射频识别技术的原理和意义

射频识别技术的原理和意义
射频识别技术的原理和意义

射频识别技术的原理和意义

课题名称RFID技术的原理和应用姓名青伟

学号22

班级2012级5

专业通信工程(3G)

完成日期2016年5月15号

目录

一、绪论

1.射频识别技术简介

二、射频识别系统

2.1 RFID系统的构成

2.2 RFID的技术特点

2.3 RFID技术发展现状

2.4 RFID标签的制作

三、RFID技术的应用

四、RFID技术应用的发展和市场应用趋势

4.1RFID系统标签的发展趋势

4.2 RFID系统低频化逐步向高频化发展

4.3 提高RFID系统的大数据处理能力

4.4 RFID技术的市场应用趋势

五、对RFID技术的展望和总结

一、绪论

1.关于射频识别技术的简介

射频识别技术,英文全称是Radio Frequency Identification,简称是RFID 技术,是自动识别技术的一种。RFID技术是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,自动对目标物体加以识别然后获取相关信息的一种无线通信技术。从20世纪90年代开始,我国的RFID技术开始慢慢起步,它将射频识别技术、微电子及IC卡技术相互结合,利用无线射频的方式对记录媒体进行读写,从而达到识别目标然后完成数据交换。

RFID技术可以完成对运动中的物体的快速识别和多个物体识别,识别的距离从几十厘米到几十米;因为RFID技术独特的读写方式,可以输入数千字节的自定义信息到电子标签,间接管理产品上附带的电子标签所包含的信息。RFID技术不需要接触,识别工作不需要人工的参与,因此保密程度非常高。RFID电子标签和人们一般生活中的使用的卡(例如普通磁卡或IC卡)不同,很容易隐藏,不容易被损坏,因此使用寿命极长,可以适应各种复杂的环境并能很好的发挥作用。

正因为上述的诸多特点,RFID技术在世界范围内得到了广泛的应用。主要是商品防伪领域、交通运输行业、工业、人脸及指纹识别、管理行业(如小区安全管理、后勤仓库管理、图书管理、医疗卫生管理等)、国防和军事等诸多方面。它涉及到电子通信技术、材料科学、微波技术、计算机软件、印刷技术、芯片制造等许多领域,综合性强,可广泛应用,与我们的生活有千丝万缕的关系。

二、射频识别系统

2.1 RFID系统的构成

射频识别系统一般都是由读写器、电子标签、天线和主机四部分组成。(1)读写器:

读写器是一种读写设备,是连接电子标签与应用系统的桥梁,可发送和接收电子标签信息,并与主机相互间进行通信,执行主机发出的命令。所有的射频识别系统的读写器都可以简化为两个基本功能模块:控制单元和高频接口。

(2)电子标签:

电子标签是一种非接触式IC卡,由耦合元件和芯片组成,电子标签里面内置天线,用来和读写器上的射频天线进行通信。RFID电子标签通常根据有无工作电源和工作频段来分。根据电源可分为有源、无源和半有源三类,也称主动式、被动式和半主动式,不同类型的标签的工作原理不同,有源RFID标签是向读写器发送无线电波,读写器接收到信息的同时以无线电波的形式反馈回去,将新的信息写入电子标签,从而完成数据间的交换,工作频率很高,有源标签的识别距离是100m之内,使用寿命在2-4年,价格高;无源RFID标签是在内部内置微型天线,在读写器的工作区域内,收到读写器发出的电磁波,再利用磁电互感原理产生感应电流并发出电磁波信号,从而进行数据的交换,工作频率较低,无源标签

的识别范围在3-5m之间,使用寿命比较长,价格也比有源标签低很多。目前我们生活中常见的RFID标签基本都是无源的;半有源标签分为高频和低频两个工作频段。

(3)天线:

天线主要起在读写器和电子标签之间传递信号的作用,天线的尺寸和材料好坏直接影响到读写器的识别距离、识别速度以及识别准确度。

(4)主机:

主机是后台控制单元,用于发送用户指令、接收和处理电子标签数据等作用。

射频识别系统的工作流程并不复杂,流程如下:主机通过与读写器的数据传输通道发送用户指令;读写器接收到用户发出的指令,对信号进行编码和调制后,通过发射天线(天线发送的区域有范围)发送出去,然后电子标签接收到读写器发出的射频信号,利用磁电互感原理产生感应电流获得能量,完成数据的储存、发送或其他操作;读写器通过天线接收到电子标签返回的数据,随后进行解码和调制,然后将处理后的数据发送给主机,主机收到读写器返回的数据,然后提醒工作人员进行相关的处理。

RFID系统根据工作频率的不同可以分为低频、高频、超高频及微波系统,不同频率的RFID系统的工作原理、特性、应用环境有所不同。

2.2 RFID的技术特点

①数据的读写。RFID标签通过阅读器,在一定的距离内通过电磁波的形式与RFID系统实现数据的交换。读取速度非常快,而且可以同时读取多个标签,不需要人工的参与,有很强的穿透性,还可以将物流状态写入标签,供下一段物流进行数据处理,并且数据的重复读写使RFID标签能够重复使用,降低了成本。

②小型、多样化和多功能化。RFID读取数据不受大小和形状的限制,不需要为了读取的精准而配合特定的器材、固定的尺寸及印刷的品质。另外,RFID 标签可以向小型化、多样化及智能化发展,满足不同产品的需求。

③适应多样的环境。纸张、卡片等标签粘上了污垢,就会被遮盖一些信息,导致无法被识别,从而就会导致数据的丢失,但是RFID标签对水、油、有机溶剂(如酒精)及其他脏物有很好的耐受性,还有耐高温、防磁性、耐高压等特点。即使在黑暗环境下或被污染的环境中,依然可以有很好的读取数据的能力。

④数据的记忆容量大。随着社会的不断发展,未来人们生活中物品所需要携带的信息也会越来越大,这是传统标签没办法解决的,这种携带大量信息的任务,就必须交给RFID标签。一个RFID标签储存量为12字节-4兆左右,并且随着芯片制作技术的提高,数据储存的能力还会提高。

⑤联网。依靠强大的RFID系统的支持,以RFID技术为基础形成的物流网,可实现物资全程被监控、定位,在物流日益发达的今天,RFID技术在物流中发挥的作用是巨大的,尤其是对一些特殊物品(如易燃易爆的烟花爆竹,汽油等)的运输、重要设备的管理及交通管理领域等。

⑥防伪性能高。RFID里面存储的大容量的信息,几乎不可能被复制,再加上RFID特殊的工作原理,所以防伪造程度较高。比如银行卡采用磁条的信息读取技术,有的小偷会利用这个漏洞伪造一张银行卡,然后把获取的磁条的信息复制到这张卡上,然后去取款机取钱,磁条的读取技术容易泄露客户信息,所以将来银行应该会改用RFID的芯片卡。随着个人信息的不断增多,国家也会注重对个人信息的保护。

通过以上几个特点,可以知道,RFID技术拥有非常突出的优点,它与其它识别技术相比有自己独特的优势。

2.3 RFID技术发展现状

2.3.1 国内发展的现状

上个世纪40年代初,RFID技术的理论得到了奠定,经过最初的实验研究后,开始已经有了一些应用与尝试,70年代后,RFID技术与产品进入大发展时期,有一些应用开始出现并被使用。80年代后,商业应用的产品开始出现,各种形式层出不穷。到现在,它已经渗透到我们生活的方方面面。

