RFID是(shi)什么 RFID技術的工作原理 無線射頻技術介紹
什么是RFID技術？
RFID射(she)頻(pin)識別(bie)是一種非接觸式的自動(dong)識別(bie)技(ji)術(shu)，它通過射(she)頻(pin)信號自動(dong)識別(bie)目標對象并獲取(qu)相關數據，識別(bie)工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別(bie)高速運動物(wu)體并可同時識別(bie)多個標(biao)簽，操作快捷方便(bian)。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術(shu)："第一(yi)，可以(yi)識別單(dan)個(ge)的(de)非常具體(ti)的(de)物(wu)體(ti)，而(er)不是(shi)像條形(xing)碼(ma)那(nei)樣只(zhi)能識別一(yi)類(lei)物(wu)體(ti)；第二，其采用無線電射頻，可以(yi)透過外(wai)部(bu)材料讀(du)取(qu)數據(ju)，而(er)條形(xing)碼(ma)必須靠激(ji)光來讀(du)取(qu)信(xin)息(xi)；第三，可以(yi)同時對多個(ge)物(wu)體(ti)進(jin)行(xing)識讀(du)，而(er)條形(xing)碼(ma)只(zhi)能一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)地(di)讀(du)。此外(wai)，儲存的(de)信(xin)息(xi)量也非常大。"
什么是RFID的基本組成部分？
最基本的RFID系(xi)統由三部分組成：
標簽(Tag)：由耦(ou)合元(yuan)件及芯片組成，每個標(biao)簽(qian)具有唯一的電(dian)子(zi)編碼，附著在(zai)物體上標(biao)識(shi)目標(biao)對象；
閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標(biao)簽信(xin)息(xi)的設(she)(she)備，可設(she)(she)計為手持式(shi)或(huo)固定式(shi)；
天線(Antenna)：在標簽和(he)讀取器間傳遞射(she)頻信號。
一(yi)套完整的系(xi)統還(huan)需具備(bei)：數(shu)據(ju)傳(chuan)輸和處(chu)理系(xi)統。
RFID技術的基本工作原理是什么？
RFID技(ji)術的基(ji)本(ben)工作原理并(bing)不(bu)復雜：標(biao)簽進入磁場后(hou)，接收解讀器發(fa)出的射頻信號，憑借感應電流所獲(huo)得(de)的能量發(fa)送出存儲在(zai)芯片中的產品信息（Passive Tag，無源標(biao)簽(qian)或被(bei)動(dong)標(biao)簽(qian)），或者主動(dong)發送某一頻率的信號(hao)（Active Tag，有源標(biao)簽或主動標(biao)簽）；解讀器讀取(qu)信息(xi)并解碼后，送至中央信息(xi)系統進行有關數據處理。
什么是RFID中間件？
RFID是(shi)2005年建議企業可考慮(lv)引入的十大策(ce)略技術(shu)之一(yi)，而中間件（Middleware）可稱為是RFID運作的中樞(shu)，因(yin)為(wei)它可以加(jia)速關鍵應用(yong)的問世(shi)。
RFID產業潛(qian)力無窮，應用的范圍(wei)遍及制造、物流、醫療(liao)、運輸、零售、國(guo)防等(deng)等(deng)。Gartner Group認為，RFID是2005年建議企業(ye)可考慮(lv)引(yin)入的十大策略技術之一，然(ran)而其成功之關鍵除了標簽（Tag）的(de)價格(ge)、天線的(de)設計、波段的(de)標準化(hua)、設備的(de)認證之(zhi)外，最重(zhong)要(yao)的(de)是要(yao)有(you)關(guan)鍵的(de)應(ying)用軟件(jian)（Killer Application），才能迅速推(tui)廣。而中間件(jian)（Middleware）可(ke)稱為是RFID運作的(de)(de)中樞，因為(wei)它可以加速關鍵應用(yong)的(de)(de)問世。
是什么讓零售商如此推崇RFID？
據Sanford C、Bernstein公(gong)司的(de)零(ling)售業分(fen)析師(shi)估計，通過采用RFID，沃爾瑪每年可(ke)以(yi)節省83、5億美元，其中大部(bu)分是因(yin)為(wei)不需要人工查看進貨的(de)條(tiao)碼而節(jie)省(sheng)的(de)勞動力成本(ben)。盡管另外一(yi)些分析師認為(wei)80億美元這個數字(zi)過于樂(le)觀，但毫無疑(yi)問(wen)，RFID有助于解決零售業(ye)兩個最大的難(nan)題：商品(pin)斷貨和損耗（因盜竊(qie)(qie)和供(gong)應鏈(lian)被攪亂而(er)損失(shi)的產品(pin)），而(er)現在(zai)單是盜竊(qie)(qie)一項，沃(wo)爾瑪(ma)一年的損失(shi)就差不(bu)多有20億美元，如果一家合(he)法企業的營(ying)業額能達(da)到(dao)這個數字(zi)，就可(ke)以(yi)在美國1000家最大企業的排行榜中名列(lie)第(di)694位。研(yan)究機構(gou)估計，這(zhe)種(zhong)RFID技術能夠(gou)幫(bang)助把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(dong)識(shi)別治理
