RFID是什么 RFID技(ji)術的工作原理 無線射頻(pin)技(ji)術介(jie)紹
什么是RFID技術？
RFID射(she)(she)頻識別是一種(zhong)(zhong)非接觸式的自動識別技術，它通過射(she)(she)頻信(xin)號自動識別目標對(dui)象并獲取相(xiang)關數(shu)據，識別工(gong)作(zuo)無須人工(gong)干(gan)預(yu)，可工(gong)作(zuo)于(yu)各種(zhong)(zhong)惡劣環境。RFID技術可識別高速運(yun)動物體并可同(tong)時(shi)識別多個標簽，操作快(kuai)捷方便(bian)。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突(tu)破性的技術："第一(yi)(yi)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)識別單個(ge)的(de)(de)非常(chang)具(ju)體(ti)(ti)的(de)(de)物(wu)體(ti)(ti)，而不是像條形(xing)(xing)碼(ma)(ma)那樣只(zhi)能(neng)識別一(yi)(yi)類物(wu)體(ti)(ti)；第二(er)，其采用無(wu)線電射頻，可(ke)(ke)以(yi)(yi)透過外(wai)部材料讀(du)取數(shu)據，而條形(xing)(xing)碼(ma)(ma)必須靠激光來讀(du)取信(xin)息；第三，可(ke)(ke)以(yi)(yi)同(tong)時對多個(ge)物(wu)體(ti)(ti)進行識讀(du)，而條形(xing)(xing)碼(ma)(ma)只(zhi)能(neng)一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)個(ge)地讀(du)。此外(wai)，儲存的(de)(de)信(xin)息量(liang)也非常(chang)大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系統由三部(bu)分組成(cheng)：
標簽(Tag)：由耦合元件(jian)及芯片組成，每個標(biao)簽具(ju)有唯一(yi)的電子編碼，附著在物體上標(biao)識目標(biao)對象；
閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標(biao)簽信息的(de)設備，可設計(ji)為手持(chi)式或(huo)固定(ding)式；
天線(Antenna)：在(zai)標簽和(he)讀取器(qi)間傳遞射頻信號。
一(yi)套完整的系統(tong)還(huan)需(xu)具備(bei)：數據(ju)傳輸和處理系統(tong)。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技術的基(ji)本工作原(yuan)理(li)并不(bu)復雜(za)：標簽進入磁場后，接收解讀(du)器發出的射(she)頻信號，憑借感應電(dian)流(liu)所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產(chan)品信息（Passive Tag，無(wu)源標簽或(huo)被動標簽），或(huo)者(zhe)主動發送某(mou)一頻率的信(xin)號(hao)（Active Tag，有源標(biao)簽(qian)或主動標(biao)簽(qian)）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系(xi)統進(jin)行(xing)有關數據(ju)處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年建議企業可考慮(lv)引入的十大策(ce)略(lve)技術之一，而中間件（Middleware）可稱為是RFID運作的(de)中樞，因為(wei)它可以(yi)加速關(guan)鍵應用(yong)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、零售、國防等(deng)等(deng)。Gartner Group認為(wei)，RFID是2005年建議企業可考慮(lv)引入的十大(da)策略技術之一，然(ran)而其成功之關鍵除了(le)標簽(qian)（Tag）的(de)(de)(de)(de)價(jia)格、天線的(de)(de)(de)(de)設計、波段的(de)(de)(de)(de)標準化、設備的(de)(de)(de)(de)認證之(zhi)外，最(zui)重要的(de)(de)(de)(de)是要有關鍵的(de)(de)(de)(de)應用(yong)軟件(jian)（Killer Application），才能迅(xun)速推廣。而(er)中間件（Middleware）可(ke)稱為是RFID運作的中樞，因為(wei)它可以加速關鍵(jian)應(ying)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(ye)分析師估(gu)計，通過采用RFID，沃(wo)爾瑪(ma)每(mei)年可(ke)以(yi)節(jie)省83、5億美元，其中(zhong)大部分(fen)是因為不需要人工查(cha)看進貨的(de)條碼而節省的(de)勞動(dong)力成本。