在我国,RFID技术发展很快,已经制定了一套行业标准,国家标准委早就成立了“RFID”标准工作小组,由科技、信息产业等十五个部委联合一些专业的研究院,起草、制定了关于这方面技术的国家标准,为RFID技术走向规范化、标准化和国际化打下基础。在政府政策的大力推动和支持下,各种自动识别技术的发展及应用发展十分迅猛。射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术,将在我国很快的普及开来。我国射频识别的市场是十分巨大的,2008年中国RFID相关产值达到80亿元左右。目前,国内已经有许多公司开始引进国外的先进RFID 技术,开发属于自己公司的射频识别系统,现在国内应用最好的RFID技术应该是高速公路收费系统。在最近的5-10年,随着物联网这个行业广泛的普及和应用,社会的发展和信息技术的完善,射频技术的发展潜力是非常巨大的。可以说,如果任何一个和RFID技术相关的应用成为现实,都将会孕育一个庞大的消费市场,未来RFID技术应用将会成为经济发展的一个新的增长点。

我国的射频识别应用处于初级阶段,还需要解决一些已经发现的问题:频率规划不统一、信息安全受到攻击、一些核心的硬件产品生产技术有待提高、成本较高等问题。在高频和超高频芯片的天线设计和制造和印刷、RFID标签封装、读写器的关键芯片、测试技术与设备中间元件、重要系统运行软件的开发利用仍不能跟上国际先进技术水平。我国在低频和高频领域RFID技术方面比较成熟,高频领域的RFID国产产品在精度、性能、稳定性上都领先于国际先进水平;超高频领域发展还很缓慢;微波领域,国内基本还处于研发阶段,可生产的产品还很少。

中国政府对于RFID技术的发展非常重视,国家出台了一系列的优惠政策和措施扶持RFID产业。2004年1月,国家RFID技术标准委员会正式宣布成立“电子标签”国家标准工作组,负责起草我国有关“RFID电子标签”的多项国际标准。2004年6月,国家科技部联合十五个部委共同编写的《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》正式发布,这是中国第一次针对单一技术发表的白皮书,而且也是第一次联合十五部委共同制定的一份白皮书。2006年10月1日,科技部863计划先进制造技术领域办公室正式发布《国家高技术研究发展计划(863计划)先进制造技术领域“射频识别(RFID)技术与应用”重大项目2006年度课题申请指南》,该项指南包含了超高频RFID多标签防冲突和多读写器防冲突技术的研究,天线设计技术,以及超高频RFID读写器产品研发与产业化等20项课题。

目前,我国的RFID产业链基本已经建立起来,产业重心主要集中在上海、深圳、北京等经济发达的城市。其中,上海以芯片设计为主,深圳则以封装和应用技术为主,北京则是关于系统集成方案等方面。在实际的生活中,网上购票系统、

电子门禁系统、校园一卡通系统、自动考勤系统、指纹识别系统、高速公路收费系统、安全系统(如汽车防盗)等利用低频或高频RFID技术的系统已经在非常多的城市普及,以RFID技术为核心的二代居民身份证已经开始应用。在关于超高频RFID技术应用方面,深圳先施科技公司走在国内的前沿,公司率先推出众多的UHF频段RFID读写器产品,其主力产品---一体化读写器在国内停车场占有率第一。虽然我国的RFID技术在这几年取得了长足的进步,但是,和国外的RFID 技术相比,我国的RFID技术仍落后对方一大截。

2.3.2 国内发展的现状

RFID技术在国外发展的非常迅猛,RFID产品的种类很多,在经济发达国家(如北美、欧洲等)应用更为广泛,主要应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等领域,例如:汽车、火车、飞机等交通监控、停车场自动管理系统、物品仓储管理、产品流水线生产自动化、图书馆管理系统等等。同时,有一些企业也在积极推广RFID技术,早期,如全球最大的零售业巨头-沃尔玛正在推行RFID技术在其旗下全球店铺的应用,这项技术的使用将大大降低企业企业的物流成本、管理成本等,提高公司整体的运行效率,节约资金。RFID在新兴领域的应用层出不穷,如机场的行李自动管理,RFID机票门票等应用。这些应用也会更加方便消费者的出行、消费、参与各类活动。

在国外,RFID技术在一些企业已经得到了很好的应用,例如基于RFID技术的E-passport(电子护照)应用于人的身份识别等,企业也从中获得了不菲的收益,最主要的是,这项技术的所衍生的应用正在向我们生活的方方面面渗透,大部分企业非常看好RFID技术,正在积极研究和推进RFID技术的使用,它有很大的发展空间。

2.3.3 RFID技术存在的问题

首先是RFID的标准制定。目前制定该技术标准的机构有:国际标准化组织(ISO)、EPC Global、UID,他们各自推出自己的标准,3个标准在通讯方式、防冲突协议和数据格式方面相互之间不兼容,形成三足鼎立的局面。使RFID技术在全球范围内广泛的应用,这是首要解决的问题,目前应对不兼容的方法是把识别系统做到可以识别某个级数以上的技术标准系统,这样虽然会加大投入成本,但是推动了全球RFID技术标准更快的统一。

其次是成本问题。使RFID标签在全球广泛应用的最大问题,就是生产成本。虽然RFID技术已经应用到多个行业,但是企业生产出来的产品主要还是以高成本的产品为主,以图书馆管理为例,生产一本书的RFID标签成本为4块,这对一本书来说,RFID的标签的价格甚至可能高于一本普通书籍的印刷装订价格。

再次是RFID技术的识别问题。目前的识别成功率还不能达到100%,在数量庞大的应用中它还不能很好的满足市场需求,尤其是当某个物品内含有金属时,干扰会更加严重,识别效率会更低,同时,在多个阅读器同时识别,或同时读取多个射频卡时,相互间会产生干扰,有些信息会读取不到,形成读取“盲区”,有人就可以利用这个漏洞,盗取信息。信息安全问题已成为制约RFID技术应用发展的一大因素。

最后是安全隐私问题。虽然RFID标签具有很好的防伪性能,但RFID系统感应器中的唯一标示符容易被复制,它的基本验证机制也存在严重的安全缺陷,还没有可信任的安全机制,芯片在与读卡器交换信息的过程中容易被黑客利用,无

法对数据进行很高程度的保密,以至于无论是个人信息还是企业的商业机密,都有可能被人窃取,这也是因为RFID芯片本身及其无需接触即可进行数据读写的特点造成,这个特点在某些行业(如物流)里是优点,在比较机密的行业又是个严重缺陷。攻击者不用接近RFID芯片就可以将其数据读出,例如,如果拿着一台RFID阅读器,任何一个人在店外就可以知道商店里摆放的是那些商品,甚至是一个人在商店里买了哪些东西也会被了解,甚至把一个人的身份证放到RFID 阅读器上,就可以了解到这个人的隐私信息,以上这些问题需要我们政府重视起来,通过建立一系列的法律对用户的隐私加以保护,大力宣传法律,让全民懂法,同时也要提高技术水平,通过提升防伪性能、识别距离的控制来应对这些问题。

2.4 RFID标签的制作

RFID标签主要由面层、芯片层和底层三部分构成。标签的印制也分为天线印制与表面印制两部分。

2.4.1 天线印制

RFID标签天线制造常用的技术方法有:绕线法、蚀刻法、电镀法和直接引导法四种,后三者属于制作RFID标签天线的比较常用的印制技术。目前国内外主要是以蚀刻法和电镀法为主,直接引导法是最近正在兴起和研究的一种印刷技术。绕线法直接以基材为载体,绕上铜线或铝线制作天线。这种方法生产效率低,标签质量不高,基本已经放弃这个方法。

蚀刻法是在基材的金属表面上,通过印刷的方式,预先均匀涂布一定量抗蚀剂,以保护金属不被腐蚀,未覆盖的金属则会被腐蚀剂融化,露出的基材成为天线路线的间隔,最后用脱膜液洗去抗腐蚀剂,制成天线。

