RFID技术介绍,rfid技术简介

('RFID技术简介射频识别技术（RFID，RadioFrequencyIdentification）是从八十年代起走向成熟的一项自动识别技术。随着超大规模集成电路技术的发展，射频识别系统的体积大大缩小，进入了实用化的阶段。它是利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。目前的RFID系统有很多工作频段，包括了低频、高频和超高频段。工作原理也不尽相同，有的是利用近场的电磁感应（所以有人把电子卷标称作感应卡），有的是利用电磁波发射。和同期或早期的接触式识别技术不同，RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可实现非接触目标识别、多目标识别和运动目标识别。RFID系统已经在很多领域得到了广泛应用。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。RFID的基本组成部分标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。RFID技术的基本工作原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID系统的工作原理我们用下图来说明RFID系统的工作过程，这个例子是无源系统，即射频卡内不含电池，射频卡工作的能量是由读写器天线所建立的电磁场提供。系统的工作过程如下:﹑﹑﹑﹑﹑﹑a)读写器通过其天线在一个区域内发射能量形成电磁场，区域大小取决于发射功率、工作频率和天线尺寸。b)射频卡进入这个区域时，接收到读写器的射频脉冲，经过桥式整流后给电容充电。电容电压经过稳压后作为工作电压。c)数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出命令和数据并送到控制逻辑。控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其它操作。d)如需要发送数据，则将数据调制然后从收发模块发送出去。e)读写器接收到返回的数据后，译码并进行错误校验来决定资料的有效性，然后进行处理，必要时可通过RS232,RS422,RS485或无线接口将数据传送到计算机。读写器发送的射频信号除提供能量外，通常还提供时钟信号，使数据同步，从而简化系统设计。RFID系统的分类RFID系统的分类有很多种按射频卡中有无电池可分为有源系统和无源系统。无源系统一般识别距离短，使用寿命较长。有源系统一般识别距离长，使用寿命取决于电池容量。根据系统工作频率的不同可分为高频、中频及低频系统。低频系统一般工作在100K－500kHZ；中频系统工作在10MHZ到15MHZ左右；而高频系统则可达850－950MHZ甚至2.4－5.8GHZ的微波段。高频系统应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，象火车监控，高速公路收费等系统。但天线波束较窄实用中需视距传播识别且价格较高；中频系统在13.56MHz的范围。这个频率用于门禁控制和需传送大量数据的应用；低频系统用于短距离、低成本的应用中。如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。按工作方式分类可分为主动式系统和被动式系统。主动式系统中射频卡用自身的能量主动地发送数据给读写器，例如用于动物识别。被动式系统中射频卡是在收到读写器发出的射频信号后才被唤醒。这样可以避免互相之间的干扰。按读写方式将射频卡分成三种：可擦写（R/W）、一次写入多次读出（WORM）和只读（RO）。RW卡比WORM卡和RO卡成本高，如电话卡、信用卡等。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变。RO卡存有一个唯一的号码，不能更改，比较便宜。按工作距离分为密耦合，近耦合，疏耦合系统。密耦合射频识别系统工作距离在0-1cm范围，可用介于直流和30MHz交流之间任意频率进行工作。近耦合射频识别系统工作距离可达1m,读写器和射频卡之间通过电磁耦合，工作频率可以是125KHz,6.75MHz,13.56MHz.疏射频识别系统工作距离可以从1m到10m，其使用频率为微波段，典型的工作频率有915MHz，2.45GHz，5.8GHz。射频识别系统应用实例邮政，航空包裹分拣目前，意大利邮政局采用ICODE射频识别系统用于邮包分拣，包括普通邮包和EMS速递业务.大大提高了分拣速度和效率。在邮包上封装了电子卷标，被各地的识别装置识别，识别是否该邮包被正确地投递，并将信息输入联网主机。该系统能够达到100%准确读卡。防碰撞技术可以允许30张卡同时经过安置天线的货物信道。Philips公司还将ICODE射频识别系统成功的推广到航空包裹的分拣。2001年，英国航空公司在Heathrow(英国伦敦希思罗机场)安装了ICODE射频识别系统，在两个月内的测试中，对来自德国慕尼黑，英国曼彻斯特等地的乘客75000件行李进行识别，测试效果令人满意，而且射频卡电路设计得非常薄，可以嵌在航空专用行李包里。图书馆图书管理图书馆和音像制品收藏馆面临的巨大难题是要对数以万计的图书音像数据进行目录清单管理。而且要准确迅速的为读者提供服务。ICODE技术可以满足这一需求，当可以在书架上确定书的位置，借书登记处，可以同时对多本书录入，并去EAS功能(电子防盗)，不经录入而拿出的书将启动EAS报警。下图为RFID在图书馆中的应用。零售业零售业中需要解决得三个问题是：产品商标、防伪标志和商品防盗。这三项要求可以通过一个小小的电子卷标很容易得到满足。商品出厂时，厂家把固化有商品型号，商品相关信息防伪签名等信息的射频卡与商品配售。在销售点这些信息可以通过读卡器读出，还可以启动EAS功能为销售商提供商品防盗功能。消费者可以通过电子卷标信息辨别商品是否货真价实。高速公路自动收费及交通管理高速公路自动收费系统是RFID技术最成功的应用之一。目前中国的高速公路展非常快，在地区经济发展中占据的位置也越来越重要。而现在的人工收费系统却常常造成交通堵塞。将RFID系统用于高速公路自动收费，能够在携带射频卡的车辆高速通过收费站的同时自动完成收费。可以有效解决这个问题。1996年，佛山安装了RFID系统用于自动收取路桥费以提高车辆通过率，缓解公路瓶颈。车辆可以在250公里的时速下用少于0.5毫秒的时间被识别，并且正确率达100%。通过采用RFID系统，中国有把握改善其公路基础设施。RFID金融卡无纸交易是必然的发展方向，目前已经出现了RFID金融卡。在香港非常普及Octopus(八达通卡)从1997年发行至今,已售出近800万张卡,遍布于超市,公交系统,餐厅酒店及其它消费场所。由于RFID系统更能适用于不同的环境，包括磁卡、IC卡不能适用的恶劣环境。比如公共汽车的电子月票、食堂餐卡等。