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RFID系統概述

發布者：武侯區創雲軟件開發工作室  發布時(shí)間：2013-05-06  閱讀次數：1840 次

  射頻(pín)識别技術RFID（Radio Frequency Identification Technology）是從上世紀八十年代起走向成熟的(de)一種非接觸式的(de)自動識别技術，它通(tōng)過射頻(pín)信号自動識别目标對(duì)象并獲取相關數據。從概念上來(lái)講，RFID 類似于條碼掃描，對(duì)于條碼技術而言，它是将已編碼的(de)條形碼附著(zhe)于目标物(wù)并使用(yòng)專用(yòng)的(de)掃描讀寫器利用(yòng)光(guāng)電信号将信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用(yòng)專用(yòng)的(de)RFID讀寫器及專門的(de)可(kě)附著(zhe)于目标物(wù)的(de)RFID單元，利用(yòng)RF信号将信息由RFID單元傳送至RFID讀寫器。RFID單元中載有關于目标物(wù)的(de)各類相關信息，如：該目标物(wù)的(de)名稱，目标物(wù)運輸起始終止地點、中轉地點及目标物(wù)經過某一地的(de)具體時(shí)間等，還(hái)可(kě)以載入諸如溫度等指标。RFID單元，如标簽、卡等可(kě)靈活附著(zhe)于從車輛到載貨底盤的(de)各類物(wù)品。

（1）、最基本的(de)RFID系統組成：

閱讀器(Reader)：讀取(有時(shí)還(hái)可(kě)以寫入)标簽信息的(de)設備，可(kě)設計爲手持式或固定式；

天線(Antenna)：在标簽和(hé)讀取器間傳遞射頻(pín)信号。

電子标簽中一般保存有約定格式的(de)電子數據，在實際應用(yòng)中，電子标簽附著(zhe)在待識别物(wù)體的(de)表面。讀器可(kě)無接觸地讀取并識别電子标簽中所保存的(de)電子數據，從而達到自動識别體的(de)目的(de)。通(tōng)常閱讀器與電腦(nǎo)相連，所讀取的(de)标簽信息被傳送到電腦(nǎo)上進行下(xià)一步處理(lǐ)。
系統圖如下(xià)：

标簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)标簽具有唯一的(de)電子編碼，附著(zhe)在物(wù)體上标識目标對(duì)象；每個(gè)标簽都有一個(gè)全球唯一的(de)ID号碼——UID，UID是在制作芯片時(shí)放在ROM中的(de)，無法修改。用(yòng)戶數據區(qū)(DATA)是供用(yòng)戶存放數據的(de)，可(kě)以進行讀寫、覆蓋、增加的(de)操作。讀寫器對(duì)标簽的(de)操作有三類：

識别(Identify):讀取UID；

讀取(Read):讀取用(yòng)戶數據；

寫入(Write):寫入用(yòng)戶數據

（2）RFID系統的(de)工作原理(lǐ)： 

RFID系統在實際應用(yòng)中，電子标簽附著(zhe)在待識别物(wù)體的(de)表面，電子标簽中保存有約定格式的(de)電子數據。閱讀器可(kě)無接觸地讀取并識别電子标簽中所保存的(de)電子數據，從而達到自動識别物(wù)體的(de)目的(de)。閱讀器通(tōng)過天線發送出一定頻(pín)率的(de)射頻(pín)信号，當标簽進入磁場(chǎng)時(shí)産生感應電流從而獲得(de)能量，發送出自身編碼等信息，被讀取器讀取并解碼後送至電腦(nǎo)主機進行有關處理(lǐ)。 

（3）RFID系統的(de)工作頻(pín)率： 

通(tōng)常閱讀器發送時(shí)所使用(yòng)的(de)頻(pín)率被稱爲RFID系統的(de)工作頻(pín)率。常見的(de)工作頻(pín)率有低頻(pín)125kHz、134.2kHz及13.56MHz等等。低頻(pín)系統一般指其工作頻(pín)率小于30MHz，典型的(de)工作頻(pín)率有：125KHz、225KHz、13.56M等，這(zhè)些頻(pín)點應用(yòng)的(de)射頻(pín)識别系統一般都有相應的(de)國際标準予以支持。其基本特點是電子标簽的(de)成本較低、标簽内保存的(de)數據量較少、閱讀距離較短、電子标簽外形多(duō)樣（卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀）、閱讀天線方向性不強等。

高(gāo)頻(pín)系統一般指其工作頻(pín)率大(dà)于400MHz， 典型的(de)工作頻(pín)段有：915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。高(gāo)頻(pín)系統在這(zhè)些頻(pín)段上也(yě)有衆多(duō)的(de)國際标準予以支持。高(gāo)頻(pín)系統的(de)基本特點是電子标簽及閱讀器成本均較高(gāo)、标簽内保存的(de)數據量較大(dà)、閱讀距離較遠(yuǎn)（可(kě)達幾米至十幾米）， 适應物(wù)體高(gāo)速運動性能好，外形一般爲卡狀，閱讀天線及電子标簽天線均有較強的(de)方向性。