电镀法是指在基材上通过印刷涂覆一层特殊的油墨层,这种油墨中含有金属颗粒,因此在电镀过程中,起电导作用的金属被油墨吸附,附着在有油墨的位置,从而形成天线。

直接引导法是直接用导电油墨在绝缘底基上印制油墨,形成天线和电路。在导电油墨的推动下,直接引导法具有批量生产、小型化、精度高成本低、无污染等特点,这是一种的新兴的正在被广泛研究和推广的方法。目前较广泛的引导印刷方式为丝网印刷,根据当前研究得出的经验,网孔用六角形,有利于导电油墨的彻底转移;导电油墨选用溶剂型的油墨更佳;创造优良的油墨干燥条件,有利于印刷线圈图形轮廓的精确成形。

传统的蚀刻法和电镀法的缺点:制作工艺复杂,成品制作时间长;要消耗大量的金属材料,制作成本较高;制作过程会产生大量含金属和化学物质的废液,假如企业不投入大量的环保资金,那么排放的废液会对环境造成大量的污染,会使人金属中毒等。而直接引导法制作RFID标签不仅高效快速,而且成本低、污染低。虽然印制天线对温度、湿度、灰尘等印刷作业环境的要求较高,企业初期设备投资较大,但随着管理水平和行业技术的发展,毫无疑问,这种印刷方法将替代蚀刻法和电镀法成为新的制作天线的方法。

2.4.2表面印制

RFID标签表面的制作,通常面层和底层需要印有视觉标识的文字或图像,如我们的二代居民身份证、校园一卡通、市政交通卡等,上面有我们个人的一些基础信息,而底层材料通常为聚氯乙烯(PVC)或聚对苯二甲酸类塑料(PET),印

刷方式主要有成卡前UV胶印或成卡后印刷两种。

成卡前UV胶印指在完成表面UV胶印后在进行芯片的封装。这种印刷方式通常为整版印刷,印刷完毕后在层压、冲切成卡。成卡前的表面UV胶印工艺中,根据普通胶印的工艺要求注意水墨的平衡调节,对色序的安排要综合考虑胶印工艺和不同颜色的UV固化性能,同时也要考虑UV型油墨的工艺要求,调整好UV 灯的功率的固化时间等参数。

RFID标签的芯片成本较高,如果整版的印刷层中有1-2张废品,制成卡后芯片的损失是巨大的,损失一个芯片比整版的印刷层报废还要大,所以成卡前的UV 整版印刷对印刷质量的要求很高,印刷层的废品率比须控制在3%以下。这对于普通UV胶印来说,工艺水平很难达到。

另一种印刷方式是成卡后印刷,也称单卡印刷,即指在芯片封装后的单张卡片上完成印刷工序,这是RFID标签表面印刷最常用的印刷方式之一。因为这种印刷方式采用特殊的树脂版,在印刷过程中不需要使用润版液,不存在水墨平衡问题,废品率可控制在3%以下,这对生产商来说大大减少了芯片的损失,降低了生产成本。我国现在使用的单卡印刷设备是德国和日本生产的无水单卡胶印机。但是,无水单卡胶印机的一次性投资大,其功能仅限于印刷某种类型的单张卡片,无法印刷其他类型的卡片,设备利用率较低。同时,这种印刷方式对环境、卡片质量的要求很高。

总体来说,单卡印刷和成卡前印刷相比,成本较高,但它能降低因冲切位置而造成的偏差,大大降低了废品率,制造一张卡的成本会大幅下降。随着印刷行业的不断整合,企业管理水平的不断提高,成卡印刷的方式将逐渐走向主流。

三、RFID技术的应用

RFID主要应用在以下几个主流领域:

1.零售行业。对商品的一系列的数据实时监控、质量追踪、产品质量监督、生产自动化。

2.服务行业。餐厅和厨房的管理、产品渠道的管理、产品品牌的管理。

3.防伪标识和身份的识别。每个大品牌的防伪标识、贵重物品的防伪标识及每个人的身份证、护照、公交卡、一卡通等各种证件。

4.物流和运输行业。在产品物流的过程中对产品进行定位、信息的采集,海港港口的管理,邮政和快递的管理;在高速公路的收费口实行不停车即可收取过路费、城市的出租车的位置管理、交通线路运输拥挤程度的管理。

5.食品行业。对蔬菜、水果、肉类等产品日期和保鲜程度等安全方面的管理。下面我们举二个例子来表明RFID的应用对于我们生活的改变。

第一个例子

在2003年以前,国际零售业巨头沃尔玛就开始把RFID技术应用在自家的每以后一个超市,没有谁会想到这个技术带给人们的改变是如此巨大,它对生产、生活方式的改变是如此的广泛。沃尔玛第一个选择强行推广RFID标签的使用,没过多久,另外两家国际零售行业巨头家乐福和麦德龙也开始使用RFID标签。接下来,我们来看看RFID技术是怎样改变传统的零售行业方式:

首先,我们先从产品配送也就是物流这个过程来说。每一个沃尔玛的产品供货商按照沃尔玛提供的物品信息来把所有商品收集集中,交给运输部门进行运输;在物品到达沃尔玛超市的货物总部中心时,贴了标签的商品在通过超市门口的那

个检查时会被设置在门口的阅读器所识别,产品将会自动审查,并将产品的名字、产品的数量、产品的时间等信息报送到数据库里面,没有贴标签的将不会被识别、记录;沃尔玛的货物配送机构将会按照每一个沃尔玛超市提供的所需要的产品来进行货物的配送,只需要把产品送到那个轮滑带上,并且不需要仔细的摆放物品,产品会自动的发往每一个沃尔玛超市,在产品运往门店过程中,我们可以通过RFID技术对产品进行24小时监测,实时了解货物的情况,通过对GPS和RFID 技术进行一系列的比较,我们得出RFID技术更加节约成本,产品在到达每一个超市后,将会和总部货物中心一样,在通过门口的检查时,产品的一系列的信息将会被记录到数据库,并且系统的数据库将会自动的进行更新,不需要人工的去进行处理数据。商品被摆上货架后,我们可以通过建立一个覆盖整个超市的阅读器来准确的记录货物的具体位置、数量、产品种类,及时的掌握每一个产品的销售情况,方便超市自己快速掌握第一手数据,有利于超市进行一系列的促销活动,并且可以及时的向总部报送所需要的货物的信息,有利于及时补给。每一个来超市购物的顾客,在购物完成后,只需要推着购物车走过超市出口的那个检查口,在那里的超市服务员将会从购物车里一件一件拿出所购买的产品,放在那个扫描器上进行扫描,扫描完成会,将会计算出顾客所购买的产品的总价,方便顾客付账,这时候,我们付账就可以有多种办法,你可以直接付现金,也可以刷信用卡,还可以使用每一个超市自己的卡,只要顾客确定付款的价格没有问题,我们便可以通过上述方式直接付款进行扣费,并且,超市会给你票据,方便出现问题可以去找超市。

零售行业使用RFID技术所产生的效益可以通过几方面来进行剖析,从一开始使用RFID技术,我们节约了许多的人工成本。在产品的物流运输的费用中,人工费是占据最多的,占据总运输费用的70%-75%,所以我们想要降低运输成本,只有从人工费用这里想办法,在物流运输的过程中,有接近50%的人在做产品的收发工作,使用RFID技术来替代大部分的人工收发工作,就可以很大程度的减少物流运输的费用,并且节约了很多的时间,有利于处理运输过程产生的诸多问题。

其次,我们为了提高工作的准确,保证每一个产品的质量,提高产品的收发速度。RFID技术可以使用电子标签,快速获取产品的信息,不需要一个个的来检查产品的数量和摆放位置,提高了物流管理的准确,也保证了物流运输的时间。比如RFID技术可以确保货物的准确性,因为我们在接收货物的时候所保存的信息可以和总部发送的时候发送的信息可以进行对比。在物流发送和接收的时候通过电子标签获取关于生产日期、产品保质期、产品的生产地等信息。例如通过分析货物的生产日期和产品保质期,我们可以调整产品上架和下架的时间,避免出现过期食品。

