RFID是(shi)什么 RFID技術的(de)工作原理 無線射頻(pin)技術介紹
什么是RFID技術？
RFID射頻識別(bie)(bie)是(shi)一種非(fei)接觸式的自動識別(bie)(bie)技(ji)術，它(ta)通(tong)過射頻信(xin)號(hao)自動識別(bie)(bie)目標對象并獲取相關(guan)數據(ju)，識別(bie)(bie)工(gong)作(zuo)無須人(ren)工(gong)干預，可工(gong)作(zuo)于各種惡劣環(huan)境。RFID技(ji)術(shu)可識別高速運動物體并(bing)可同(tong)時識別多個標簽，操(cao)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)種突破性的技術(shu)："第一(yi)(yi)(yi)，可以(yi)識別單個(ge)的(de)(de)非常具體(ti)的(de)(de)物體(ti)，而(er)不是像(xiang)條(tiao)形(xing)(xing)碼那樣只能識別一(yi)(yi)(yi)類(lei)物體(ti)；第二，其采用無線電射頻，可以(yi)透(tou)過(guo)外(wai)部(bu)材料讀取(qu)數據(ju)，而(er)條(tiao)形(xing)(xing)碼必須靠(kao)激光來讀取(qu)信(xin)(xin)息；第三，可以(yi)同時對多個(ge)物體(ti)進行識讀，而(er)條(tiao)形(xing)(xing)碼只能一(yi)(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)(yi)個(ge)地讀。此外(wai)，儲存(cun)的(de)(de)信(xin)(xin)息量也非常大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系統由三部分組成：
標簽(Tag)：由耦合元(yuan)件及芯片組成，每個標(biao)簽具有(you)唯一的電子(zi)編碼，附著(zhu)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(xi)的(de)設備(bei)，可(ke)設計為手持(chi)式或固定式；
天線(Antenna)：在(zai)標簽和讀(du)取(qu)器間傳遞射頻信號。
一套(tao)完整的系統還(huan)需具備：數(shu)據傳輸(shu)和處理系統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技術的基本(ben)工作原理(li)并不復雜：標簽進(jin)入磁場(chang)后，接收解讀(du)器發出的射頻信號(hao)，憑借感應電流所獲(huo)得的能量發送(song)出存儲(chu)在芯片中的產品(pin)信息（Passive Tag，無(wu)源標簽(qian)或被動標簽(qian)），或者主(zhu)動發送某一(yi)頻率的信號（Active Tag，有源標(biao)簽或主動標(biao)簽）；解讀器讀取信(xin)息(xi)并解碼后(hou)，送(song)至中央(yang)信(xin)息(xi)系統進(jin)行有關數(shu)據處理。
什么是RFID中間件？
RFID是2005年(nian)建議企(qi)業可考慮引入(ru)的十大(da)策略(lve)技術(shu)之一，而中(zhong)間件(jian)（Middleware）可稱(cheng)為是RFID運(yun)作(zuo)的中樞，因為它(ta)可以(yi)加速關鍵應用的問世。
RFID產(chan)業潛(qian)力無窮，應用的(de)范圍遍(bian)及(ji)制造、物流、醫療、運輸、零(ling)售、國防等(deng)等(deng)。Gartner Group認為，RFID是2005年(nian)建議企(qi)業可(ke)考(kao)慮引入的(de)十大策略技(ji)術之(zhi)一，然而(er)其成(cheng)功之(zhi)關鍵除了標簽（Tag）的(de)(de)價(jia)格、天線的(de)(de)設計(ji)、波段的(de)(de)標準化、設備的(de)(de)認(ren)證之外，最重要的(de)(de)是要有(you)關鍵的(de)(de)應用軟件（Killer Application），才能(neng)迅速推廣。而中間件（Middleware）可(ke)稱為是(shi)RFID運作(zuo)的中樞，因為它可以加速關鍵應用的問世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公司(si)的零售(shou)業分析師估計(ji)，通(tong)過采用(yong)RFID，沃爾瑪每年可以節(jie)省83、5億美元(yuan)，其(qi)中大(da)部分(fen)是因為不(bu)需(xu)要人工(gong)查看進貨的(de)條碼(ma)而節省(sheng)的(de)勞(lao)動力成本。盡管另(ling)外一(yi)些分(fen)析師認為80億美元(yuan)這個數字(zi)過于(yu)樂觀，但毫無疑問，RFID有(you)助于解決零(ling)售業(ye)兩個最大的難題：商品斷貨(huo)和損(sun)耗（因盜竊(qie)和供應鏈被(bei)攪(jiao)亂而損(sun)失的產品），而現在單是盜竊(qie)一項，沃爾瑪(ma)一年的損(sun)失就差不多有(you)20億美元，如果一(yi)家(jia)合法企業的(de)營業額能達到這個數(shu)字，就可(ke)以在美國1000家最大(da)企業(ye)的排行榜(bang)中名列第(di)694位(wei)。研究機構估計，這種RFID技術能夠幫助把(ba)失竊和存貨水平降低25%。
