RFID是什么 RFID技(ji)術的工作(zuo)原(yuan)理 無線射(she)頻技(ji)術介紹
什么是RFID技術？
RFID射頻(pin)識(shi)(shi)(shi)別是一種非接觸式的自動識(shi)(shi)(shi)別技術，它(ta)通過(guo)射頻(pin)信號(hao)自動識(shi)(shi)(shi)別目標對(dui)象并獲取相關數據，識(shi)(shi)(shi)別工作(zuo)無須人工干預(yu)，可工作(zuo)于各種惡劣環境。RFID技術可識(shi)別高(gao)速(su)運動物體(ti)并(bing)可同時識(shi)別多個標簽，操作快捷方(fang)便。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一(yi)種(zhong)突破性的技術："第一，可以識別(bie)單個(ge)(ge)的(de)(de)非(fei)常具(ju)體的(de)(de)物體，而(er)不是像條(tiao)形(xing)碼那樣只能(neng)識別(bie)一類物體；第二，其(qi)采用(yong)無線電射(she)頻，可以透過外部材料讀(du)取數據，而(er)條(tiao)形(xing)碼必須(xu)靠激光來讀(du)取信(xin)息(xi)；第三，可以同時對多個(ge)(ge)物體進行識讀(du)，而(er)條(tiao)形(xing)碼只能(neng)一個(ge)(ge)一個(ge)(ge)地讀(du)。此外，儲(chu)存的(de)(de)信(xin)息(xi)量也(ye)非(fei)常大(da)。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系統由三(san)部分組成：
標簽(Tag)：由(you)耦合元(yuan)件及芯片組成，每個標簽具有唯一(yi)的電子編碼，附著在物體(ti)上標識目標對象(xiang)；
閱讀器(Reader)：讀(du)取(有(you)時還可以寫(xie)入(ru))標(biao)簽信息(xi)的設(she)備，可設(she)計為手持(chi)式或固定式；
天線(Antenna)：在(zai)標簽(qian)和(he)讀取器間傳遞射頻信號。
一(yi)套完(wan)整的系統(tong)還需(xu)具備：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(shu)的(de)基本工作原理并不復雜：標簽進入磁場后，接收解(jie)讀器發出的(de)射頻信(xin)號(hao)，憑借感應(ying)電流(liu)所獲得的(de)能量發送(song)出存儲在芯片中的(de)產品信(xin)息（Passive Tag，無源標(biao)簽或(huo)被動標(biao)簽），或(huo)者主動發(fa)送某一頻率的信號(hao)（Active Tag，有源(yuan)標簽或主動標簽）；解讀器讀取(qu)信息(xi)并解碼后，送至中央信息(xi)系(xi)統進行有關數(shu)據(ju)處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年(nian)建(jian)議企業(ye)可考慮引入的十大策略(lve)技術之一(yi)，而(er)中(zhong)間(jian)件（Middleware）可(ke)稱(cheng)為是RFID運作的中樞，因為(wei)它(ta)可以加速關鍵(jian)應用的問世。
RFID產業潛力(li)無(wu)窮，應(ying)用的范圍遍及制造(zao)、物流、醫(yi)療、運輸、零售(shou)、國防等(deng)等(deng)。Gartner Group認為(wei)，RFID是2005年建(jian)議企業可(ke)考(kao)慮引入(ru)的十大策略技術之(zhi)一，然而(er)其成功(gong)之(zhi)關鍵除了標簽（Tag）的(de)價格、天線的(de)設計(ji)、波(bo)段的(de)標準化(hua)、設備(bei)的(de)認(ren)證之外(wai)，最重要(yao)的(de)是要(yao)有(you)關鍵的(de)應(ying)用軟件（Killer Application），才能(neng)迅速(su)推廣。而中間件（Middleware）可稱為是RFID運作的(de)中樞，因為它可以加(jia)速關鍵應(ying)用(yong)的(de)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(xi)師估計，通過采用(yong)RFID，沃爾瑪(ma)每年可(ke)以節省83、5億(yi)美(mei)元，其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節省的勞(lao)動力成本。盡管另外一些分析師認為80億美元這個(ge)數字過于樂觀，但(dan)毫無疑問(wen)，RFID有助于解(jie)決零(ling)售(shou)業兩(liang)個最大的難題(ti)：商品斷貨和(he)損耗(hao)（因盜竊和(he)供應鏈被攪亂(luan)而(er)損失(shi)的產(chan)品），而(er)現(xian)在單是盜竊一(yi)項，沃爾瑪(ma)一(yi)年(nian)的損失(shi)就差不多有20億美元，如果一家合法(fa)企業的(de)營(ying)業額能(neng)達到這個數字，就可以在(zai)美國1000家最大企業的(de)排行榜中名列(lie)第694位(wei)。研究機構(gou)估計，這種(zhong)RFID技術能夠幫(bang)助把失(shi)竊和(he)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(bie)治理
