tag）的(de)價格(ge)、天(tian)線的(de)設(she)計、波段的(de)標準化、設(she)備的(de)認證之外，最重要的(de)是(shi)要有(you)關鍵(jian)的(de)應(ying)用軟件（Killer Application），才能迅(xun)速推廣。而中間(jian)件（Middleware）可稱為是RFID運(yun)作(zuo)的(de)中樞，因為它可以加速關(guan)鍵應用的(de)問世。

是什么讓零售商如此推崇RFID？

據Sanford C、Bernstein公司的零(ling)售業(ye)分析師估計，通過采用RFID，沃爾(er)瑪每年可以(yi)節省83、5億美元，其中大部分是因為不(bu)需要人工查看進貨(huo)的條碼而節省(sheng)的勞動力成本。盡管另外(wai)一些分析師認(ren)為80億美元這個(ge)數字過于樂(le)觀，但(dan)毫無疑(yi)問，RFID有(you)助(zhu)于解(jie)決零售業兩(liang)個最大的難題：商品(pin)斷(duan)貨(huo)和損(sun)耗（因盜竊和供應鏈(lian)被攪亂而(er)損(sun)失的產(chan)品(pin)），而(er)現在單是盜竊一項，沃爾瑪一年的損(sun)失就差不多有(you)20億美(mei)元，如果一(yi)家合法企業(ye)的營(ying)業(ye)額能達到這(zhe)個數字，就可以(yi)在美(mei)國1000家(jia)最大企業的排行榜中(zhong)名(ming)列第694位。研究機構估計，這種RFID技術能(neng)夠幫(bang)助把失竊和存貨水平(ping)降低25%。

RFID典型應用領域和具體應用

1、車輛自動識別治理(li)

鐵(tie)路車號(hao)自動識(shi)別(bie)是射頻識(shi)別(bie)技術最普遍的應用(yong)。

2、高速公路收費及(ji)智(zhi)能交通系統(tong)

高速公(gong)路自動收(shou)費(fei)系(xi)統(tong)是射(she)頻識別(bie)技(ji)術最成功的(de)應用之一，它充分體現(xian)了非(fei)接觸(chu)識別(bie)的(de)優(you)勢(shi)。在(zai)車輛高速通(tong)過收(shou)費(fei)站的(de)同時完成繳費(fei)，解決了交通(tong)的(de)瓶頸問題，提高了車行速度(du)，避免擁堵，提高了收(shou)費(fei)結(jie)算效率。

3、貨物的跟蹤、治理及監(jian)控

射頻識別(bie)技(ji)(ji)術為貨(huo)物(wu)的(de)跟蹤(zong)、治(zhi)理及監控提供了快捷(jie)、準確、自動(dong)化的(de)手段。以射頻識別(bie)技(ji)(ji)術為核心的(de)集裝(zhuang)箱自動(dong)識別(bie)，成為全球范圍最大的(de)貨(huo)物(wu)跟蹤(zong)治(zhi)理應用(yong)。

4、倉儲、配送等物流環節

射頻識別(bie)技(ji)(ji)術目前在倉(cang)儲、配送(song)等物(wu)流環節已有(you)許多成功的應用。隨著射頻識別(bie)技(ji)(ji)術在開放的物(wu)流環節統一標準的研究開發，物(wu)流業將成為(wei)射頻識別(bie)技(ji)(ji)術最大的受益(yi)行(xing)業。

5、電子錢包、電子票證(zheng)

射頻(pin)(pin)識別卡是射頻(pin)(pin)識別技(ji)術的一個主(zhu)要(yao)應用(yong)。射頻(pin)(pin)識別卡的功能相當于電子(zi)錢包，實(shi)現非現金(jin)結(jie)算。目前主(zhu)要(yao)的應用(yong)在(zai)交通方(fang)面。

6、生產線產品加工(gong)過程自動控制

主(zhu)要應用(yong)在大型工(gong)廠的自動(dong)(dong)化流水(shui)作(zuo)業線(xian)上，實現自動(dong)(dong)控制、監(jian)視(shi)，提(ti)高(gao)生(sheng)產效率，節(jie)約成本(ben)。

7、動(dong)物跟蹤和治理

射頻(pin)識(shi)別(bie)(bie)技(ji)術可用(yong)于動物跟(gen)蹤。在大(da)型養殖廠(chang)，可通過采(cai)用(yong)射頻(pin)識(shi)別(bie)(bie)技(ji)術建立飼養檔(dang)案、預防接(jie)種(zhong)檔(dang)案等，達到高效、自動化治理牲(sheng)畜(chu)的(de)目的(de)，同時為(wei)食(shi)品(pin)安全提供了保障。射頻(pin)識(shi)別(bie)(bie)技(ji)術還(huan)可用(yong)于信鴿比賽(sai)、賽(sai)馬識(shi)別(bie)(bie)等，以準確(que)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(ben)身不(bu)帶電池，依靠(kao)讀卡器(qi)發送的電磁能量工作。由(you)于它結構簡(jian)單、經濟實用，因(yin)而獲得廣泛的應用。無源(yuan)RFID標簽(qian)由RFID IC、諧振(zhen)電容C和天線L組成(cheng)，天線與電容組成(cheng)諧(xie)振(zhen)回路，調(diao)諧(xie)在讀卡(ka)器的載波頻率(lv)，以獲得最(zui)佳性(xing)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)，分別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源RFID主要使用前二種頻率。

