射頻識別技術

射頻識別技術科學技術01概述工作原理分類發(fā)展進程組成部分特點目錄030502040607優(yōu)缺點發(fā)展趨勢應用領域目錄0908基本信息射頻識別（RFID）是RadioFrequencyIdentification的縮寫。其原理為閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，達到識別目標的目的。RFID的應用非常廣泛，典型應用有動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產(chǎn)線自動化、物料管理。概述概述無線射頻識別即射頻識別技術（RadioFrequencyIdentification，RFID），是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無線射頻方式對記錄媒體（電子標簽或射頻卡）進行讀寫，從而達到識別目標和數(shù)據(jù)交換的目的，其被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g之一。

無線射頻識別技術通過無線電波不接觸快速信息交換和存儲技術，通過無線通信結(jié)合數(shù)據(jù)訪問技術，然后連接數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，加以實現(xiàn)非接觸式的雙向通信，從而達到了識別的目的，用于數(shù)據(jù)交換，串聯(lián)起一個極其復雜的系統(tǒng)。在識別系統(tǒng)中，通過電磁波實現(xiàn)電子標簽的讀寫與通信。根據(jù)通信距離，可分為近場和遠場，為此讀/寫設備和電子標簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也對應地被分為負載調(diào)制和反向散射調(diào)制。

發(fā)展進程發(fā)展進程1940-1950年：由于雷達技術的發(fā)展和進步從而衍生出了RFID技術,1948年RFID的理論基礎誕生。

1950-1960年：人們開始對RFID技術進行探索，但是并沒有脫離實驗室研究。

1960-1970年：相關理論不斷發(fā)展，并且將這一系統(tǒng)在實際中開始運用。

1970-1980年：RFID技術不斷更新，產(chǎn)品研究逐步深入，對于RFID的測試開始進一步加速。并且實現(xiàn)了對相關系統(tǒng)得應用。

1980-1990年：RFID技術和相關產(chǎn)品被開發(fā)并且應用在市場中，并且出現(xiàn)了多種領域的運用。

1990-2000年：人們開始對RFID的標準化問題給予重視，并且在生活的多個領域可以見到RFID系統(tǒng)的身影。

2000年后：人們普遍認識到標準化問題的重要意義，RFID產(chǎn)品的種類進一步豐富發(fā)展，無論是有源、無源還是半有源電子標簽都開始發(fā)展起來，相關生產(chǎn)成本進一步下降，應用領域逐漸增加。

2020年，射頻電路是廣泛應用于無線通信中的集成電路，上至衛(wèi)星通信，下至手機、WiFi、共享單車，處處都有射頻電路的身影。設計是射頻產(chǎn)業(yè)鏈的源頭，射頻電子設計自動化（EDA）軟件是射頻電路設計的使能端，也是射頻產(chǎn)業(yè)的重要基石。工作原理工作原理RFID技術的基本工作原理并不復雜：標簽進入閱讀器后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標簽或主動標簽），閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應答器及應用軟件系統(tǒng)三個部分所組成，其工作原理是閱讀器（Reader）發(fā)射一特定頻率的無線電波能量，用以驅(qū)動電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應用程序做相應的處理。

以RFID卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成：感應耦合及后向散射耦合兩種。一般低頻的RFID大都采用第一種方式，而較高頻大多采用第二種方式。

閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構和技術不同可以是讀或讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和標簽之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源標簽提供能量和時序。在實際應用中，可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。

組成部分組成部分完整的RFID系統(tǒng)由讀寫器(Reader)、電子標簽(Tag)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)三部分組成。

1、關于閱讀器閱讀器是將標簽中的信息讀出，或?qū)撕炈枰鎯Φ男畔懭霕撕灥难b置。根據(jù)使用的結(jié)構和技術不同，閱讀器可以是讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。在RFID系統(tǒng)工作時，由閱讀器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)送射頻能量形成電磁場，區(qū)域的大小取決于發(fā)射功率。在閱讀器覆蓋區(qū)域內(nèi)的標簽被觸發(fā)，發(fā)送存儲在其中的數(shù)據(jù)，或根據(jù)閱讀器的指令修改存儲在其中的數(shù)據(jù)，并能通過接口與計算機絡進行通信。閱讀器的基本構成通常包括：收發(fā)天線，頻率產(chǎn)生器，鎖相環(huán)，調(diào)制電路，微處理器，存儲器，解調(diào)電路和外設接口組成。

(1)收發(fā)天線：發(fā)送射頻信號給標簽，并接收標簽返回的響應信號及標簽信息。

(2)頻率產(chǎn)生器：產(chǎn)生系統(tǒng)的工作頻率。

(3)鎖相環(huán)：產(chǎn)生所需的載波信號。

(4)調(diào)制電路：把發(fā)送至標簽的信號加載到載波并由射頻電路送出。

(5)微處理器：產(chǎn)生要發(fā)送往標簽的信號，同時對標簽返回的信號進行譯碼，并把譯碼所得的數(shù)據(jù)回傳給應用程序，若是加密的系統(tǒng)還需要進行解密操作。分類分類射頻識別技術依據(jù)其標簽的供電方式可分為三類，即無源RFID，有源RFID，與半有源RFID。

1、無源RFID。在三類RFID產(chǎn)品中，無源RFID出現(xiàn)時間最早，最成熟，其應用也最為廣泛。在無源RFID中，電子標簽通過接受射頻識別閱讀器傳輸來的微波信號，以及通過電磁感應線圈獲取能量來對自身短暫供電，從而完成此次信息交換。因為省去了供電系統(tǒng)，所以無源RFID產(chǎn)品的體積可以達到厘米量級甚至更小，而且自身結(jié)構簡單，成本低，故障率低，使用壽命較長。但作為代價，無源RFID的有效識別距離通常較短，一般用于近距離的接觸式識別。無源RFID主要工作在較低頻段125KHz、13.56MKHz等，其典型應用包括：公交卡、二代、食堂餐卡等。