RFID典型應用領域和具體應用
1、車輛自動識別治理
鐵路車(che)號自動識(shi)別是(shi)射頻識(shi)別技術最普遍的應(ying)用。
2、高速(su)公(gong)路收費及智能(neng)交通(tong)系統
高速(su)公路自動收費系統(tong)是射頻識(shi)別技術最成(cheng)功的應用之(zhi)一，它充分體(ti)現了(le)非(fei)接觸識(shi)別的優勢。在(zai)車輛高速(su)通過收費站的同時完成(cheng)繳(jiao)費，解決了(le)交通的瓶頸問題，提高了(le)車行速(su)度，避免擁(yong)堵，提高了(le)收費結算效率。
3、貨物(wu)的跟蹤、治理及監控
射(she)(she)頻識別(bie)技術為(wei)(wei)貨物(wu)(wu)的(de)跟蹤、治理(li)及(ji)監控提供了(le)快捷、準確、自(zi)動(dong)化(hua)的(de)手段。以射(she)(she)頻識別(bie)技術為(wei)(wei)核心的(de)集(ji)裝箱(xiang)自(zi)動(dong)識別(bie)，成為(wei)(wei)全球范(fan)圍最大的(de)貨物(wu)(wu)跟蹤治理(li)應用。
4、倉(cang)儲、配(pei)送(song)等物流環節
射(she)頻識(shi)別技術目前在倉(cang)儲(chu)、配送等(deng)物(wu)流環節已(yi)有許多成功(gong)的應用。隨著射(she)頻識(shi)別技術在開(kai)(kai)放(fang)的物(wu)流環節統一(yi)標準(zhun)的研究開(kai)(kai)發(fa)，物(wu)流業將成為(wei)射(she)頻識(shi)別技術最大的受(shou)益行業。
5、電(dian)子錢包、電(dian)子票證
射頻(pin)識別(bie)卡是射頻(pin)識別(bie)技術的(de)一個主要應用。射頻(pin)識別(bie)卡的(de)功能相(xiang)當于電子錢包(bao)，實現(xian)非現(xian)金結算。目前主要的(de)應用在(zai)交(jiao)通(tong)方面(mian)。
6、生產線產品加工(gong)過程(cheng)自(zi)動控制
主要應(ying)用在(zai)大型工廠(chang)的自動(dong)化流水作(zuo)業(ye)線上，實(shi)現自動(dong)控制(zhi)、監(jian)視，提高生產效率，節約成本。
7、動(dong)物(wu)跟蹤和治理
射(she)頻(pin)識別技術可(ke)用(yong)于(yu)動(dong)物(wu)跟(gen)蹤(zong)。在大型養(yang)(yang)殖(zhi)廠，可(ke)通(tong)過采用(yong)射(she)頻(pin)識別技術建立飼(si)養(yang)(yang)檔(dang)案、預防接種(zhong)檔(dang)案等(deng)，達(da)到高效、自(zi)動(dong)化(hua)治理牲畜(chu)的目的，同時為食(shi)品(pin)安全提供了保障。射(she)頻(pin)識別技術還可(ke)用(yong)于(yu)信(xin)鴿比賽、賽馬識別等(deng)，以準確(que)測(ce)定到達(da)時間(jian)。
無源RFID標簽結構組成以及工作原理
無源RFID標簽本身(shen)不帶(dai)電(dian)池，依靠(kao)讀卡器(qi)發送的電(dian)磁能量工(gong)作。由于它結構簡單、經濟實用，因(yin)而獲得廣泛(fan)的應用。無(wu)源RFID標簽由RFID IC、諧振電容C和天(tian)線L組成，天線與電容(rong)組成諧振(zhen)回路(lu)，調諧在讀卡器的載(zai)波頻率，以(yi)獲得最佳性(xing)能。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用的頻率有6種，分別為135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2、45GHz以(yi)及(ji)5、8GHz。無源RFID主要使用(yong)前二種頻率。
RFID標簽結構