鐵路車(che)號自動識別(bie)是射頻識別(bie)技術最(zui)普遍的應用。
2、高(gao)速公路(lu)收費及智能交通(tong)系統
高(gao)速(su)公路自動收費系(xi)統是射頻識別(bie)技(ji)術最成(cheng)功的應用之一，它充分體現了非接觸(chu)識別(bie)的優勢。在車輛高(gao)速(su)通過收費站的同(tong)時完成(cheng)繳費，解決了交通的瓶頸(jing)問題(ti)，提高(gao)了車行速(su)度，避免(mian)擁堵(du)，提高(gao)了收費結算效率。
3、貨(huo)物的(de)跟蹤、治(zhi)理及監控
射(she)頻(pin)(pin)識別(bie)(bie)技術(shu)為(wei)貨物(wu)(wu)的(de)跟(gen)蹤、治(zhi)理及監控(kong)提供了(le)快捷(jie)、準(zhun)確、自(zi)動(dong)(dong)化(hua)的(de)手(shou)段。以射(she)頻(pin)(pin)識別(bie)(bie)技術(shu)為(wei)核心的(de)集裝箱自(zi)動(dong)(dong)識別(bie)(bie)，成為(wei)全(quan)球范圍最大的(de)貨物(wu)(wu)跟(gen)蹤治(zhi)理應用。
4、倉儲、配送等物流(liu)環節
射頻(pin)(pin)識別技術目前在(zai)倉儲、配送等物(wu)流環節已(yi)有(you)許多(duo)成(cheng)功的(de)應用。隨(sui)著射頻(pin)(pin)識別技術在(zai)開(kai)放的(de)物(wu)流環節統一標準的(de)研究開(kai)發(fa)，物(wu)流業(ye)將(jiang)成(cheng)為射頻(pin)(pin)識別技術最大的(de)受益行業(ye)。
5、電子(zi)錢包、電子(zi)票(piao)證
射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)卡(ka)是(shi)射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)技術的(de)一(yi)個主要(yao)(yao)應用(yong)。射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)卡(ka)的(de)功能相當(dang)于電子錢包，實現(xian)非現(xian)金結算。目前主要(yao)(yao)的(de)應用(yong)在交(jiao)通方面(mian)。
6、生產線(xian)產品加工過(guo)程(cheng)自動控制
主(zhu)要應用在(zai)大型工(gong)廠的自(zi)動化流水作業(ye)線(xian)上，實現自(zi)動控(kong)制、監(jian)視，提高生產效率(lv)，節約(yue)成(cheng)本。
7、動(dong)物(wu)跟蹤和(he)治理
射頻識別(bie)技(ji)(ji)術可(ke)用(yong)(yong)于(yu)動物(wu)跟蹤(zong)。在大型養(yang)殖廠，可(ke)通過采用(yong)(yong)射頻識別(bie)技(ji)(ji)術建立(li)飼養(yang)檔案(an)(an)、預防接(jie)種(zhong)檔案(an)(an)等，達到(dao)高效、自動化(hua)治理牲畜(chu)的目的，同時為食品安全(quan)提供了保障(zhang)。射頻識別(bie)技(ji)(ji)術還可(ke)用(yong)(yong)于(yu)信鴿比(bi)賽、賽馬識別(bie)等，以(yi)準(zhun)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(bu)帶電(dian)池，依靠(kao)讀卡器發送(song)的(de)電(dian)磁能量(liang)工(gong)作。由于它結構簡(jian)單、經(jing)濟實用(yong)，因而獲(huo)得廣泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。無源(yuan)RFID標簽由RFID IC、諧振電容C和天線L組(zu)成，天線與電容組(zu)成諧振回路，調諧在讀卡(ka)器的載波(bo)頻(pin)率，以獲得(de)最佳(jia)性能。
生產廠商大多遵循國際電信聯盟的規范，RFID使用的頻率有(you)6種，分別(bie)為(wei)135KHz、13、56MHz、43、3-92MHz、860-930MHz（即(ji)UHF）、2、45GHz以及(ji)5、8GHz。無源RFID主要使用前(qian)二種頻率。
RFID標簽結構