其次,我们可以实时了解物流的运输状况。由于物流运输引起的库存成本、搬运成本、运输成本,是每一个企业都没法避免的,这笔损失往往非常巨大。而RFID技术可与很好的了解整个物流的运输情况,有利于做出一系列的改变,减少因为物流运输引起的库存成本、搬运成本、运输成本造成的损失。并且,通过物流总部中心设置的阅读器,能够有效的降低货物被盗取和缺货的损失。通过国外的一项研究数据表明,国际销售巨头沃尔玛每年因为偷窃损失的就有20-30万美元。

最后,对我们每一个消费者来说,去商城购物会变得更加的方便和快捷。例如,在没有使用RFID技术以前,我们进入一个摆满了各种商品的商城时,会非常盲

目,特别希望能快速的找到自己所需要的物品,特别是当一个人,在逛了许久的超市也没有没到自己所需要的商品,便会十分失望和焦躁。然而对于现在的装有RFID设备的商城,我们可以根据手上的设备,去获取超市的商品的信息,快速的了解到每一种商品的位置信息,在购物完成后,也可以实现付款秒结。当一个商城的服务水平得到了提高,那么,在商城购物的顾客也会更加满意商城的人性化设施,商城的人流量也会得到巨大提高。

第二个例子

从最近这些年开始,我国图书馆也在逐步推进RFID技术的应用。到2009年底,我国已经有近40家图书馆在使用RFID技术,以RFID技术为核心的图书馆在国内的发展在逐步上升。上海最先建立了上海自己的RFID图书馆的标准,这个标志着我国图书馆对于RFID技术应用已经进入了快速发展的阶段。

1. 就目前而言,图书馆应用RFID技术最广泛的应该是条形码。这种以光学识别为核心的是目前最高效、最便宜的识别方式。它的特点识别速度快捷,安全性高、信息量大、操作简单等特点,并且用来识别的条形码制作非常简单,费用低,用来识别条形码的设备也非常便宜,并且可以防盗。

2.使用RFID技术,实现图书的一体化管理。现在图书馆了解图书的存储情况,必须依靠大量的人力和物力去实现,工作量非常大,而且速度非常慢。图书管理人员必须使用图书上的手写的编号对图书进行分类和摆放,使用RFID技术后,可以实现智能化了解图书的存储情况。在对图书馆的书籍的了解过程中,我们可以先扫描一个图书馆书架上面的标签,然后在对这个书架上摆放的书籍进行一本本的扫描,在通过在数据库中建立一个立体的三维模型,就可以复原图书馆内部的样子,并且把每个书架和书架上的每本书都还原出来,这样便于图书馆的工作人员查询,也便于了解图书馆的情况。对于图书馆借出去的图书,我们只需扫描图书上的条形码,便可以知道这本书放在图书馆的那个位置,并且扫描后向主机发送信息,便于及时的更新数据库,这样就可以实现图书馆管理的实时性、高效性和准确性,进一步减少图书馆管理人员的工作压力。

3.使用RFID技术,可以有效防止图书馆的盗窃。对于一个开放的图书馆来说,每天有各式各样的人会进入图书馆,并且人流量非常巨大,所以图书被盗窃的可能性非常高。但当图书馆使用了RFID技术后,图书馆可以在门口设置门禁系统,对系统认定的人群开放,方便对进入图书馆的人进行管理,并且数据库会实时更新进入图书馆的人的信息。例如上海的图书馆的门禁系统,支持持有身份证、市民卡、公交卡和阅读证等可以表明人的身份信息的人群进入图书馆。并且当一个人第一次进入图书馆,在通过门禁系统时,他的信息会被自动记录到数据库,然后数据库自动建立一个关于这个人小型的数据库,这个系统会自动记录关于本人的阅读信息、借阅信息、借阅日期和归还日期等,可以提醒借书的人及时归还书籍。但是其实这个系统有一个缺点,就是别人可以用他人的表明身份信息的证件进入图书馆,而系统不能确认出来,所以这个也有一定的不准确性。

四、RFID技术应用的发展和市场应用趋势

4.1 RFID系统标签的发展趋势

RFID系统标签将会越来越小,便于更好的隐藏。在世界范围内,日本的RFID 标签技术处于世界顶端,在前几年,来自日本的日立公司在世界RFID技术大会

向全世界展示了他们最新发明的世界上最小的无线射频识别芯片,它的体积之小,可以直接嵌入一本书籍中。

如果要在世界范围内推广RFID标签的使用,那么首先必须降低RFID标签的制作成本,必须建立一系列的标准、提高技术工艺。其次,要提高RFID标签的被识别距离。

读写的速度更快,被盗取信息的可能性必须更低,使用时间更长,可以进行5-10年的读写使用。确保在任何环境下都能高效的工作,即使环境恶劣,也要保证70%-80%的读取速率,还必须保证信息丢失少。

4.2RFID系统低频化逐步向高频化发展

就目前市场上的RFID系统而言,低频的系统较多,但是由于高频系统的射频识别距离远、数据之间的交互快、抗干扰能力强、防伪性高、体积较小等特点,高频系统必将会替代低频系统。只是现在生产高频系统的工艺不是很完善,并且生产成本太高,所以现在还很难大规模的使用高频系统。另外,我们也可以把高频系统和低频系统相结合,给系统设置工作方式,例如在要求低、环境较好的条件下系统自动使用低频系统,在要求较高、环境较复杂的条件下系统自动使用高频系统。

为了进一步把系统的体积变小,减少系统的功耗,系统的芯片一步步的向高度集成和功耗低等方向发展。尤其是最近几年,市场上关于RFID终端产品越来越多,将来还会有更多的人挤进来分这块蛋糕,所以对于企业来说,使用低成本做出高质量的产品是生存下去的唯一方法,所以这促使着企业必须投入更多的研发资金,把芯片向薄、轻、小等方面发展,出现包含集成数字和模拟两个方向的产品。

4.3 提高RFID系统的大数据处理能力

在社会发展的今天,大数据无疑越来越吃香。因此,企业也越来越需要能够储存更多数据的设备,所以RFID技术会变得越来越流行,企业通过这些储存的大数据来进行分析,来发现企业运行的一系列的问题,提高企业的运行效率,降低不必要的损失。但是,如果一个企业没法很好的处理大数据,那么它更本享受不到RFID技术带给企业的好处,所以这就必须要熟练使用RFID系统的技术,从而来处理系统的大数据,这些必须通过提高应用程序、数据库、和正确分析数据的办法来提高。

但是,在当前企业使用的RFID系统中,软件程序使用比较简单,投入成本只有RFID项目的13%,所以我们必须依靠更为强大的软件来提高系统的大数据处理能力,软件程序在RFID项目中占的比例会越来越大。

4.4 RFID技术的市场应用趋势

因为RFID技术独特的优势和特点,在最近的一些年,发展非常迅速,成为世界经济发展必不可少的一项支柱。据不完全统计,1989年,全世界关于RFID技术的产品销售额接近0.9亿美元,1992年涨到了1.41亿美元,1997年伟4.33亿美元,1999年为6.85亿美元,从1992年到1999年,七年的时间,射频识别的产品年增长为25.3%,到2010年RFID产品的市场将会增长到260%,全球经济将会达到3000亿美元以上,我们可以预见,RFID技术的市场相当广阔,至少在近

几年,还有继续发展的趋势。

五、对RFID技术的展望和总结

RFID是一项蓬勃发展的技术,RFID技术在未来社会的发展中,可以和其他技术相结合,例如生物制造、GPS、无线电等,由单一的应用向多元化方向发展,同时,还可以和通信技术、计算机技术相结合,实现不同地区之间的互相应用,不同行业之间的应用,相信RFID技术将成为多个行业的必备技术,改变我们的生活方式。以RFID技术为核心的相关产业,将会提高企业和系统的工作效率,改进管理方式,推动社会发展。

相关的参考文献

①王烨.基于RFID技术的物流网在物流安全领域的应用。创新科技.2010,3

②刘涛.RFID标签和RFID印刷的未来.江南大学信息学院印刷工程系.2006,8

③王伟.射频识别技术及其应用的研究.安徽师范大学学报.2008,2

④丁健.射频识别技术在我国的应用现状与发展前景(上).射频世界.2010(10)与(下).射频世界.2010(12)

⑤杜云明,周扬,无线射频识别技术与应用研究.自动化技术与应用.2010,29:

⑥徐永成,罗日荣,陶利民,陈循,杨述明.射频识别技术国内外应用现状、问题与对策.