由于射频卡上的存储单元能够分区，每个分区可以采用不同的加密体制，一个射频卡就可同时应用于不同金融收费系统，甚至可同时作为医疗保险卡、通行证、驾驶执照、护照等等使用。一卡多用也是未来的发展潮流。射频识别技术由于使用方便，很有竞争力。生产线自动化用RFID技术在生产流水在线实现自动控制，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。例如德国宝马汽车公司在装配流水在线应用射频识别技术实现了用户定制的生产方式。即可按用户要求的式样来生产，用户可以从上万种内部和外部选项中选定自己所需车的颜色引擎型号还有轮胎式样等，这样一来，汽车装配流水在线就得装配上百种不同式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、严密的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司就在其装配流水在线安装RFID系统，他们使用可重复使用的射频卡，该射频卡上带有详细的汽车定制要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线工作点处能毫不出错地完成装配任务。世界上最大的复印机制造商Xerox公司，每年从英国的生产基地向销往欧洲各国400多万台设备，得益于基于RFID的货运管理系统，他们杜绝了任何运送环节的出现的漏洞，实现了100%的准确配送，也因此获得了良好的声誉，他们采用了TI公司的射频识别装置。他们在每台复印机上的包装箱上贴有电子卷标（最终的设想是将卡片集成到复印机架上），在9条装配在线，RFID读写器自动读出每一个要运走的货物唯一的卡号，并将相应的配送信息在数据库中与该卡信息对应，随后编入货物配送计划表中。当任何一台设备不小心被误送到的其它的运输车里，出检的RFID读写器将提供报警和纠正信息。整个流程可以大大节省开支和减少误送可能，提高货物配送效率。防伪技术将射频识别技术应用在防伪的领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，但是却很难伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身具有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；并且体积十分小，便于产品封装。象计算机、激光打印机、电视等等产品上都可使用。建立严格的产品销售渠道是防伪问题的关键。利用射频识别技术，厂家、批发商、零售商之间可以使用唯一的产品号来标识产品的身份。生产过程中在产品上封装入射频卡，记载上唯一的产品号。批发商、零售商用厂家提供的读写器就可以严格检验产品的合法性。同时注意利用这种技术不能改变现行的数据管理体制。利用标准的产品标识号完全可以做到与已用数据库体系兼容。一、系统组成最基本的RFID系统由三部分组成：1.标签(Tag，即射频卡)：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。2.阅读器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。3.天线：在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。二、工作原理系统的基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面，不同的非接触传输方法有根本的区别，但所有的阅读器在功能原理上，以及由此决定的设计构造上都很相似，所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器，其功能包括：产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给射频卡；接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异电感耦合系统的高频接口原理图如图1所示。阅读器的控制单元的功能包括：与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与射频卡的通信过程(主-从原则)；信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法，对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密，以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。•微波：波长为0.1—100厘米或频率在1—100GHZ的电磁波。•射频：一般指微波。•电子标签：以电子数据形式存储标识物体代码的标签，也叫射频卡。•被动式电子标签：内部无电源、靠接收微波能量工作的电子标签。•主动式电子标签：靠内部电池供电工作的电子标签。•微波天线：用于发射和接受微波信号。•读出装置：用于读取电子标签内电子数据。•阅读器：用于读取电子标签内电子数据。•编程器：用于将电子数据写入电子标签或查阅电子标签内存储数据。•波束范围：指天线发射微波的照射功率范围。•标签容量：电子标签编程时所能写入的字节数或逻辑位数。RFID的优势：条码标签的终结者作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点本篇资料来源于RFID射频快报论坛http://www.rfidinfo.com.cn/bbs/原文链接：http://www.rfidinfo.com.cn/BBS/topic_1356.html读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更长，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上；识别速度快：标签一进入磁场，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；数据容量大：数据容量最大的二维条形码(PDF417)，最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K；使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；标签数据可动态更改：利用编程器可以向电子标签里写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间比打印条形码更短；更好的安全性：RFID电子标签不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；动态实时通信：标签以每秒50～100次的频率与阅读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。',)