2、有源RFID。有源RFID興起的時間不長，但已在各個領域，尤其是在高速公路電子不停車收費系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用。有源RFID通過外接電源供電，主動向射頻識別閱讀器發(fā)送信號。其體積相對較大。但也因此擁有了較長的傳輸距離與較高的傳輸速度。一個典型的有源RFID標簽能在百米之外與射頻識別閱讀器建立，讀取率可達1,700read/sec。有源RFID主要工作在900MHz、2.45GHz、5.8GHz等較高頻段，且具有可以同時識別多個標簽的功能。有源RFID的遠距性、高效性，使得它在一些需要高性能、大范圍的射頻識別應用場合里必不可少。

3、半有源RFID。特點特點通常來說，射頻識別技術具有如下特性：

1、適用性：RFID技術依靠電磁波，并不需要連接雙方的物理接觸。這使得它能夠無視塵、霧、塑料、紙張、木材以及各種障礙物建立連接，直接完成通信。

2、高效性：RFID系統(tǒng)的讀寫速度極快，一次典型的RFID傳輸過程通常不到100毫秒。高頻段的RFID閱讀器甚至可以同時識別、讀取多個標簽的內(nèi)容，極大地提高了信息傳輸效率。

3、獨一性：每個RFID標簽都是獨一無二的，通過RFID標簽與產(chǎn)品的一一對應關系，可以清楚的跟蹤每一件產(chǎn)品的后續(xù)流通情況。

4、簡易性：RFID標簽結(jié)構簡單，識別速率高、所需讀取設備簡單。尤其是隨著NFC技術在智能手機上逐漸普及，每個用戶的手機都將成為最簡單的RFID閱讀器。

優(yōu)缺點缺點優(yōu)勢優(yōu)缺點優(yōu)勢射頻識別技術能夠被廣泛的應用到多個產(chǎn)業(yè)和領域，必然有其“過人之處”。就其外在表現(xiàn)形式來講，射頻識別技術的載體一般都是要具有防水、防磁、耐高溫等特點，保證射頻識別技術在應用時具有穩(wěn)定性。就其使用來講，射頻識別在實時更新資料、存儲信息量、使用壽命、工作效率、安全性等方面都具有優(yōu)勢。射頻識別能夠在減少人力物力財力的前提下，更便利的更新現(xiàn)有的資料，使工作更加便捷；射頻識別技術依據(jù)電腦等對信息進行存儲，最大可達數(shù)兆字節(jié)，可存儲信息量大，保證工作的順利進行；射頻識別技術的使用壽命長，只要工作人員在使用時注意保護，它就可以進行重復使用；射頻識別技術改變了從前對信息處理的不便捷，實現(xiàn)了多目標同時被識別，大大提高了工作效率；而射頻識別同時設有密碼保護，不易被偽造，安全性較高。與射頻識別技術相類似的技術是傳統(tǒng)的條形碼技術，傳統(tǒng)的條形碼技術在更新資料、存儲信息量、使用壽命、工作效率、安全性等方面都較射頻識別技術差，不能夠很好的適應我國當前社會發(fā)展的需求，也難以滿足產(chǎn)業(yè)以及相關領域的需要。

缺點（1）技術成熟度不夠。RFID技術出現(xiàn)時間較短，在技術上還不是非常成熟。由于超高頻RFID電子標簽具有反向反射性特點，使得其在金屬、液體等商品中應用比較困難。

（2）成本高。RFID電子標簽相對于普通條碼標簽價格較高，為普通條碼標簽的幾十倍，如果使用量大的話，就會造成成本太高，在很大程度上降低了市場使用RFID技術的積極性。

（3）安全性不夠強。RFID技術面臨的安全性問題主要表現(xiàn)為RFID電子標簽信息被非法讀取和惡意篡改。

（4）技術標準不統(tǒng)一。

應用領域應用領域1、物流物流倉儲是RFID最有潛力的應用領域之一，UPS、DHL、Fedex等國際物流巨頭都在積極實驗RFID技術，以期在將來大規(guī)模應用于提升其物流能力?？蓱玫倪^程包括：物流過程中的貨物追蹤、信息自動采集、倉儲管理應用、港口應用、郵政包裹、快遞等。

2、交通出租車管理、公交車樞紐管理、鐵路機車識別等，已有不少較為成功的案例。

3、身份識別RFID技術由于具有快速讀取與難偽造性，所以被廣泛應用于個人的身份識別證件中。如開展的電子護照項目、我國的第二代、學生證等其他各種電子證件。

4、防偽RFID具有很難偽造的特性，但是如何應用于防偽還需要政府和企業(yè)的積極推廣?？梢詰玫念I域包括貴重物品（煙、酒、藥品）的防偽和票證的防偽等。發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢1、射頻識別標簽趨勢隨著標準的制定、應用領域的廣泛、應用數(shù)量的增加、工藝的不斷提高、技術的飛速進步（如在圖書方面，在封面或版權頁上用導電油墨直接在印制射頻識別天線），其成本會更低；其次識別距離更遠，即使是無源射頻識別標簽也能達到幾十米；體積也將更小。

2、高頻化超高頻射頻識別系統(tǒng)與低頻系統(tǒng)相比，具有識別距離遠、數(shù)據(jù)交換速度更快、偽造難度更高、對外界的抗干擾能力更強、體積小巧,且隨著制造成本的降低和高頻技術的進一步完