⑦徐济仁,陈家松,牛纪海.射频识别技术与应用发展.数据通信.2009,1

⑧赵国萍.射频识别技术的分析研究.硅谷.2010,22

⑨戴清杰,宋军奇,高燕.射频识别技术及其应用.解放军78086部队.2011,1 ⑩徐艳国,胡学成.综合射频技术及其发展.中国电子科学研究院学报.2009,12 ?科技部等15部联合部委.中国射频识别技术政策白皮书,2006.06.09

?国家高技术研究发展计划先进制造技术领域“射频识别技术与应用”重大项目2006年度课题申请指南.863计划先进制造技术领域办公室,2006.10.01

?郎为民.射频识别技术原理及应用.北京:机械工业出版社,2006.06

RFID原理和应用课程复习提纲

RFID原理和应用课程复习提纲 第一章 1、什么是RFID? 无线射频识别作为一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频(125k~134.2K)、高频(13.56Mhz)、超高频,微波等技术。 2、RFID技术特点 1快速扫描2体积小型化、形状多样化3抗污染能力和耐久性4可重复使用5穿透性和无屏障阅读6数据的记忆容量大7安全性 3、RFID系统的组成:RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID 中间件和应用系统软件4部分构成。 4、阅读器的构成以及各部分的功能组成:射频接口、逻辑控制单元和天线 天线:天线是一种能将接受到的电磁波转换为电流信号,或将电流信号转换为电磁波发射出去的装置。 射频接口模块:1产生高频发射能量,激活电子标签并为其提供能量2对发射信号进行调制,将数据传输给电子标签 3接受并调制来自电子标签的射频信号 逻辑控制模块:1与应用系统软件进行通信,并执行从应用系统软件发送来的指令2控制阅读器与电子标签的通信过程3信号的编码

与解码4对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密5执行防碰撞算法6对阅读器和标签的身份进行验证 5、电子标签分类、组成及各组成部分功能 根据工作原理的不同,电子标签分为利用物理效应进行工作的数据载体和以电子电路为理论基础的数据载体 6、RFID中间件的主要功能 1阅读器协调控制2数据过滤与处理3数据路由与集成4进程管理 7、RFID系统能量耦合方式和数据传输原理 根据射频识别系统作用距离的远近情况,标签天线与读写器天线之间的耦合可以分为密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统三类。数据传输原理P10 8、RFID系统的工作原理 阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流,获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息,经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性,只对合法标签进行相关处理,通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作; 9、RFID系统的性能指标

射频识别技术

射频识别技术 031130217 射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 射频的话,一般是微波,1-100GHz,适用于短距离识别通信。 RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等。 一定义 射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车,厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上,方便对牲畜与宠物的积极识别(积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份)。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分,汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上,甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息,这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二概念 从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。 结构 从结构上讲RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和

射频识别技术的原理和意义

射频识别技术的原理和意义 课题名称RFID技术的原理和应用姓名青伟 学号22 班级2012级5 专业通信工程(3G) 完成日期2016年5月15号

目录 一、绪论 1.射频识别技术简介 二、射频识别系统 2.1 RFID系统的构成 2.2 RFID的技术特点 2.3 RFID技术发展现状 2.4 RFID标签的制作 三、RFID技术的应用 四、RFID技术应用的发展和市场应用趋势 4.1RFID系统标签的发展趋势 4.2 RFID系统低频化逐步向高频化发展 4.3 提高RFID系统的大数据处理能力 4.4 RFID技术的市场应用趋势 五、对RFID技术的展望和总结

一、绪论 1.关于射频识别技术的简介 射频识别技术,英文全称是Radio Frequency Identification,简称是RFID 技术,是自动识别技术的一种。RFID技术是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,自动对目标物体加以识别然后获取相关信息的一种无线通信技术。从20世纪90年代开始,我国的RFID技术开始慢慢起步,它将射频识别技术、微电子及IC卡技术相互结合,利用无线射频的方式对记录媒体进行读写,从而达到识别目标然后完成数据交换。 RFID技术可以完成对运动中的物体的快速识别和多个物体识别,识别的距离从几十厘米到几十米;因为RFID技术独特的读写方式,可以输入数千字节的自定义信息到电子标签,间接管理产品上附带的电子标签所包含的信息。RFID技术不需要接触,识别工作不需要人工的参与,因此保密程度非常高。RFID电子标签和人们一般生活中的使用的卡(例如普通磁卡或IC卡)不同,很容易隐藏,不容易被损坏,因此使用寿命极长,可以适应各种复杂的环境并能很好的发挥作用。 正因为上述的诸多特点,RFID技术在世界范围内得到了广泛的应用。主要是商品防伪领域、交通运输行业、工业、人脸及指纹识别、管理行业(如小区安全管理、后勤仓库管理、图书管理、医疗卫生管理等)、国防和军事等诸多方面。它涉及到电子通信技术、材料科学、微波技术、计算机软件、印刷技术、芯片制造等许多领域,综合性强,可广泛应用,与我们的生活有千丝万缕的关系。 二、射频识别系统 2.1 RFID系统的构成 射频识别系统一般都是由读写器、电子标签、天线和主机四部分组成。(1)读写器: 读写器是一种读写设备,是连接电子标签与应用系统的桥梁,可发送和接收电子标签信息,并与主机相互间进行通信,执行主机发出的命令。所有的射频识别系统的读写器都可以简化为两个基本功能模块:控制单元和高频接口。 (2)电子标签: 电子标签是一种非接触式IC卡,由耦合元件和芯片组成,电子标签里面内置天线,用来和读写器上的射频天线进行通信。RFID电子标签通常根据有无工作电源和工作频段来分。根据电源可分为有源、无源和半有源三类,也称主动式、被动式和半主动式,不同类型的标签的工作原理不同,有源RFID标签是向读写器发送无线电波,读写器接收到信息的同时以无线电波的形式反馈回去,将新的信息写入电子标签,从而完成数据间的交换,工作频率很高,有源标签的识别距离是100m之内,使用寿命在2-4年,价格高;无源RFID标签是在内部内置微型天线,在读写器的工作区域内,收到读写器发出的电磁波,再利用磁电互感原理产生感应电流并发出电磁波信号,从而进行数据的交换,工作频率较低,无源标签

RFID原理及应用复习(附答案)