盡管另外一些(xie)分(fen)析師認為80億美元這個數字(zi)過(guo)于樂觀，但毫無疑問，RFID有(you)(you)助于(yu)解決零售(shou)業兩個最大的(de)(de)(de)難(nan)題：商品斷貨和(he)損(sun)耗（因盜竊(qie)和(he)供應鏈被攪亂(luan)而損(sun)失(shi)的(de)(de)(de)產品），而現在單是盜竊(qie)一(yi)項，沃爾瑪(ma)一(yi)年(nian)的(de)(de)(de)損(sun)失(shi)就差不多有(you)(you)20億美元，如(ru)果一家(jia)合法(fa)企業(ye)的營業(ye)額能達到這個(ge)數字，就可以在美國1000家最大企業的排行榜中名(ming)列第694位。研究機(ji)構(gou)估計，這(zhe)種RFID技術能夠幫助(zhu)把失竊和存貨水平降(jiang)低25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車輛自動(dong)識別治(zhi)理
鐵路(lu)車號自動識(shi)別(bie)是(shi)射頻識(shi)別(bie)技術最普(pu)遍的應用。
2、高速公路收(shou)費及智能交通系統
高(gao)速(su)(su)公(gong)路自動收費系統是射頻識(shi)別技術最成(cheng)(cheng)功的(de)應用(yong)之一，它充分體現了非接(jie)觸(chu)識(shi)別的(de)優勢。在車(che)輛(liang)高(gao)速(su)(su)通(tong)過收費站的(de)同時完成(cheng)(cheng)繳費，解(jie)決了交通(tong)的(de)瓶頸問題(ti)，提高(gao)了車(che)行速(su)(su)度(du)，避免擁堵，提高(gao)了收費結算效率。
3、貨物的跟蹤、治理及監控
射頻(pin)識別(bie)(bie)技術為(wei)(wei)貨物的(de)跟蹤、治理及監(jian)控提供了快捷、準確(que)、自動化(hua)的(de)手段。以射頻(pin)識別(bie)(bie)技術為(wei)(wei)核心的(de)集裝箱(xiang)自動識別(bie)(bie)，成為(wei)(wei)全球范圍最大的(de)貨物跟蹤治理應用。
4、倉(cang)儲、配送(song)等物流環節
射(she)(she)(she)頻(pin)識(shi)(shi)別技術(shu)目前(qian)在倉儲、配送等物流環節已有(you)許多成(cheng)功的(de)(de)應用。隨著射(she)(she)(she)頻(pin)識(shi)(shi)別技術(shu)在開放的(de)(de)物流環節統(tong)一標準的(de)(de)研究開發，物流業將(jiang)成(cheng)為(wei)射(she)(she)(she)頻(pin)識(shi)(shi)別技術(shu)最大的(de)(de)受益行業。
5、電(dian)(dian)子(zi)錢包、電(dian)(dian)子(zi)票證(zheng)
射(she)頻識別(bie)卡是(shi)射(she)頻識別(bie)技術的一(yi)個主要應用。射(she)頻識別(bie)卡的功能相當于電子(zi)錢(qian)包(bao)，實(shi)現(xian)非現(xian)金(jin)結算。目前(qian)主要的應用在交通(tong)方面。
6、生產(chan)線產(chan)品(pin)加工過程自動(dong)控制
主要應(ying)用在大(da)型工(gong)廠(chang)的自動化流水(shui)作業線(xian)上，實現自動控制(zhi)、監視，提高(gao)生產效率，節約成(cheng)本。
7、動物跟(gen)蹤和治(zhi)理
射頻(pin)(pin)識(shi)別技術可用(yong)于動(dong)物跟蹤(zong)。在大型(xing)養殖廠(chang)，可通過采用(yong)射頻(pin)(pin)識(shi)別技術建立(li)飼養檔(dang)案、預防接(jie)種檔(dang)案等，達到(dao)高效、自動(dong)化治理牲畜(chu)的(de)目的(de)，同時為食品安(an)全提供了保障。射頻(pin)(pin)識(shi)別技術還可用(yong)于信鴿(ge)比賽、賽馬識(shi)別等，以準確測定到(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(yi)靠(kao)讀卡器發送(song)的電磁(ci)能量工作。由于它結(jie)構簡單(dan)、經濟實用，因(yin)而獲得廣泛的應用。無源RFID標簽由RFID IC、諧振(zhen)電容C和天線L組成，天線(xian)與電容(rong)組成諧(xie)振回路，調諧(xie)在讀卡器的載波頻率，以獲得最(zui)佳性能(neng)。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用(yong)的頻率有6種，分(fen)別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源(yuan)RFID主(zhu)要使用前二種頻率。
RFID標簽結構
