RFID是什么(me) RFID技術(shu)的工作(zuo)原理 無(wu)線射(she)頻技術(shu)介紹
什么是RFID技術？
RFID射頻識別是一(yi)種(zhong)非接觸(chu)式的自(zi)動(dong)識別技術(shu)，它通過(guo)射頻信號(hao)自(zi)動(dong)識別目(mu)標(biao)對(dui)象并獲取相(xiang)關數據(ju)，識別工作無須人工干(gan)預(yu)，可工作于各種(zhong)惡劣環境。RFID技(ji)術可識(shi)別(bie)高速運動物體并可同時識(shi)別(bie)多(duo)個(ge)標簽(qian)，操作快捷(jie)方便。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一(yi)種突破性的(de)技(ji)術："第一(yi)，可(ke)以(yi)識(shi)別單個的非常(chang)具體(ti)的物(wu)體(ti)，而不(bu)是(shi)像(xiang)條形碼(ma)那樣只能識(shi)別一(yi)類物(wu)體(ti)；第二(er)，其采用無線電射頻，可(ke)以(yi)透過外部(bu)材(cai)料讀(du)取(qu)數據，而條形碼(ma)必須(xu)靠(kao)激光來(lai)讀(du)取(qu)信(xin)息(xi)；第三(san)，可(ke)以(yi)同時對(dui)多(duo)個物(wu)體(ti)進行識(shi)讀(du)，而條形碼(ma)只能一(yi)個一(yi)個地讀(du)。此(ci)外，儲(chu)存的信(xin)息(xi)量也(ye)非常(chang)大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系統由三部分組(zu)成：
標簽(Tag)：由(you)耦(ou)合元件(jian)及芯片組成，每個(ge)標(biao)簽(qian)具(ju)有唯一的電子編(bian)碼，附(fu)著在物(wu)體上(shang)標(biao)識(shi)目標(biao)對象；
閱讀器(Reader)：讀取(有時還可(ke)以(yi)寫入)標簽信息的設(she)備(bei)，可設(she)計為手(shou)持式或固定式；
天線(Antenna)：在標簽和(he)讀取器間(jian)傳遞射頻信號。
一套完(wan)整的系統還需具備(bei)：數據(ju)傳輸和處理系統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技術(shu)的基本工作原(yuan)理并不(bu)復雜：標簽進(jin)入磁場后，接收解(jie)讀器發出的射(she)頻信(xin)號，憑借感應(ying)電流(liu)所獲得的能量發送出存儲在芯(xin)片中的產品信(xin)息(xi)（Passive Tag，無源(yuan)標(biao)簽(qian)(qian)或被動標(biao)簽(qian)(qian)），或者主動發送某一頻率(lv)的信號（Active Tag，有源標(biao)簽(qian)或主動標(biao)簽(qian)）；解讀(du)器讀(du)取信(xin)息并解碼后，送至(zhi)中央(yang)信(xin)息系統進(jin)行有關數據處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年建議企(qi)業可考慮引入(ru)的(de)十大策略技術之一，而中(zhong)間件（Middleware）可(ke)稱為是RFID運(yun)作的中樞，因為它(ta)可以加(jia)速關鍵(jian)應用(yong)的問世。
RFID產(chan)業潛力無(wu)窮，應用的范圍遍及制造、物流、醫療、運輸(shu)、零售、國防等等。Gartner Group認為，RFID是2005年建議企業可考慮引(yin)入的十(shi)大策略技術之一，然而其成功之關鍵除了(le)標簽（Tag）的(de)(de)(de)(de)價格、天線(xian)的(de)(de)(de)(de)設(she)計、波段的(de)(de)(de)(de)標(biao)準化、設(she)備的(de)(de)(de)(de)認證之外，最重要的(de)(de)(de)(de)是(shi)要有關(guan)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)應用軟件（Killer Application），才能迅(xun)速推廣。而中間件（Middleware）可稱(cheng)為是RFID運作的(de)中樞，因為它可以加速關鍵應用的(de)問世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公司的(de)零(ling)售業分(fen)析(xi)師估計，通過(guo)采用RFID，沃(wo)爾瑪每年(nian)可以節省83、5億美元，其(qi)中大部(bu)分是因為不需要(yao)人工查(cha)看進貨的條(tiao)碼而(er)節省的勞動(dong)力成(cheng)本。