什么是RFID？详解RFID及其⼯作原理
射频（Radio Frequency，RF）指具有⼀定波长可⽤于⽆线电通信的电磁波。⽆线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，简称射频识别技术，是从20世纪90年代兴起的⼀种⽆线、⾮接触⽅式的⾃动识别技术，是近⼏年发展起来的前沿科技项⽬。早在RFID技术出现之前，最⼴泛应⽤的产品识别技术是条形码技术。进⼊21世纪后，由于条形码技术存在的诸多问题，例如，读取速度慢、存储能⼒⼩、⼯作距离近、穿透性弱以及适应性不强等，使其越来越不能满⾜⼈们的需求。因此，RFID技术的出现改变了条形码技术⼀统天下的局⾯。RFID技术不像条形码那样依靠“有形”的⼀维或⼆维⼏何图案来提供信息，⽽是通过芯⽚来提供存储于其中的数量巨⼤的“⽆形”信息。RFID改变了传统的数据采集⽅法，利⽤⽆线射频⽅式在阅读器和标签之间进⾏⾮接触双向数据传输，以达到⽬标识别和数据交换的⽬的，具有寿命长、阅读速度快、⽆磨损、环境适应性强、抗⼲扰能⼒强，便于使⽤和防碰撞的优点，可全天候、⽆接触地完成⾃动识别、跟踪与管理，且可穿透⾮⾦属物体进⾏识别以及多⽬标同时识别等优点，其通信距离范围可从⼏厘⽶⾄⼏⼗⽶远，⽽且依据读写⽅式的不同，可以输⼊数千字节的数字信息，具有极⾼的保密性。因此，RFID技术已逐渐成为⾃动识别技术中最优秀和应⽤领域最⼴泛的技术之⼀。 RFID⼯作原理
典型的RFID系统由RFID标签（Tag）、RFID阅读器（Reader）、天线3部分组成。 RFID标签
RFID标签⼜称电⼦标签、射频卡或应答器，是类似货物包装上的条形码功能，记载货物的信息，是RFID系统真正的数据载体，⽤以标识⽬标对象。当给移动或⾮移动物体附上RFID标签，就意味着把“物”变为了“智能物”，就可以实现对不同物体的跟踪与管理。
RFID标签是⼀种集成电路产品，是由耦合元件和专⽤芯⽚组成。
RFID标签芯⽚可划分为谐振回路、射频接⼝电路、数字控制和数据存储体4部分。谐振回路是电⼦标签与外界的通信接⼝，它耦合阅读器天线产⽣的磁场信号，为电⼦标签提供能量和数据。射频接⼝将外接天线和内部数字控制电路、
E2PROM数据存储体联系起来，射频接⼝电路接收天线耦合的阅读器信号，使内部电路从中获得能量、时序和数据。数字控制电路主要包括状态机、译码编码、加密校验、防冲突等模块，实现命令编解码、数据校验，完成对射频接⼝、数据存储体的控制操作，完成协议所要求的功能。数据存储体采⽤E2PROM，实现对⽤户数据的存放，可以根据具体要求进⾏读/写操作。
RFID标签含有内置天线，⽤于发送和接收射频信号，实现和射频天线间的通信。⽬前，125kHz、13.56MHz这两个频段的RFID芯⽚种类多、技术成熟且价格低廉。其中，13.56MHz的RFID标签是主流应⽤产品，国外公司如TI、Philips、Atmel、EM等提供的产品占了⼤部分市场。
RFID标签采⽤3种数据存储⽅式：电可擦可编程只读存储器（E2PROM）、铁电随机存取存储器（FRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。E2PROM写⼊过程中功耗较⼤，使⽤寿命通常为10万次。FRAM的基本原理是铁电效应，写⼊功耗为E2PROM的1/100，写⼊时间为E2PROM的1000，但由于⽣产⽅⾯的问题，使其⾄今未得到⼴泛应⽤。写⼊SRAM写⼊速度快，适⽤于微波系统，但需要不间断供电才能保存数据。因此RFID技术通常采⽤E2PROM⽅式。RFID 标签的数据量通常在⼏字节到⼏千字节之间。但有⼀个例外，这就是1b RFID标签，进⾏“是”或“否”的应答，在需要简单监控的场所是适合的，它的价格便宜，在百货商场的商品防盗系统中获得⼤量的应⽤。
在⾃动识别管理系统中，每个RFID标签保存着⼀个物体的属性、状态、编号等信息，具有全球唯⼀的识别号（ID），在加⼯芯⽚时写⼊，⽆法修改和伪造，保证安全性。RFID标签通常安装在物体表⾯，具有⼀定的⽆⾦属遮挡的视⾓。
RFID标签的主要电⽓性能参数：⼯作频率、读/写能⼒、数据传输速率、信息数据存储量、多标签识读能⼒（也称防碰撞能⼒或防冲突能⼒）、信息安全性能等。
RFID阅读器
RFID阅读器（Reader）⼜称读写器或读卡器，是读取（或写⼊）标签信息的设备。RFID阅读器可以⽆接触地读取并识别RFID标签中所保存的电⼦数据，从⽽达到⾃动识别物体的⽬的。阅读器⼀⽅⾯通
过标准⽹⼝、RS-232串⼝或USB接⼝与计算机相连，另⼀⽅⾯通过天线与RFID标签通信，将所读取的标签信息传送到计算机上，进⾏下⼀步处理。
由于频率范围、通信协议、数据传输⽅式的不同，各种阅读器会有很⼤的区别和差异，但是所有的阅读器在上述功能上是很相似的。
是很相似的。
（1）发送通道：对载波信号进⾏功率放⼤，向RFID标签传送操作命令及输⼊数据。