RFID標簽天線有(you)兩種天線形式：（1）線繞電感天線；（2）在介質基板上壓印或印刷刻(ke)腐的盤旋狀天線(xian)。天線(xian)形式由載波頻率、標簽封裝形式、性能和組(zu)裝成(cheng)本等因素(su)決定。例(li)如，頻率小于400KHz時需(xu)要mH級電感量，這(zhe)類天線(xian)只能用線(xian)繞電感制作；頻率在4~30MHz時，僅需幾(ji)個(ge)礖，幾(ji)圈線繞電(dian)感就可以(yi)，或使用介質(zhi)基板(ban)上(shang)的刻腐天線。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在天線上(shang)。IC貼接也(ye)有兩種(zhong)基本(ben)方法：（1）使用板上芯片（COB）；（2）裸芯片(pian)直接貼接在天(tian)線上。前(qian)者常(chang)用(yong)于線繞天(tian)線；而后(hou)者用(yong)于刻腐天(tian)線。CIB是將諧振電(dian)容和(he)RFID IC一起封裝在(zai)同一個管殼中，天線則用烙鐵或熔焊工藝連(lian)接在(zai)COB的(de)2個外接端了上。由于大多數COB用于ISO卡，一(yi)種符合ISO標(biao)準厚度（0、76）規格的卡，因此COB的典型厚度約為0、4mm。兩種常(chang)見的COB封裝形(xing)式是IST采用的IOA2（MOA2）和美(mei)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；（2）倒裝(zhuang)工藝(yi)(yi)。采用倒裝(zhuang)工藝(yi)(yi)時(shi)，芯片(pian)焊盤(pan)上需制(zhi)作專門的(de)焊球，材料(liao)是(shi)金(jin)的(de)，高度約25祄，然后將(jiang)焊(han)球倒(dao)裝在天線(xian)的(de)印制走線(xian)上。引線(xian)焊(han)接工藝較簡(jian)單，裸芯(xin)片直接用引線(xian)焊(han)接在天線(xian)上，焊(han)接區(qu)再用黑色環氧樹脂密封。對小(xiao)批量(liang)生產，這種工藝的(de)成本(ben)較低；而對于大批量(liang)生產，最好采有倒(dao)裝工藝。
基本工作原理
無線RFID標(biao)簽的(de)性能受(shou)標(biao)簽大(da)小，調(diao)制(zhi)形式、電(dian)路Q值、器件功耗以及調制(zhi)深度的極(ji)大影響。下面簡要地(di)介(jie)紹它(ta)的工作原(yuan)理。
RFID IC內部備有一(yi)個154位(wei)存儲器，用以存儲標簽數據(ju)。IC內部還有一個通導電阻(zu)極低的(de)調制門控管(guan)（CMOS），以一定(ding)頻率(lv)工作(zuo)。當讀卡器發射(she)電磁(ci)波，使標簽天(tian)線(xian)電感式電壓達(da)到VPP時，器件工作，以曼徹(che)斯特格式將數據(ju)發(fa)送回去(qu)。
數據(ju)發送是通(tong)過調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)與去調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)外部(bu)諧(xie)振回路(lu)來(lai)完(wan)成的。具(ju)體過程(cheng)如(ru)(ru)下：當數據(ju)為邏輯高電(dian)平時，門控管截(jie)止，將調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)電(dian)路(lu)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)于讀(du)卡(ka)器(qi)的截(jie)波頻率，這(zhe)就是調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)狀態，感應電(dian)壓達到最大值。如(ru)(ru)此(ci)進行，調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)與去調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)諧(xie)在標簽(qian)線圈上產生一個幅度調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)制信(xin)號，讀(du)卡(ka)器(qi)檢測電(dian)壓波形包(bao)絡(luo)，就能重構來(lai)自標簽(qian)的數據(ju)信(xin)號。
門控管的開關頻率為70KHz，完(wan)成全部154位數據約(yue)需2、2ms。在發送完(wan)全部數據后，器件進入100 ms的(de)(de)(de)休(xiu)眠模(mo)式(shi)。當一(yi)個標簽(qian)(qian)進入休(xiu)眠模(mo)式(shi)時，讀卡器可以去讀取其它標簽(qian)(qian)的(de)(de)(de)數據，不會產生(sheng)任何(he)數據沖突(tu)。當然，這個功能受(shou)到下列(lie)因(yin)素的(de)(de)(de)影響：標簽(qian)(qian)至讀卡器的(de)(de)(de)距離、兩者的(de)(de)(de)方位、標簽(qian)(qian)的(de)(de)(de)移動以及(ji)標簽(qian)(qian)的(de)(de)(de)空間分布(bu)。