（4）RFID标簽類型 

RFID标簽分(fēn)爲被動标簽(Passive tags)和(hé)主動标簽(Active tags)兩種。主動标簽自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠(yuǎn)時(shí)體積較大(dà)，與被動标簽相比成本更高(gāo)，也(yě)稱爲有源标簽， 一般具有較遠(yuǎn)的(de)閱讀距離，不足之處是電池不能長(cháng)久使用(yòng)，能量耗盡後需更換電池。

無源電子标簽在接收到閱讀器（讀出裝置）發出的(de)微波信号後，将部分(fēn)微波能量轉化(huà)爲直流電供自己工作，一般可(kě)做(zuò)到免維護，成本很低并具有很長(cháng)的(de)使用(yòng)壽命，比主動标簽更小也(yě)更輕，讀寫距離則較近，也(yě)稱爲無源标簽。相比有源系統，無源系統在閱讀距離及适應物(wù)體運動速度方面略有限制。

按照(zhào)存儲的(de)信息是否被改寫，标簽也(yě)被分(fēn)爲隻讀式标簽（read only）和(hé)可(kě)讀寫标簽（read and write） 隻讀式标簽内的(de)信息在集成電路生産時(shí)即将信息寫入，以後不能修改，隻能被專門設備讀取；可(kě)讀寫标簽将保存的(de)信息寫入其内部的(de)存貯區(qū)，需要改寫時(shí)也(yě)可(kě)以采用(yòng)專門的(de)編程或寫入設備擦寫。一般将信息寫入電子标簽所花費的(de)時(shí)間遠(yuǎn)大(dà)于讀取電子标簽信息所花費的(de)時(shí)間，寫入所花費的(de)時(shí)間爲秒級，閱讀花費的(de)時(shí)間爲毫秒級。

RFID技術特點及優勢

RFID是一項易于操控，簡單實用(yòng)且特别适合用(yòng)于自動化(huà)控制的(de)靈活性應用(yòng)技術，識别工作無須人(rén)工幹預，它既可(kě)支持隻讀工作模式也(yě)可(kě)支持讀寫工作模式，且無需接觸或瞄準；可(kě)自由工作在各種惡劣環境下(xià)：短距離射頻(pín)産品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的(de)環境，可(kě)以替代條碼，例如用(yòng)在工廠的(de)流水(shuǐ)線上跟蹤物(wù)體；長(cháng)距射頻(pín)産品多(duō)用(yòng)于交通(tōng)上，識别距離可(kě)達幾十米，如自動收費或識别車輛身份等。其所具備的(de)獨特優越性是其它識别技術無法企及的(de)。

主要有以下(xià)幾個(gè)方面特點：

讀取方便快(kuài)捷：數據的(de)讀取無需光(guāng)源，甚至可(kě)以透過外包裝來(lái)進行。有效識别距離更大(dà)，采用(yòng)自帶電池的(de)主動标簽時(shí)，有效識别距離可(kě)達到30米以上；

識别速度快(kuài)：标簽一進入磁場(chǎng)，解讀器就可(kě)以即時(shí)讀取其中的(de)信息，而且能夠同時(shí)處理(lǐ)多(duō)個(gè)标簽，實現批量識别；

數據容量大(dà)：數據容量最大(dà)的(de)二維條形碼(PDF417)，最多(duō)也(yě)隻能存儲2725個(gè)數字；若包含字母，存儲量則會更少；RFID标簽則可(kě)以根據用(yòng)戶的(de)需要擴充到數十K；

使用(yòng)壽命長(cháng)，應用(yòng)範圍廣：其無線電通(tōng)信方式，使其可(kě)以應用(yòng)于粉塵、油污等高(gāo)污染環境和(hé)放射性環境，而且其封閉式包裝使得(de)其壽命大(dà)大(dà)超過印刷的(de)條形碼；

标簽數據可(kě)動态更改：利用(yòng)編程器可(kě)以向寫入數據，從而賦予RFID标簽交互式便攜數據文件的(de)功能，而且寫入時(shí)間相比打印條形碼更少；

更好的(de)安全性：不僅可(kě)以嵌入或附著(zhe)在不同形狀、類型的(de)産品上，而且可(kě)以爲标簽數據的(de)讀寫設置密碼保護，從而具有更高(gāo)的(de)安全性；

動态實時(shí)通(tōng)信：标簽以與每秒50～100次的(de)頻(pín)率與解讀器進行通(tōng)信，所以隻要RFID标簽所附著(zhe)的(de)物(wù)體出現在解讀器的(de)有效識别範圍内，就可(kě)以對(duì)其位置進行動态的(de)追蹤和(hé)監控。