射頻標(biāo)簽的功能和作用

1概述射頻技術(shù)是利用無線電波對記錄媒體進(jìn)行讀寫。射頻識(shí)別的距離可達(dá)幾十厘米至幾米，且根據(jù)讀寫的方式，可以輸入數(shù)千字節(jié)的信息，同時(shí)，還具有極高的保密性。射頻識(shí)別技術(shù)適用的領(lǐng)域：物料跟蹤、運(yùn)載工具和貨架識(shí)別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集和交換的場合，要求頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合尤為適用。如香港的車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)一駕易通，采用的主要技術(shù)就是射頻技術(shù)。目前香港已經(jīng)有約8萬輛汽車裝上了電子標(biāo)簽，裝有電子標(biāo)簽的車輛通過裝有射頻掃描器的專用隧道、停車場或高速公路路口時(shí)，無需停車?yán)U費(fèi)，大大提高了行車速度，提高了效率。射頻技術(shù)在其它物品的識(shí)別及自動(dòng)化管理方面也得到了較廣泛的應(yīng)用。2.RFID系統(tǒng)的組成2.1.信號(hào)發(fā)射機(jī)在RFID系統(tǒng)中，信號(hào)發(fā)射機(jī)為了不同的應(yīng)用目的，會(huì)以不同的形式存在，典型的形式是標(biāo)簽（TAG）。標(biāo)簽相當(dāng)于條碼技術(shù)中的條碼符號(hào)，用來存儲(chǔ)需要識(shí)別傳輸?shù)男畔?，另外，與條碼不同的是，標(biāo)簽必須能夠自動(dòng)或在外力的作用下，把存儲(chǔ)的信息主動(dòng)發(fā)射出去。標(biāo)簽一般是帶有線圈、天線、存儲(chǔ)器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。典型的標(biāo)簽結(jié)構(gòu)如上圖所示：按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)簽有許多不同的分類。（1\主動(dòng)式標(biāo)簽、被動(dòng)式標(biāo)簽在實(shí)際應(yīng)用中，必須給標(biāo)簽供電它才能工作，雖然它的電能消耗是非常低的（一般是百萬分之一毫瓦級別％按照標(biāo)簽獲取電能的方式不同，可以把標(biāo)簽分成主動(dòng)式標(biāo)簽與被動(dòng)式標(biāo)簽。主動(dòng)式標(biāo)簽內(nèi)部自帶電池進(jìn)行供電，它的電能充足，工作可靠性高，信號(hào)傳送的距離遠(yuǎn)。另外，主動(dòng)式標(biāo)簽可以通過設(shè)計(jì)電池的不同壽命對標(biāo)簽的使用時(shí)間或使用次數(shù)進(jìn)行限制，它可以用在需要限制數(shù)據(jù)傳輸量或者使用數(shù)據(jù)有限制的地方，比如，一年內(nèi)，標(biāo)簽只允許讀寫有限次。主動(dòng)式標(biāo)簽的缺點(diǎn)主要是標(biāo)簽的使用壽命受到限制，而且隨著標(biāo)簽內(nèi)電池電力的消耗，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x會(huì)越來越小，影響系統(tǒng)的正常工作。被動(dòng)式標(biāo)簽內(nèi)部不帶電池，要靠外界提供能量才能正常工作。被動(dòng)式標(biāo)簽典型的產(chǎn)生電能的裝置是天線與線圈，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入系統(tǒng)的工作區(qū)域，天線接收到特定的電磁波，線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在經(jīng)過整流電路給標(biāo)簽供電。被動(dòng)式標(biāo)簽具有永久的使用期，常常用在標(biāo)簽信息需要每天讀寫或頻繁讀寫多次的地方，而且被動(dòng)式標(biāo)簽支持長時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。被動(dòng)式標(biāo)簽的缺點(diǎn)主要是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x要比主動(dòng)式標(biāo)簽小。因?yàn)楸粍?dòng)式標(biāo)簽依靠外部的電磁感應(yīng)而供電，它的電能就比較弱，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和信號(hào)強(qiáng)度就受到限制，需要敏感性比較高的信號(hào)接收器(閱讀器)才能可靠識(shí)讀。(2)只讀標(biāo)簽與可讀可寫標(biāo)簽深藍(lán)射頻根據(jù)內(nèi)部使用存儲(chǔ)器類型的不同，標(biāo)簽可以分成只讀標(biāo)簽與可讀可寫標(biāo)簽。只讀標(biāo)簽內(nèi)部只有只讀存儲(chǔ)器ROM(READONLYMEMORY)和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM(RANDOMACCESSMEMORY)。ROM用于存儲(chǔ)發(fā)射器操作系統(tǒng)說明和安全性要求較高的數(shù)據(jù)它與內(nèi)部的處理器或邏輯處理單元完成內(nèi)部的操作控制功能如響應(yīng)延遲時(shí)間控制，數(shù)據(jù)流控制，電源開關(guān)控制等。另外，只讀標(biāo)簽的ROM中還存儲(chǔ)有標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)信息。這些信息可以在標(biāo)簽制造過程中由制造商寫入ROM中，也可以在標(biāo)簽開始使用時(shí)由使用者根據(jù)特定的應(yīng)用目的寫入特殊的編碼信息。這種信息可以只簡單地代表二進(jìn)制中的"0”或者”T，也可以象二維條碼那樣，包含復(fù)雜的相當(dāng)豐富的信息。但這種信息只能是一次寫入，多次讀出。