盡(jin)管另外一些(xie)分析師認為80億美元這個數(shu)字(zi)過(guo)于樂觀(guan)，但毫無疑(yi)問，RFID有助于解決零(ling)售業兩個最大的難(nan)題：商品斷貨(huo)和損耗（因盜(dao)竊(qie)和供應鏈被攪亂而損失(shi)(shi)的產品），而現在單(dan)是盜(dao)竊(qie)一項(xiang)，沃(wo)爾瑪一年的損失(shi)(shi)就(jiu)差不多有20億美元，如果一(yi)家(jia)合法(fa)企業的營業額能(neng)達到這個數字，就可以在(zai)美國1000家最大企業的排行榜中名列第694位。研究機構估計，這種(zhong)RFID技術能(neng)夠幫助把失(shi)竊和存(cun)貨水平(ping)降低(di)25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車輛自動識別(bie)治理
鐵路車號自動識(shi)別(bie)是射(she)頻識(shi)別(bie)技術最普遍的應(ying)用。
2、高速公路收費及智能交通系統
高(gao)速(su)公路自動收費(fei)系統是射頻識別(bie)技(ji)術最成功的應用之(zhi)一，它充分體現了非接觸識別(bie)的優勢(shi)。在(zai)車輛(liang)高(gao)速(su)通過收費(fei)站的同時完(wan)成繳費(fei)，解(jie)決了交通的瓶頸問(wen)題(ti)，提高(gao)了車行速(su)度，避免擁堵，提高(gao)了收費(fei)結(jie)算效率。
3、貨物的跟蹤、治理(li)及監控
射頻(pin)識(shi)別(bie)技術為貨物的(de)跟蹤、治(zhi)理(li)及監控提供了快捷(jie)、準確、自動化的(de)手段。以射頻(pin)識(shi)別(bie)技術為核(he)心的(de)集裝(zhuang)箱自動識(shi)別(bie)，成為全球(qiu)范圍最大的(de)貨物跟蹤治(zhi)理(li)應用(yong)。
4、倉儲、配送等物(wu)流環節
射頻(pin)識別技術目前在倉(cang)儲、配(pei)送等物(wu)流(liu)環(huan)節已有許多成功的應用(yong)。隨著射頻(pin)識別技術在開放的物(wu)流(liu)環(huan)節統一標準的研究開發(fa)，物(wu)流(liu)業(ye)將成為射頻(pin)識別技術最大的受益(yi)行業(ye)。
5、電子錢(qian)包、電子票證
射(she)(she)頻識(shi)別(bie)卡(ka)(ka)是射(she)(she)頻識(shi)別(bie)技術(shu)的一(yi)個主(zhu)要應用。射(she)(she)頻識(shi)別(bie)卡(ka)(ka)的功能相當于(yu)電(dian)子錢包(bao)，實現非(fei)現金(jin)結算。目前主(zhu)要的應用在交通方面。
6、生產(chan)線產(chan)品加工過程自動(dong)控制
主(zhu)要(yao)應用在大型工廠的自動化流水作業線上，實現自動控制(zhi)、監視，提高生(sheng)產效率(lv)，節(jie)約成本(ben)。
7、動物跟(gen)蹤(zong)和治(zhi)理(li)
射頻(pin)(pin)識別(bie)(bie)技術可(ke)用(yong)于動物跟蹤。在大(da)型養殖廠(chang)，可(ke)通過(guo)采用(yong)射頻(pin)(pin)識別(bie)(bie)技術建立飼養檔案(an)、預防接種檔案(an)等，達(da)到(dao)高效、自(zi)動化治(zhi)理(li)牲畜的(de)目的(de)，同時為食品安全(quan)提供了保障。射頻(pin)(pin)識別(bie)(bie)技術還可(ke)用(yong)于信鴿比賽、賽馬(ma)識別(bie)(bie)等，以(yi)準確(que)測(ce)定到(dao)達(da)時間。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標(biao)簽本身不帶電池，依靠讀卡器發送的電磁能(neng)量工作。由于它結構簡單(dan)、經濟(ji)實用，因而獲得廣泛的應(ying)用。無(wu)源(yuan)RFID標簽(qian)由RFID IC、諧振電容C和天(tian)線(xian)L組(zu)成(cheng)，天線與電容組(zu)成(cheng)諧振回路，調諧在讀卡器的載波(bo)頻率，以獲得最佳性能。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用的頻率(lv)有(you)6種，分別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即(ji)UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源RFID主要(yao)使用前二種頻率。