RFID原理及应用复习 一、判断 1.RFID是Radio Frequency Identification 的缩写,即无线射频识别。(yes) 2.物联网的感知层主要包括:二维码标签、读写器、 RFD标签、摄像头、GPS传感器、 M-M终端。(no) 3.,125kHz,433MHz都是RFID系统典型的工作频率(yes)4.在物联网节点之间做通信的时候,通信频率越高,意味着传输距离越远。( no ) 5.物联网标准体系可以根据物联网技术体系的框架进行划分,即分为感知延伸层标准、网络层标准、应用层标准和共性支撑标准。(yes) 6.在物联网中,系统可以自动的、实时的对物体进行识别、追踪和监控,但不可以触发相应的事件。( no ) 7.物联网共性支撑技术是不属于网络某个特定的层面,而是与网络的每层都有关系,主要包括:网络架构、标识解析、网络管理、安全、QoS等。(yes) 8.物联网中间件平台:用于支撑泛在应用的其他平台,例如封装

和抽象网络和业务能力,向应用提供统一开放的接口等。(yes)9.RFID拥有耐环境性,穿透性,形状容易小型化和多样化等特性(yes) 10.物联网信息开放平台:将各种信息和数据进行统一汇聚、整合、分类和交换,并在安全范围内开放给各种应用服务。(yes) 二、不定项选择题 1. 物联网的基本架构不包括(CD)。 A、感知层 B、传输层 C、数据层 D、会话层 2.物联网节点之间的无线通信,一般不会受到下列因素的影响。( D ) A、节点能量 B、障碍物 C、天气 D、时间 3.下列哪项不是物联网的组成系统(B)。 A、 EPC编码体系 B、EPC解码体系 C、射频识别技术 D、EPC 信息网络系统 4. 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息,指的是(B)。

射频识别系统组成与工作原理

射频识别系统组成与工作原理 1射频识别技术的简介 1.1射频识别系统的分类 2射频识别系统组成 2.1标签的组成 22阅读器的组成 3射频识别系统工作原理 3.1耦合方式 3.2通信流程 3.3标签到阅读器的数据传输方法 1射频识别技术的简介 射频识别技术(Radio Frequency Identification , RFID),射频识别技术 是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过 所传递的信息达到识别目的的技术。基本的RFID系统至少包含阅读器(Reader)和标签(Tag)。RFID标签由芯片与天线组成,每个标签具有唯一的 电子编码。标签附着在物体上以标识目标对象。RFID阅读器的主要任务是 控制射频模块向标签发射读取信号,并接受标签的应答,对标签的识别信息进行处理。 由于RFID技术巨大的应用前景,许多企业争先研发。目前,RFID己成为IT业界的热点。各大软硬件厂商,包括IBM、Motorola、Philips、TI、Oarclel、Sun、BEA、SAP在内的各家企业都对RFID技术及其应用表现出浓厚的兴趣,相继投入大量的研发经费,推出各自的软件和硬件产品机系统应用解决方案。在应用领域,以Wal-mart、UPS、Gielltte等为代表的大批企业己经开始准备采用RFID 技术对实际系统进行改造,以提高企业的工作效率并为客户提供各种增值业务。 1.1射频识别系统的分类 RFID系统按照不同的原则有多种分类方法。依其采用的频率不同可分为低频系统、中频系统和高频系统三大类;根据标签内是否装有电池为标签通信提供能量,又可将其分为有源系统和无源系统两大类;从标签内保存的信息注入的方 式可为分集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类;根据读取 电子标签数据的技术实现手段,可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。另外还可依据标签的材质、系统工作距离和阅读器的工作状态等方面对RFID系统进行分类。以下是各主要分类方法的简单描述: 低频系统,一般是指工作频率在100-500kHz 之间的系统。典型的工作频率有:

射频识别系统组成与工作原理

射频识别系统组成与工作 原理 Prepared on 24 November 2020

射频识别系统组成与工作原理 1射频识别技术的简介 技术(Radio Frequency Identification,RFID),射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。基本的RFID系统至少包含阅读器(Reader)和标签(Tag)。RFID标签由芯片与天线组成,每个标签具有唯一的电子编码。标签附着在物体上以标识目标对象。RFID阅读器的主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号,并接受标签的应答,对标签的识别信息进行处理。 由于RFID技术巨大的应用前景,许多企业争先研发。目前,RFID己成为IT业界的热点。各大软硬件厂商,包括IBM、Motorola、Philips、TI、Oarclel、Sun、BEA、SAP在内的各家企业都对RFID技术及其应用表现出浓厚的兴趣,相继投入大量的研发经费,推出各自的软件和硬件产品机系统应用解决方案。在应用领域,以Wal-mart、UPS、Gielltte等为代表的大批企业己经开始准备采用RFID技术对实际系统进行改造,以提高企业的工作效率并为客户提供各种增值业务。 射频识别系统的分类 RFID系统按照不同的原则有多种分类方法。依其采用的频率不同可分为低频系统、中频系统和高频系统三大类;根据标签内是否装有电池为标签通信提供能量,又可将其分为有源系统和无源系统两大类;从标签内保存的信息注入的方式可为分集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类;根据读取电子标签数据的技术实现手段,可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。另外还可依据标签的材质、系统工作距离和阅读器的工作状态等方面对RFID系统进行分类。以下是各主要分类方法的简单描述: 低频系统,一般是指工作频率在100-500kHz之间的系统。典型的工作频率有:125KHz、和225KHz等。其基本特点是标签的成本较低、标签内保存的

RFID原理及应用6个实验

实验1实训与实践 1.5.1实训目的及要求 RFID已涉及人们日常生活的各个方面,并被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输管理等众多领域,如火车的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物品管理、流水线生产自动化、门禁系统、金融交易、仓储管理、畜牧管理、车辆防盗等。 1.实训目的 观察日常生活中的RFID 技术,思考和了解其系统构成与类型。 2.实训要求 观察日常生活中的RFID技术应用,并记录他们的使用具体情况,撰写观察实践分析报告。 1.5.2实训任务

实验2 实训项目 2.3.1实训目的及要求 1.实训目的 通过实训,掌握RFID读写器的接口类型及主要参数,能准确的进行RFID读写器与控制器或计算机进行互连,掌握RFID天线的基础知识,在安装部署RFID天线时能使RFID标签的读取率最高。 2.实训要求 能正确进行RFID读写器与控制器或计算机连接,能正确进行RFID天线连接与配置,提交实训报告。 2.3.4实训任务表 上网查询列举同功能设备相关参数公司名称及报价,完成下表。

实验3 实训与实践 3.8.1实训目的及要求 1.实训目的:通过实训,比较日常生活中应用的RFID技术,掌握RFID的标准。 2.实训要求:比较日常生活中应用的技术,如校园一卡通、公交卡、门禁卡、酒类仿伪卡、物流货品卡等。 3.所需仪器设备:高频RFID读写器4套,超高频RFID读写器4套,有源标签10张,无源标签10张,抗金属标签10张。 3.8.2实训任务 实训任务如表3-7所示。 填写表3-8的实训任务分析报告表。 表3-8 实训任务分析报告表

实验4 无源RFID读写实验(写标签实验) 实验目的 掌握读卡器与网关的连接,熟悉无源标签(也称无源卡片、无源卡)的写操作。 实验设备 感知教学/开发平台SensorRF107H2.0平台内的HF读卡器1 台,ISO1443A标签1个,网关主板1块,电源1个,连接线1个。 关键介绍 注意HF读卡器与网关主板连接,HF读卡器跳线设置。 实验过程 1)通过连接线把网关主板左上角RFID 接口与HF读卡器连接起来,并为网关主板接上电源。2)短接HF读卡器J3。 3)打开网关主板电源开关,进入实验菜单选择界面,选择RFID。 4)进入实验界面。 5)选择实验操作。 6)把ISO1443A标准标签放至HF 读卡器上。 7)通过网关主板键盘输入相应32 位ID,如12345678901234567890123456789012: 8)按下键盘“OK”键,如果写入标签失败,显示如下图所示,此时注意检查,标签与读卡 器距离,读卡器设置是否正确。如果成功把ID 写入标签,则显示。 实验结论