只讀標(biāo)簽中的RAM用于存儲(chǔ)標(biāo)簽反應(yīng)和數(shù)據(jù)傳輸過程中臨時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。另外，只讀標(biāo)簽中除了ROM和ROM外，一般還有緩沖存儲(chǔ)器，用于暫時(shí)存儲(chǔ)調(diào)制后等待天線發(fā)送的信息?？勺x可寫標(biāo)簽內(nèi)部的存儲(chǔ)器除了ROM、RAM和緩沖存儲(chǔ)器之外，還有非活動(dòng)可編程記憶存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器除了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能外，還具有在適當(dāng)?shù)臈l件下允許多次寫入數(shù)據(jù)的功能。非活動(dòng)可編程記憶存儲(chǔ)器有許多種，EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）是比較常見的一種，這種存儲(chǔ)器在加電的情況下，可以實(shí)現(xiàn)對原有數(shù)據(jù)的擦除以及數(shù)據(jù)的重新寫入。（3）標(biāo)識(shí)標(biāo)簽與便攜式數(shù)據(jù)文件根據(jù)標(biāo)簽中存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力的不同可以把標(biāo)簽分成僅用于標(biāo)識(shí)目的的標(biāo)識(shí)標(biāo)簽與便攜式數(shù)據(jù)文件兩種。對于標(biāo)識(shí)標(biāo)簽來說一個(gè)數(shù)字或者多個(gè)數(shù)字字母字符串存儲(chǔ)在標(biāo)簽中，為了識(shí)別的目的或者是進(jìn)入信息管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的鑰匙（KEY）。條碼技術(shù)中標(biāo)準(zhǔn)碼制的號(hào)碼，如EAN/UPC碼，或者混合編碼，或者標(biāo)簽使用者按照特別的方法編的號(hào)碼，都可以存儲(chǔ)在標(biāo)識(shí)標(biāo)簽中。標(biāo)識(shí)標(biāo)簽中存儲(chǔ)的只是標(biāo)識(shí)號(hào)碼，用于對特定的標(biāo)識(shí)項(xiàng)目，如人、物、地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，關(guān)于被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的詳細(xì)的特定的信息，只能在與系統(tǒng)相連接的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行查找。顧名思義，便攜式數(shù)據(jù)文件就是說標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)非常大，足可以看作是一個(gè)數(shù)據(jù)文件。這種標(biāo)簽一般都是用戶可編程的，標(biāo)簽中除了存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)碼外，還存儲(chǔ)有大量的被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目其它的相關(guān)信息，如包裝說明，工藝過程說明等等。在實(shí)際應(yīng)用中，關(guān)于被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的所有的信息都是存儲(chǔ)在標(biāo)簽中的，讀標(biāo)簽就可以得到關(guān)于被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的所有信息，而不用再連接到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息讀取。另外，隨著標(biāo)簽存儲(chǔ)能力的提高可以提供組織數(shù)據(jù)的能力，在讀標(biāo)簽的過程中，可以根據(jù)特定的應(yīng)用目的控制數(shù)據(jù)的讀出，實(shí)現(xiàn)在不同的情況下讀出的數(shù)據(jù)部分不同。2.2.信號(hào)接收機(jī)在RFID系統(tǒng)中，信號(hào)接收機(jī)一般叫做閱讀器。根據(jù)支持的標(biāo)簽類型不同與完成的功能不同，閱讀器的復(fù)雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。另外，閱讀器還提供相當(dāng)復(fù)雜的信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶錯(cuò)誤校驗(yàn)與更正功能等。標(biāo)簽中除了存儲(chǔ)需要傳輸?shù)男畔⑼?，還必須含有一定的附加信息，如錯(cuò)誤校驗(yàn)信息等。識(shí)別數(shù)據(jù)信息和附加信息按照一定的結(jié)構(gòu)編制在一起，并按照特定的順序向外發(fā)送。閱讀器通過接收到的附加信息來控制數(shù)據(jù)流的發(fā)送。一旦到達(dá)閱讀器的信息被正確的接收和譯解后，閱讀器通過特定的算法決定是否需要發(fā)射機(jī)對發(fā)送的信號(hào)重發(fā)一次，或者知道發(fā)射器停止發(fā)信號(hào)，這就是"命令響應(yīng)協(xié)議"。使用這種協(xié)議，即便在很短的時(shí)間、很小的空間閱讀多個(gè)標(biāo)簽，也可以有效地防止"欺騙問題”的產(chǎn)生。射頻的作用是什么？2.3.編程器只有可讀可寫標(biāo)簽系統(tǒng)才需要編程器。編程器是向標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)的裝置。編程器寫入數(shù)據(jù)一般來說是離線（OFF-LINE）完成的，也就是預(yù)先在標(biāo)簽中寫入數(shù)據(jù)，等到開始應(yīng)用時(shí)直接把標(biāo)簽黏附在被標(biāo)識(shí)項(xiàng)目上。也有一些RFID應(yīng)