鐵路車號自動識別是射頻識別技(ji)術最(zui)普遍的應(ying)用(yong)。
2、高速公(gong)路(lu)收費(fei)及智能交通系統
高(gao)(gao)速公路自動(dong)收(shou)費系統是(shi)射頻識別技術最成功的應用之一，它充分(fen)體現了非接(jie)觸識別的優勢。在車輛高(gao)(gao)速通過收(shou)費站(zhan)的同時完成繳費，解(jie)決了交(jiao)通的瓶頸問(wen)題，提(ti)高(gao)(gao)了車行速度(du)，避免擁(yong)堵，提(ti)高(gao)(gao)了收(shou)費結(jie)算效率。
3、貨物的(de)跟(gen)蹤、治理及監控
射頻識別技術為貨物(wu)的跟蹤、治理及(ji)監控提供(gong)了快(kuai)捷(jie)、準確、自動化(hua)的手段。以(yi)射頻識別技術為核(he)心的集裝(zhuang)箱自動識別，成為全(quan)球(qiu)范圍最大(da)的貨物(wu)跟蹤治理應用。
4、倉儲、配送等(deng)物流環節(jie)
射頻識(shi)(shi)別(bie)技(ji)(ji)術目前在倉儲、配(pei)送等(deng)物(wu)(wu)流環節(jie)已有許(xu)多成(cheng)功的(de)應用。隨著射頻識(shi)(shi)別(bie)技(ji)(ji)術在開(kai)放的(de)物(wu)(wu)流環節(jie)統一標準的(de)研究(jiu)開(kai)發，物(wu)(wu)流業(ye)將成(cheng)為射頻識(shi)(shi)別(bie)技(ji)(ji)術最大的(de)受益行(xing)業(ye)。
5、電(dian)子錢包(bao)、電(dian)子票證
射頻識別卡是射頻識別技術的一個(ge)主要應用(yong)。射頻識別卡的功能相(xiang)當于電子錢包，實現非現金結算(suan)。目前(qian)主要的應用(yong)在(zai)交通方面。
6、生產(chan)線產(chan)品加工(gong)過程自動控制
主要應用在大型(xing)工廠的(de)自(zi)動化流水作業線上，實現自(zi)動控制、監視，提高生產效率，節約成本。
7、動(dong)物跟(gen)蹤和治理
射(she)頻(pin)識別(bie)技術(shu)可(ke)用(yong)于(yu)動物跟蹤(zong)。在大型(xing)養殖廠，可(ke)通過采(cai)用(yong)射(she)頻(pin)識別(bie)技術(shu)建立(li)飼養檔(dang)案、預(yu)防接種檔(dang)案等(deng)，達(da)到高效、自動化治理(li)牲(sheng)畜的(de)目的(de)，同時為(wei)食品安全提供了保障(zhang)。射(she)頻(pin)識別(bie)技術(shu)還可(ke)用(yong)于(yu)信鴿(ge)比賽、賽馬識別(bie)等(deng)，以準(zhun)確測定到達(da)時間。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標簽(qian)本(ben)身不(bu)帶(dai)電池，依靠(kao)讀(du)卡器發(fa)送的電磁能(neng)量工作。由于它結構簡單、經(jing)濟實用(yong)，因而獲得廣泛的應用(yong)。無(wu)源(yuan)RFID標(biao)簽由RFID IC、諧(xie)振電容(rong)C和天(tian)線L組(zu)成，天(tian)線與電(dian)容組(zu)成諧(xie)振回路，調(diao)諧(xie)在讀卡(ka)器的載波頻率，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(shi)用的頻率(lv)有6種(zhong)，分別為(wei)135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以及5、8GHz。無源RFID主要使(shi)用前二(er)種頻率。
RFID標簽結構