RFID標簽結構

RFID標(biao)簽天線有兩(liang)種天線形式：（1）線(xian)繞電感天線(xian)；（2）在介質(zhi)基(ji)板上壓(ya)印(yin)或印(yin)刷刻腐的(de)盤旋狀天線(xian)。天線(xian)形式由載波頻率、標簽封裝形式、性能和組裝成(cheng)本等因素決定。例(li)如，頻率小于(yu)400KHz時需(xu)要mH級電感量(liang)，這類天線(xian)只(zhi)能用線(xian)繞電感制作；頻率(lv)在4~30MHz時(shi)，僅(jin)需幾(ji)個礖，幾(ji)圈(quan)線(xian)繞電感就可以，或使用介質基(ji)板(ban)上的刻腐天線(xian)。

選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在天線上。IC貼接也有兩種基本方法：（1）使用(yong)板上芯片（COB）；（2）裸芯(xin)片直接貼接在天線(xian)上。前者常用于線(xian)繞天線(xian)；而后(hou)者用于刻腐天線(xian)。CIB是將(jiang)諧(xie)振電(dian)容和RFID IC一起封裝在(zai)同(tong)一個管殼中，天線則用(yong)烙鐵或熔焊工藝連(lian)接在(zai)COB的2個外接端了上(shang)。由于大(da)多(duo)數COB用于(yu)ISO卡(ka)，一(yi)種符合ISO標準厚度（0、76）規格的卡，因此(ci)COB的典(dian)型厚度約為0、4mm。兩(liang)種常(chang)見的(de)COB封(feng)裝形(xing)式是IST采用的IOA2（MOA2）和(he)美國HEI公司采用(yong)的(de)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；（2）倒裝工藝(yi)(yi)。采用倒裝工藝(yi)(yi)時，芯片焊盤上需制作專門的(de)焊球，材料是金(jin)的(de)，高度(du)約(yue)25祄，然后將焊(han)球倒裝在(zai)天(tian)線(xian)的(de)(de)印制走線(xian)上。引線(xian)焊(han)接(jie)工藝(yi)較(jiao)簡單，裸芯片(pian)直(zhi)接(jie)用引線(xian)焊(han)接(jie)在(zai)天(tian)線(xian)上，焊(han)接(jie)區(qu)再用黑色環氧樹(shu)脂密封。對小批(pi)量(liang)生產(chan)，這種(zhong)工藝(yi)的(de)(de)成本較(jiao)低；而對于大批(pi)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(qian)的性能受標簽(qian)大小(xiao)，調制形式(shi)、電路Q值、器件功(gong)耗以及調制深度的極大影響(xiang)。下面簡(jian)要地介紹它的工作原理。

RFID IC內部備(bei)有(you)一個154位存(cun)儲器，用(yong)以存(cun)儲標簽(qian)數據。IC內部還有一個通導電阻(zu)極(ji)低的調制門控管（CMOS），以一定(ding)頻率工作(zuo)。當讀(du)卡器發射電(dian)磁波(bo)，使標簽天線電(dian)感式電(dian)壓達到VPP時(shi)，器件工作，以曼徹斯特格式將數(shu)據發送(song)回去(qu)。

數據(ju)(ju)發送是(shi)通過(guo)(guo)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)與去(qu)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)外部諧(xie)(xie)(xie)(xie)振回路來完成的。具體過(guo)(guo)程如下：當數據(ju)(ju)為(wei)邏輯高電(dian)(dian)平(ping)時(shi)，門控管(guan)截(jie)止，將調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)電(dian)(dian)路調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)于(yu)讀(du)卡器(qi)的截(jie)波頻率，這就(jiu)是(shi)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)狀態(tai)，感應電(dian)(dian)壓(ya)達到最大值。如此(ci)進行，調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)與去(qu)調(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)(xie)在(zai)標簽線圈上(shang)產生(sheng)一(yi)個幅度調(diao)(diao)制信(xin)號，讀(du)卡器(qi)檢測電(dian)(dian)壓(ya)波形包絡，就(jiu)能(neng)重構(gou)來自標簽的數據(ju)(ju)信(xin)號。

門控管的開關頻率為70KHz，完成(cheng)全部154位數(shu)據約需2、2ms。在發送完(wan)全部(bu)數據后，器件進入100 ms的休眠模式(shi)。當一個標簽進入休眠模式(shi)時，讀卡器(qi)可以去讀取其它(ta)標簽的數(shu)據，不會(hui)產生任何數(shu)據沖突。當然，這個功能受到下列因素的影響(xiang)：標簽至讀卡器(qi)的距離、兩者的方位、標簽的移動以及標簽的空間分布。

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