RFID技术

RFID技术介绍1.什么是RFID?RFID(RadioFrequencyIDentification)全称无线射频识别技术，是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触（即非接触）。2.RFID技术发展历史1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基础。1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。3.基本工作原理RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收阅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），或者由标签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。4.RFID系统构成一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。RFID系统工作原理示意图电子标签（TAG）由天线，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）由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器。手持式阅读器近距阅读器超高频阅读器应用软件系统是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。5.RFID技术优势读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大，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，解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，而且写入时间相比打印条形码更少；更好的安全性：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：标签以与每秒50～100次的频率与解读器进行通信，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。6.RFID产品的分类1.根据标签自身是否含有电源能否主动发射信号我们又把它分为一下三种无源RFID产品无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟，市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、宾馆门禁卡、二代身份证等，这个在我们的日常生活中随处可见，属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ。门禁卡公交卡身份证有源RFID产品有源RFID产品，是这几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GMHZ。有源电子标签卡ML-T80有源电子标签ML-T90半有源RFID产品半有源RFID产品，结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势，在低频125KHZ频率的触发下，让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术，利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说，就是近距离激活定位，远距离识别及上传数据。可在各种恶劣环境下自由工作，短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体；长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。基于半有源RFID技术老人院区域定位管理系统030201超高频低频高频2.根据RFID产品工作频率的不同又可分为（1）低频该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用.磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。♦特性：1.工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz，TI的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.2.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。3.工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。4.低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。5.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。6.相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。7.感应器的价格相对与其他频段来说要贵。010302040506畜牧业的管理系统马拉松赛跑系统的应用自动加油系统的应用汽车防盗和无钥匙开门系统的应用自动停车场收费和车辆管理系统门禁和安全管理系统主要应用（2）高频在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。♦特性：1.工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m。2.除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。标签需要离开金属4mm以上距离，其抗金属效果在几个频段中较为优良。3.该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。4.感应器一般以电子标签的形式。5.该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。6.可以把某些数据信息写入标签中。7.数据传输速率比低频要快，价格不是很贵。1图书管理系统的应用2服装生产线和物流系统的管理和应用3酒店门锁的管理和应用4固定资产的管理系统5医药物流系统的管理和应用6智能货架的管理等等CONTENTS♦主要应用：（3）超高频超高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。♦特性：1.在该频段，全球的定义不是很相同-欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz，北美定义的频段为902到905MHz之间，在日本建议的频段为950到956之间。该频段的波长大概为30cm左右。2.该频段功率输出没有统一的定义(美国定义为4W，欧洲定义为500mW，可能欧洲限制会上升到2WEIRP。3.超高频频段的电波不能通过许多材料，特别是金属，液体，灰尘，雾等悬浮颗粒物质，可以说环境对超高频段的影响是很大的。4.电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。5.该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。6.有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。供应链上的管理和应用集装箱的管理和应用生产线自动化的管理和应用铁路包裹的管理和应用0405航空包裹的管理和应用后勤管理系统的应用06♦主要应用：7.发展前景据前瞻网《2013-2017年中国RFID行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》调查数据显示，到2010年，全球RFID标签的生产数量将达到330亿，是2005年13亿产量的25倍以上，RFID在未来几年的应用会随着产业不同而有很大差异。从1991年至今，已经有超过15000万台汽车在使用RFID标签。而根据分析师的预测，未来RFID将主要应用在供应链管理等物流领域，而这个市场将成为RFID市场的重头戏。但如果在应用上能够采取有效措施，实现RFID标签的量产化，RFID标签的价格将会迅速下跌，应用普及也将指日可待。@zbh