RFID標簽天線(xian)(xian)有(you)兩種天線(xian)(xian)形式：（1）線繞電感天線；（2）在介質基(ji)板上壓印或印刷刻(ke)腐的盤旋狀(zhuang)天線。天線形式由載(zai)波頻(pin)率、標簽封(feng)裝(zhuang)形式、性能和組裝(zhuang)成本等因素決(jue)定。例如，頻(pin)率小于(yu)400KHz時(shi)需要mH級(ji)電感量，這類天(tian)線只能用(yong)線繞電感制作；頻率(lv)在4~30MHz時，僅(jin)需(xu)幾個礖，幾圈線(xian)繞電(dian)感就(jiu)可(ke)以，或使用介質基板上的刻腐(fu)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(tie)接(jie)也有兩種基本方法：（1）使用板上芯片(pian)（COB）；（2）裸芯(xin)片直接(jie)貼接(jie)在(zai)天線(xian)(xian)上(shang)。前者(zhe)常用于(yu)線(xian)(xian)繞天線(xian)(xian)；而后者(zhe)用于(yu)刻腐天線(xian)(xian)。CIB是將諧振電(dian)容(rong)和RFID IC一(yi)起(qi)封裝在同一(yi)個管殼中，天線則(ze)用(yong)烙(luo)鐵或熔(rong)焊工藝連接(jie)在COB的2個(ge)外(wai)接(jie)端了上。由于大多數COB用于(yu)ISO卡，一種符合ISO標(biao)準厚度(du)（0、76）規格的卡(ka)，因此COB的典型厚度約為0、4mm。兩(liang)種常見的COB封(feng)裝形(xing)式是IST采用(yong)的IOA2（MOA2）和美國HEI公(gong)司(si)采(cai)用(yong)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）引線焊接；（2）倒裝工藝。采用倒裝工藝時，芯片焊盤上(shang)需制作(zuo)專門的(de)焊球，材料是金的(de)，高度約(yue)25祄，然后將焊球倒裝在天(tian)線(xian)(xian)(xian)的印制走線(xian)(xian)(xian)上(shang)。引(yin)線(xian)(xian)(xian)焊接(jie)工藝較簡單，裸芯片直(zhi)接(jie)用(yong)(yong)引(yin)線(xian)(xian)(xian)焊接(jie)在天(tian)線(xian)(xian)(xian)上(shang)，焊接(jie)區再用(yong)(yong)黑(hei)色(se)環氧(yang)樹脂密封。對(dui)小批量(liang)生(sheng)(sheng)產，這種(zhong)工藝的成(cheng)本較低；而對(dui)于大批量(liang)生(sheng)(sheng)產，最好(hao)采有倒裝工藝。
基本工作原理
無線RFID標(biao)簽(qian)的性能受標(biao)簽(qian)大小，調(diao)制形式、電路(lu)Q值、器件功耗以(yi)及調制(zhi)深度(du)的極大影響。下(xia)面簡要地介紹它的工作原理。
RFID IC內部(bu)備有一個(ge)154位(wei)存儲器，用(yong)以(yi)存儲標簽數(shu)據。IC內部還有(you)一個通導電(dian)阻極低的調制(zhi)門控管（CMOS），以一(yi)定頻率工作。當讀卡器發(fa)射電(dian)(dian)磁(ci)波，使標(biao)簽天線電(dian)(dian)感式電(dian)(dian)壓達到VPP時，器件工(gong)作，以曼徹(che)斯特格式將數(shu)據發送(song)回(hui)去。
數(shu)據發送(song)是通過調諧(xie)與去(qu)調諧(xie)外部(bu)諧(xie)振(zhen)回(hui)路來完成的。具體過程(cheng)如(ru)下：當(dang)數(shu)據為邏輯高電平時，門控管截止，將調諧(xie)電路調諧(xie)于讀(du)卡(ka)器(qi)的截波(bo)頻率，這就是調諧(xie)狀態，感(gan)應電壓達到最大值。如(ru)此進行(xing)，調諧(xie)與去(qu)調諧(xie)在標簽線圈上產(chan)生一(yi)個幅度調制信號，讀(du)卡(ka)器(qi)檢測(ce)電壓波(bo)形(xing)包(bao)絡，就能重構來自標簽的數(shu)據信號。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位(wei)數據約需2、2ms。在發送完(wan)全(quan)部數據(ju)后，器件(jian)進入100 ms的(de)(de)休眠模(mo)式(shi)。當一個(ge)(ge)標(biao)(biao)(biao)簽進入(ru)休眠模(mo)式(shi)時，讀卡器(qi)可(ke)以去讀取其它(ta)標(biao)(biao)(biao)簽的(de)(de)數(shu)據，不會產生任何數(shu)據沖突。當然，這個(ge)(ge)功能受到下列因素的(de)(de)影響：標(biao)(biao)(biao)簽至讀卡器(qi)的(de)(de)距離、兩者的(de)(de)方位、標(biao)(biao)(biao)簽的(de)(de)移動以及(ji)標(biao)(biao)(biao)簽的(de)(de)空間分布。