RFID標簽結構
RFID標簽天線有兩種天線形式：（1）線繞(rao)電感(gan)天線；（2）在介質基板上壓印(yin)或印(yin)刷刻腐的盤旋狀天(tian)線。天(tian)線形式(shi)由載波頻率、標簽封裝形式(shi)、性(xing)能和組(zu)裝成本等因(yin)素(su)決定。例如，頻率小(xiao)于400KHz時需要mH級電感量，這類天線只能用線繞電感制作；頻(pin)率在4~30MHz時，僅需幾(ji)個礖，幾(ji)圈線(xian)繞電感就(jiu)可以，或(huo)使(shi)用介質(zhi)基板上(shang)的刻(ke)腐(fu)天線(xian)。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在天(tian)線(xian)上。IC貼接也有兩(liang)種基本方法：（1）使(shi)用板上芯片（COB）；（2）裸(luo)芯片(pian)直(zhi)接貼(tie)接在天線(xian)(xian)上(shang)。前(qian)者(zhe)常用(yong)于線(xian)(xian)繞天線(xian)(xian)；而后者(zhe)用(yong)于刻腐天線(xian)(xian)。CIB是將諧振電(dian)容(rong)和RFID IC一(yi)起封裝在同一(yi)個管(guan)殼中，天線則用烙鐵或熔焊工藝連接在COB的2個外接端了上。由于大多數COB用(yong)于(yu)ISO卡，一(yi)種符合(he)ISO標準厚度（0、76）規格的卡，因此COB的典型厚度(du)約為0、4mm。兩種常見的COB封裝(zhuang)形(xing)式(shi)是IST采用的IOA2（MOA2）和美(mei)國(guo)HEI公司(si)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）引線焊接；（2）倒裝(zhuang)工藝(yi)。采用倒裝(zhuang)工藝(yi)時，芯片(pian)焊盤上需制作專門的焊球，材料是金的，高度約25祄，然后將焊球倒(dao)裝在(zai)天線的印制走線上。引線焊接(jie)工(gong)藝(yi)較(jiao)簡單，裸芯(xin)片直接(jie)用引線焊接(jie)在(zai)天線上，焊接(jie)區再用黑(hei)色(se)環(huan)氧樹(shu)脂密封。對(dui)小批量生產，這種工(gong)藝(yi)的成本較(jiao)低；而對(dui)于(yu)大批量生產，最好(hao)采(cai)有倒(dao)裝工(gong)藝(yi)。
基本工作原理
無線RFID標簽的性能受(shou)標簽大小，調制(zhi)形式、電路Q值、器件功耗(hao)以及(ji)調(diao)制深度的極大影響。下面簡要地(di)介紹它的工作原(yuan)理(li)。
RFID IC內(nei)部備有一個154位存(cun)儲器，用以存(cun)儲標(biao)簽(qian)數據。IC內部還有一個通導電阻極低的(de)調(diao)制(zhi)門(men)控(kong)管（CMOS），以一定頻率工作。當讀卡器發射電(dian)磁(ci)波，使標簽天線電(dian)感式電(dian)壓(ya)達到(dao)VPP時，器件工(gong)作，以曼徹斯(si)特(te)格式將數據發(fa)送回去(qu)。
數(shu)據(ju)發送(song)是通過調諧與去(qu)調諧外部諧振(zhen)回路來(lai)完成的。具體過程如下：當數(shu)據(ju)為(wei)邏輯高電平時，門控(kong)管(guan)截止，將調諧電路調諧于讀(du)卡器(qi)的截波(bo)頻率(lv)，這就(jiu)是調諧狀態，感應電壓達到最大值(zhi)。如此進行，調諧與去(qu)調諧在(zai)標簽線圈上產生一個幅度調制信(xin)號(hao)(hao)，讀(du)卡器(qi)檢測電壓波(bo)形包絡，就(jiu)能重構來(lai)自標簽的數(shu)據(ju)信(xin)號(hao)(hao)。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位數據約(yue)需2、2ms。在發送完全部數(shu)據(ju)后，器件進入100 ms的(de)(de)休(xiu)眠模(mo)式。當一個標(biao)簽進入(ru)休(xiu)眠模(mo)式時，讀卡器可(ke)以(yi)去讀取其它標(biao)簽的(de)(de)數(shu)據，不(bu)會產(chan)生任何數(shu)據沖突。當然，這個功(gong)能(neng)受到下列因素的(de)(de)影響：標(biao)簽至讀卡器的(de)(de)距離(li)、兩者的(de)(de)方位、標(biao)簽的(de)(de)移(yi)動以(yi)及標(biao)簽的(de)(de)空間分(fen)布。