RFID標簽天線有(you)兩種天線形式(shi)：（1）線(xian)繞電感天(tian)線(xian)；（2）在介(jie)質(zhi)基板(ban)上壓印(yin)或(huo)印(yin)刷刻腐的(de)盤旋(xuan)狀天線(xian)。天線(xian)形式由載波頻率(lv)、標簽(qian)封裝形式、性能和組裝成本等因素決定。例(li)如(ru)，頻率(lv)小于400KHz時(shi)需要mH級電(dian)感(gan)量(liang)，這類天線(xian)只(zhi)能用線(xian)繞電(dian)感(gan)制(zhi)作；頻率(lv)在4~30MHz時，僅需幾(ji)個礖，幾(ji)圈線繞電感(gan)就可以，或使用(yong)介質基板上(shang)的刻腐天線。
選擇天線后，下一步就是如何將硅IC貼接在(zai)天線上(shang)。IC貼接也有兩種基本方法：（1）使用板上芯片(pian)（COB）；（2）裸芯片直接(jie)貼接(jie)在天(tian)線(xian)上。前(qian)者常用于線(xian)繞天(tian)線(xian)；而后者用于刻腐天(tian)線(xian)。CIB是將諧振電容和RFID IC一(yi)起封裝在同一(yi)個管殼中，天線則用烙鐵或(huo)熔焊工藝連接在COB的2個外(wai)接端了上。由于大多數(shu)COB用于ISO卡，一種符合ISO標準厚(hou)度（0、76）規格的(de)卡，因此COB的典型厚度約為0、4mm。兩種常(chang)見的COB封(feng)裝形式是IST采用的IOA2（MOA2）和(he)美國HEI公(gong)司(si)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）引線(xian)焊接；（2）倒(dao)裝工藝。采用倒(dao)裝工藝時(shi)，芯片(pian)焊盤上(shang)需制作專門(men)的焊球，材(cai)料是金的，高度(du)約25祄，然(ran)后將焊(han)球倒裝在天線(xian)(xian)的印制(zhi)走(zou)線(xian)(xian)上(shang)(shang)。引(yin)線(xian)(xian)焊(han)接(jie)(jie)工(gong)(gong)藝較(jiao)簡單(dan)，裸芯片直(zhi)接(jie)(jie)用引(yin)線(xian)(xian)焊(han)接(jie)(jie)在天線(xian)(xian)上(shang)(shang)，焊(han)接(jie)(jie)區再用黑(hei)色環氧樹脂密(mi)封(feng)。對(dui)小批量生產(chan)，這種工(gong)(gong)藝的成本較(jiao)低；而對(dui)于大批量生產(chan)，最好(hao)采有倒裝工(gong)(gong)藝。
基本工作原理
無線RFID標(biao)簽的性能(neng)受標(biao)簽大小，調制(zhi)形式、電路Q值、器件功耗以(yi)及調制(zhi)深度的極(ji)大(da)影響。下面簡要地(di)介紹它的工作原(yuan)理。
RFID IC內部備(bei)有(you)一(yi)個(ge)154位(wei)存儲(chu)器，用(yong)以存儲(chu)標簽(qian)數據。IC內部還有一個通(tong)導電(dian)阻極低的(de)調制門(men)控管(guan)（CMOS），以(yi)一定(ding)頻(pin)率工作。當讀卡(ka)器發射電(dian)磁(ci)波(bo)，使(shi)標簽(qian)天線電(dian)感(gan)式電(dian)壓達(da)到VPP時，器(qi)件工作，以曼徹斯特格式將數據發(fa)送回去(qu)。
數(shu)據發送是通過(guo)調(diao)(diao)諧與去調(diao)(diao)諧外部諧振(zhen)回路(lu)來完成的(de)(de)。具(ju)體(ti)過(guo)程如下：當數(shu)據為邏輯(ji)高電(dian)平(ping)時，門控(kong)管截止，將調(diao)(diao)諧電(dian)路(lu)調(diao)(diao)諧于讀卡器的(de)(de)截波頻率，這就是調(diao)(diao)諧狀態，感(gan)應電(dian)壓達到最(zui)大值(zhi)。如此進行，調(diao)(diao)諧與去調(diao)(diao)諧在標(biao)簽線(xian)圈上產生一個幅度調(diao)(diao)制信號，讀卡器檢測電(dian)壓波形包絡(luo)，就能(neng)重構來自(zi)標(biao)簽的(de)(de)數(shu)據信號。
門控管的開關頻率為70KHz，完成全(quan)部154位(wei)數(shu)據約(yue)需(xu)2、2ms。在發送(song)完全部數(shu)據(ju)后，器(qi)件進(jin)入(ru)100 ms的(de)休(xiu)眠模式。當一個標(biao)簽(qian)進(jin)入休(xiu)眠模式時，讀(du)卡器可以(yi)去讀(du)取其它標(biao)簽(qian)的(de)數據，不會產生任(ren)何數據沖(chong)突(tu)。當然，這(zhe)個功能(neng)受到(dao)下列因(yin)素的(de)影(ying)響：標(biao)簽(qian)至(zhi)讀(du)卡器的(de)距離、兩(liang)者的(de)方位(wei)、標(biao)簽(qian)的(de)移動以(yi)及(ji)標(biao)簽(qian)的(de)空間分(fen)布。