RFID標簽天(tian)線有兩種天(tian)線形式：（1）線繞(rao)電感天(tian)線；（2）在介質基板上(shang)壓印或印刷刻腐的盤旋狀天線。天線形式(shi)由載波頻率、標簽封(feng)裝(zhuang)形式(shi)、性(xing)能和組(zu)裝(zhuang)成(cheng)本(ben)等(deng)因素(su)決定(ding)。例如，頻率小于400KHz時需要mH級電感(gan)量，這類天線(xian)只能(neng)用線(xian)繞電感(gan)制作；頻率在(zai)4~30MHz時，僅需幾個礖，幾圈(quan)線(xian)繞電感就可以，或使用(yong)介質基(ji)板(ban)上的刻腐天(tian)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)接也有(you)兩種基本方法：（1）使用板上芯片（COB）；（2）裸芯片直(zhi)接貼接在天(tian)線上。前者常用于線繞(rao)天(tian)線；而后者用于刻腐(fu)天(tian)線。CIB是將諧振(zhen)電(dian)容和(he)RFID IC一起封裝在同一個(ge)管(guan)殼中，天線(xian)則用烙鐵(tie)或熔焊(han)工藝連(lian)接在COB的2個外接端(duan)了(le)上(shang)。由于(yu)大多(duo)數COB用于ISO卡，一種符合ISO標準厚度（0、76）規格的卡，因此COB的(de)典型厚度(du)約為(wei)0、4mm。兩種常(chang)見的COB封裝形式是(shi)IST采用的IOA2（MOA2）和美國(guo)HEI公司采用(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(zhuang)(zhuang)工(gong)藝。采用倒裝(zhuang)(zhuang)工(gong)藝時，芯(xin)片(pian)焊(han)盤(pan)上需(xu)制作專門(men)的焊(han)球，材料是金的，高(gao)度約(yue)25祄，然后將焊球倒裝(zhuang)在(zai)天線的(de)(de)印(yin)制走線上。引線焊接(jie)工(gong)藝較簡單，裸芯片直(zhi)接(jie)用(yong)引線焊接(jie)在(zai)天線上，焊接(jie)區(qu)再用(yong)黑(hei)色環氧樹脂密封。對小批量(liang)生產(chan)，這種(zhong)工(gong)藝的(de)(de)成本較低；而對于大批量(liang)生產(chan)，最好采有倒裝(zhuang)工(gong)藝。
基本工作原理
無線RFID標簽的性能受標簽大小(xiao)，調制(zhi)形(xing)式(shi)、電路Q值、器件功(gong)耗(hao)以及調制深度(du)的極(ji)大影響(xiang)。下(xia)面簡要地介(jie)紹(shao)它的工作原理。
RFID IC內部備有一(yi)個154位(wei)存(cun)(cun)儲(chu)器，用(yong)以存(cun)(cun)儲(chu)標簽數(shu)據。IC內(nei)部(bu)還有一個通導電阻極低的調制門控管（CMOS），以一(yi)定頻率工作(zuo)。當讀卡器(qi)發射電(dian)(dian)磁波(bo)，使標簽(qian)天線電(dian)(dian)感式電(dian)(dian)壓達到VPP時，器件工作，以曼徹(che)斯特格(ge)式將數據發送(song)回去。
數據發送(song)是通過調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)與去調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)外部(bu)諧(xie)(xie)(xie)振回路來(lai)完成的(de)(de)。具體過程(cheng)如下：當數據為(wei)邏(luo)輯(ji)高電平(ping)時，門控(kong)管截止，將調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)電路調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)于讀卡器的(de)(de)截波頻率，這就(jiu)是調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)狀態，感(gan)應電壓達到最大值。如此進行，調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)與去調(diao)(diao)(diao)諧(xie)(xie)(xie)在標簽(qian)線(xian)圈上產生一個幅度調(diao)(diao)(diao)制信號，讀卡器檢測(ce)電壓波形包絡(luo)，就(jiu)能重(zhong)構來(lai)自標簽(qian)的(de)(de)數據信號。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全部154位數據約需2、2ms。在發(fa)送完全部數據后，器件進入100 ms的(de)休眠模式。當一個標(biao)(biao)(biao)簽進入休眠模式時，讀(du)(du)卡器可以去讀(du)(du)取其(qi)它標(biao)(biao)(biao)簽的(de)數據(ju)，不會產生任何數據(ju)沖(chong)突(tu)。當然，這個功能受到下列因素的(de)影響：標(biao)(biao)(biao)簽至讀(du)(du)卡器的(de)距(ju)離(li)、兩(liang)者的(de)方位、標(biao)(biao)(biao)簽的(de)移動以及標(biao)(biao)(biao)簽的(de)空間分(fen)布(bu)。