RFID技术概述与原理

RFID技术概述与原理 一、概述 RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写,射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 二、射频识别技术发展历史 从信息传递的基本原理来说,射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的"利用反射功率的通信"奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。 射频识别技术的发展可按十年期划分如下: 1940-1950年:雷达的改进和应用催生了射频识别技术,1948年奠定了射频识别技术的理论基础。 1950-1960年:早期射频识别技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。 1960-1970年:射频识别技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。 1970-1980年:射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期,各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。 1980-1990年:射频识别技术及产品进入商业应用阶段,各种规

模应用开始出现。 1990-2000年:射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别产品得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。 2000年后:标准化问题日趋为人们所重视,射频识别产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用行业扩大。 至今,射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。 三、系统组成 最基本的RFID系统由三部分组成: 1. 标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信。 2. 阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。 3. 天线:在标签和读取器间传递射频信号。 有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。 四、工作原理 系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器

(完整word版)RFID技术-射频识别-教案

l 《RFID原理及应用》教案

《RFID原理及应用》教案

第1章 RFID 案例介绍 案例之一-沃尔玛的“新式武器” 2003年6月19日,在美国芝加哥召开的“零售业系统展览会”上,沃尔玛宣布将采用RFID 的技术以最终取代目前广泛使用的条形码,成为第一个公布正式采用该技术时间表的企业。如果供应商们在2008年还达不到这一要求,就可能失去为沃尔玛供货的资格,而沃尔玛的供应商大约有70%来自于中国。 能坐上零售业的头把交椅,沃尔玛的成功宝典上写满了有关搭建高效物流体系的密技,以保证竞争中的成本优势。可以看出,所有技术无一例外地都是围绕着改善供应链与物流管理这个核心竞争能力展开的。 作为沃尔玛历史上最年轻的CIO 凯文·特纳,曾说服了公司创始人山姆·沃顿建立了全球最大的移动计算网络,并推动沃尔玛引进电子标签。 如果RFID 计划实施成功,沃尔玛闻名于世的供应链管理将又朝前领 先一大步。一方面,可以即时获得准确的信息流,完善物流过程中的监控,减少物流过程中不必要的环节及损失,降低在供应链各个环节上的安全存货量和运营资本;另一方面,通过对最终销售实现的监控,把消费者的消费偏好及时地报告出来,以帮助沃尔玛调整优化商品结构,进而获得更高的顾客满意度和忠诚度。 ALE JBoss Server DB (disk)ECSpecValidator ReportGenerator ECSpecInstance Timer DB (memory) ReaderAdaptor Reader ReaderAdaptor Reader CUHK Reader Controller /w integrated ReaderAdaptor ALEService Notifier ReaderManager JDBC ALEClient R M I /J R M P R M I /J R M P R M I /J R M P S O A P H T T P /T C P JDBC CUHK Reader RS232Subscriber 成功案例之二-铁道部的调度利器 我国铁路的车辆调度系统是应用RFID 最成功的案例。铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中,推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。

射频原理

射频识别技术原理分析射频识别(RFID)技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点,在最近几年里得到快速发展。为加强中国工程师对该技术的理解,本文详细介绍了RFID技术的工作原理、分类、标准以及相关应用。 RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡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。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比,射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能,能同时处理多张卡片。在国外,射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。 系统组成和工作原理 最基本的RFID系统由三部分组成: 1. 标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信。 2. 阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。 3. 天线:在标签和读取器间传递射频信号。 有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。 系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,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卡的合法性,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。 在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面,不同的非接触传输方法有根本的区别,但所有的阅读器在功能原理上,以及由此决定的设计构造上都很相似,所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器,其功能包括:产

无线射频识别(RFID)技术详解

无线射频识别(RFID)技术详解 本文介绍了无线射频识别(RFID)技术的工作原理、系统组成、发展史,给出了RFID自动识别术语解释以及RFID技术应用于各个领域所对应的频段及产品特点。 一、概述 RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写,射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 无线射频识别技术(RFID)已经成为一个很热门的话题。据业内人士预测,RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机,随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务,以及其他电脑基础建设的庞大需求。或许这些预测过于乐观,但RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的。许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件,这些公司包括英特尔、微软、甲骨文、SAP和SUN,而最近全球最大的零售商沃尔玛的一项"要求其前100家供应商在2005年1月之前向其配送中心发送货盘和包装箱时使用RFID技术,2006年1月前在单件商品中使用这项技术"的决议,把RFID再次推到了聚光灯下。因此可以说无线射频识别技术(RFID)正在成为全球热门新科技。 二、射频识别技术发展历史 从信息传递的基本原理来说,射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的"利用反射功率的通信"奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。 射频识别技术的发展可按十年期划分如下: 1940-1950年:雷达的改进和应用催生了射频识别技术,1948年奠定了射频识别技术的理论基础。 1950-1960年:早期射频识别技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。 1960-1970年:射频识别技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。 1970-1980年:射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期,各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。 1980-1990年:射频识别技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。 1990-2000年:射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别产品得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。

射频识别技术的原理分析和应用综述

中央民族大学 微波技术与天线课程论文 2010年12月30日 射频识别技术的原理分析 和应用综述

摘要: 无线射频识别技术(RFID)作为一种新兴的自动识别技术,近年来在国内外已经得到了迅速发展。本文以射频识别技术的现发展状况为基础,分析其原理并举例综述了射频识别技术的应用情况。本文的最后,基于现有射频识别技术的应用状况,提出了一些在中国推广射频识别技术应用的方案设想。 关键词:RFID 无线射频识别技术原理无线射频识别技术应用 引言: 无线射频识别技术(RFID,radio frequency identlcation)是兴起于20世纪90年代的一种非接触自动识别技术,是继条码技术、光学字符识别技术、磁条(卡)技术、IC卡识别技术、声音识别技术和视觉识别技术后的又一种自动识别技术。射频识别技术采用大规模集成电路计算、电子识别、计算机通信技术,通过读写器和安装于载体上的RFID标签,能够实现对载体的非接触的识别和数据信息交换。再加上其方便快捷、识别速度快、数据容量大、使用寿命长、标签数据可动态更改、较条码而言具有更好的安全性、动态实时通信等优点,最近几年得到迅猛的发展。 1.射频识别技术概况 1.1射频识别技术发展概况 射频识别技术最早应用于第二次世界大战期间,被用于跟踪技术,随后,它的应用范围也不断扩大。【1】如将其应用于物流业、防伪、交通管理等主要领域的应用。 作为全新的一种无线通信技术,射频识别技术也正在中国得到了很快的普及。目前国内的RFID应用,低频和高频电子标签系统占据大多数市场。但与国外相比,中国的射频识别技术还存在一些差距。而且,我国企业对RFID技术的掌握能力,在世界还不是占有很大的优势。 1.2射频识别技术简要介绍 无线射频识别技术,或称射频识别技术,是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信,以达到自动识别目标对象并获取相关数据,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。【2】 1.3射频识别技术的组成 由射频标签(Tag)、阅读器(Reader)和数据交换与管理系统(Processor)三大部分组成。电子标签(或称射频卡、应答器等),由耦合元件及芯片组成,其中包含带加密逻辑、串行EEPROM(电可擦除及可编程式只读存储器)、微处理器CPU以及射频收发及相关电路。【2】

射频识别技术的原理及应用

射频识别技术的原理及应用 射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是自动识别技术的一种,即通过无线射频方式进行非接触、双向数据通信对目标加以识别,可以快速读写、长期跟踪管理。 RFID是物联网发展的排头兵和中枢技术之一。RFID标签可谓是早期物联网最为关键的技术与产品环节,现阶段物联网最大规模、最有前景的应用就是在零售和物流领域,利用RFID技术,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享。作为物联网的核心基础之一,RFID产业能否健康发展将直接关系到物联网建设的成败。一个典型的RFID系统一般由RFID标签、读写器以及计算机系统等部分组成。 根据阅读器及电子标签之间的能量感应方式,RFID有两种耦合类型 电感耦合(感应耦合):变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据为电磁感应定律。 反向散射耦合:雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律。 电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。