（2）接收通道：接收RFID标签传送⾄阅读器的响应及数据。
（3）载波产⽣器：采⽤晶体振荡器，产⽣所需频率的载波信号，并保证载波信号频率稳定度。
（4）时钟产⽣电路：通过分频器形成⼯作所需的各种时钟。
（5）MCU：微控制器是阅读器⼯作的核⼼，完成收发控制、向RFID标签发命令及输⼊数据、数据读取与处理、与⾼层处理应⽤系统的通信等⼯作。
塑料炼油（6）天线：与RFID标签形成藕合交联。
RFID阅读器的主要功能是控制射频模块向RFID标签发射读取信号，并接受RFID标签的应答，对RFID标签的识别信息进⾏处理。手动打包工具
（1）查阅RFID标签中当前储存的数据信息；
（2）控制射频模块向RFID标签发射读取信号；
（3）接受标签的应答，对标签的识别信息进⾏处理；
（4）向空⽩RFID标签中写⼊欲储存的数据信息；
（5）修改（重新输⼊）RFID标签中的数据信息；
（6）与后台管理计算机进⾏信息交互。
同温同压下
RFID阅读器有专⽤阅读器和通⽤阅读器两种。专⽤读写器专门为某种⽤途设计，是不具备再开发功能的专⽤独⽴装置，它本⾝已具备某种完整的固定⽤途，使⽤⽅式和功能在出⼚前已由⼚家设置，⽤户可以根据应⽤情况做⼩范围设定。通⽤阅读器本⾝并不限于某种固定⽤途，主要针对标签的读写操作，可以进⾏⼆次开发。
天线
勾花网机
天线（Antenna）是在RFID标签和阅读器之间传递射频信号，即RFID标签的数据信息。
RFID天线可分为标签天线和阅读器天线两种类型。这两种天线因⼯作特性不同，在设计上关注重点也有所不同。对于标签天线，着重考虑天线的全向性、阻抗匹配、尺⼨、极化、造价，以及能否提供⾜够能量驱动RFID芯⽚等⽅⾯；对于阅读器天线，考虑更多的是天线的⽅向性、天线频带等因素。由于RFID标签的结构简单，⽽且有全向性要求，提⾼其天线的增益很困难，因此，系统的天线增益主要落在阅读器天线上，商⽤阅读器天线⼀般采⽤平板天线，增益可达到9dB。为了提⾼阅读器天线的⽅向性增益，可采⽤天线阵的⽅法，天线阵具有灵活的波束⽅向和更窄的波束宽度，可以减少阅读器向⾮⽬标区域辐射，提⾼识读距离，降低阅读器间相互⼲扰，是阅读器天线发展的⼀个重要⽅向。
在RFID阅读器与标签通信时，阅读器既是发射机，也是接收机，⽽且发射和接收都采⽤相同的频率。RFID阅读器的射频前端必须将发射和接收的电磁波进⾏分离，分离的办法与阅读器天线结构有关。不同的结构决定不同的分离⽅式。阅读器天线⼀般可采⽤两种结构：单天线结构和双天线结构。液晶大屏拼接墙
阅读器的两个天线采⽤不同极化⽅向，或左旋极化（LHCP），或右旋极化（RHCP）。若阅读器发射左旋极化波，当它被反射回来的时候，反射波将是右旋极化⽅向，采⽤极化天线⽅式的射频前端，其隔离度可以达到20dB以上，⽐单天线结构的分离能⼒强，常被应⽤在⼀些较⾼档的阅读器中，但该⽅式需要两个天线，布置和安装都不太⽅便，另外因多了⼀个天线，使其成本上升，所以在实际应⽤中，不如单天线结构的阅读器普及。
为保证天线的正常⼯作，要求天线的尺⼨必须与传播波的波长⼀致，天线可以是⽆源器件，也可以是有源器件。在实际应⽤中，天线的设计参数是影响RFID系统识别范围的主要因素。⾼性能的天线不仅要求具有良好的阻抗匹配特性，还需要根据应⽤环境的特点对⽅向特性、极化特性和频率特性等进⾏专门的设计和安装。
需要根据应⽤环境的特点对⽅向特性、极化特性和频率特性等进⾏专门的设计和安装。
阅读器在区域内通过天线发射射频信号，形成电磁场，区域⼤⼩取决于发射功率、⼯作频率和天线尺⼨。
当RFID表情进⼊该区域时，接收阅读器的射频信号，其天线产⽣感应电流，从⽽使RFID表情获得能量被激活，并将⾃⾝编码等信息通过标签内置发射天线向阅读器发送。
不锈钢表面钝化
系统接收天线接收到从RFID标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进⾏解调和解码然后送到后台主系统进⾏相关处理。
主系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执⾏机构动作。
RFID标签所存储的电⼦信息代表了待识别物体的标识信息，相当于待识别物体的⾝份认证，从⽽射频
识别系统实现了⾮接触物体的识别⽬的。
RFID系统的读写距离是⼀个很关键的参数。⽬前，长距离RFID系统的价格还很贵，因此寻提⾼其读写距离的⽅法很重要。影响RFID系统读写距离的因素包括天线⼯作频率、阅读器的射频输出功率、阅读器的接收灵敏度、标签的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线⽅向、阅读器和标签的耦合度，以及射频卡本⾝获得的能量及发送信息的能量等。⼤多数系统的读取距离和写⼊距离是不同的，写⼊距离⼤约是读取距离的40%~80%。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议