电感耦合与反向散射耦合的差别 在反向散射耦合方式中,阅读器的天线将读写射频能量以电磁波的方式发送到空间范围内,建立有效阅读区域,位于该区域中的标签从阅读器天线发出的电磁场中提取工作能量,并将标签内存的数据信息传送到阅读器,阅读器对信号解码后送计算机系统进行处理。反向散射耦合将射频能量以电磁波的形式发送出去。 在电感耦合方式中,阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈周围,通过交变闭合的线圈磁场,沟通阅读器线圈与射频标签之间的射频通道,没有向空间辐射电磁能量。 RFID技术的基本工作原理:标签进入磁场后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

射频识别技术原理分析及结构原理图

射频识别技术原理分析及结构原理图 系统组成和工作原理 最基本的RFID系统由三部分组成: 1. 标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信。 2. 阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。 3. 天线:在标签和读取器间传递射频信号。 有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。 系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,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卡的合法性,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。 在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面,不同的非接触传输方法有根本的区别,但所有的阅读器在功能原理上,以及由此决定的设计构造上都很相似,所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器,其功能包括:产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量;对发射信号进行调制,用于将数据传送给射频卡;接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异,电感耦合系统的高频接口原理图如图1所示。

阅读器的控制单元的功能包括:与应用系统软件进行通信,并执行应用系统软件发来的 命令;控制与射频卡的通信过程(主-从原则);信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法,对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密,以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。 射频识别系统的读写距离是一个很关键的参数。目前,长距离射频识别系统的价格还很贵,因此寻找提高其读写距离的方法很重要。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、阅读器的RF输出功率、阅读器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、 天线方向、阅读器和射频卡的耦合度,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%。 射频卡的标准及分类 目前生产RFID产品的很多公司都采用自己的标准,国际上还没有统一的标准。目前, 可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。应用最 多的是ISO14443和ISO15693,这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。 按照不同得方式,射频卡有以下几种分类: 1. 按供电方式分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池提供电源,其作用距离较远,但寿命有限、体积较大、成本高,且不适合在恶劣环境下工作;无源卡内无电池,它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电,其作用距离相对有源卡短,但寿命长且对工作环境要求不高。 2. 按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz 和134.2kHz两种,中频射频卡频率主要为13.56MHz,高频射频卡主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中,如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统;高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合,其天线波束方向较窄且价格较高,在火车监控、高速公路收费等系统中应用。 3. 按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器;被动式射频卡使用调制散射方式发射数据,它必须利用读写器的载波来调

射频识别技术原理分析

射频识别技术原理分析 射频识别(RFID)技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点,在最近几年里得到快速发展。为加强中国工程师对该技术的理解,本文详细介绍了RFID技术的工作原理、分类、标准以及相关应用。 RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡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。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比,射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能,能同时处理多张卡片。在国外,射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。系统组成和工作原理 最基本的RFID系统由三部分组成: 1. 标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信。 2. 阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。 3. 天线:在标签和读取器间传递射频信号。 有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。 系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,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卡的合法性,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。 在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面,不同的非接触传输方法有根本的区别,但所有的阅读器在功能原理上,以及由此决定的设计构造上都很相似,所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器,其功能包括:产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量;对发射信号进行调制,用于将数据传送给射频卡;接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异,电感耦合系统的高频接口原理图如图1所示。 阅读器的控制单元的功能包括:与应用系统软件进行通信,并执行应用系统软件发来的命令;控制与射频卡的通信过程(主-从原则);信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法,对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密,以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。

RFID原理与应用 许毅陈建军 知识点总结

《RFID原理与应用》-许毅陈建军-知识点总结 RFID原理和应用课程复习提纲第一章1、什么是RFID?无线射频识别作为一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 常用的有低频(125k~134.2K)、高频(13.56Mhz)、超高频,微波等技术。 2、RFID技术特点1快速扫描2体积小型化、形状多样化3抗污染能力和耐久性4可重复使用5穿透性和无屏障阅读6数据的记忆容量大7安全性 3、RFID系统的组成RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4部分构成。 4、阅读器的构成以及各部分的功能组成:射频接口、逻辑控制单元和天线天线:天线是一种能将接受到的电磁波转换为电流信号,或将电流信号转换为电磁波发射出去的装置。 射频接口模块:1产生高频发射能量,激活电子标签并为其提供能量2对发射信号进行调制,将数据传输给电子标签3接受并调制来自电子标签的射频信号逻辑控制模块:1与应用系统软件进行通信,并执行从应用系统软件发送来的指令2控制阅读器与电子标签的通信过程3信号的编码与解码4对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密5执行防碰撞算法6对阅读器和标签的身份进行验证5、电子标签分类、组成及各组成部分功能根

电子标签分为利用物理效应进行工作的数据据工作原理的不同,载体和以电子电路为理论基础的数据载体6、RFID中间件的主要功能1阅读器协调控制2数据过滤与处理3数据路由与集成4进程管理7、RFID系统能量耦合方式和数据传输原理根据射频识别系统作用距离的远近情况,标签天线与读写器天线之间的耦合可以分为密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统三类。 数据传输原理P108、RFID系统的工作原理阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流,获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息,经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性,只对合法标签进行相关处理,通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作;9、RFID系统的性能指标1射频标签的存储容量2工作方式3数据传输速度4读写距离5多个标签识别能力6射频标签与天线间的射频载波频率7RFID系统的连通性8数据载体9状态模式10能量供应10、RFID系统的频率划分和作用距离射频识别系统读写器发送的频率基本上划归4个范围:低频(30~300KHZ)、高频(3~30MHZ)、超高频(300MHZ)和微波(2.5GHZ以上)。 根据作用距离,射频识别系统的附加分类:密耦合(0~1cm)、遥耦合(0~1m)和远距离系统(1~10m)。 11、RFID技术现状和面临的主要问题问题:1.标签成本问题

RFID系统工作原理及其结构

RFID系统工作原理及其结构 一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成, 其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出,此时Reader 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。 图系统的基本组成 以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种, 一般低频的RFID大都采用第一种式, 而较高频大多采用第二种方式。 图卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式 阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。 应答器通常包含: a.天线:用来接收由阅读器送过来的信号,并把所要求的数据送回给阅读器。 /DC电路:把由卡片阅读器送过来的射频讯号转换成DC电源,并经大电容储存能量,再经稳压电路以提供稳定的电源。 c.解调电路:把载波去除以取出真正的调制信号。 d.逻辑控制电路:译码阅读器所送过来的信号, 并依其要求回送数据给阅读器。 e.内存:做为系统运作及存放识别数据的位置。 f.调制电路: 逻辑控制电路所送出的数据经调制电路后加载到天线送给阅读器。 图3.标签结构 阅读器通常包含: a.天线:用来发送无线信号给Tag,并把由Tag响应回来的数据接收回来. b.系统频率产生器:产生系统的工作频率. c.相位锁位回路(PLL):产生射频所需的载波信号 d.调制电路:把要送给Tag的信号加载到载波并送给射频电路送出. e.微处理器:产生要送给Tag信号给调制电路,同时译码Tag回送的信号, 并把所得的数据回传给应用程序,若是加密的系统还必需做加解密操作. f.存储器:存储用户程序和数据 g.解调电路: 解调tag送过来的微弱信号,再送给微处理器处理. h.外设接口:用来和计算机联机 图4.阅读器系统方块图

射频识别(RFID)技术的基本原理、特性、发展和应用

射频识别(RFID)技术的基本原理、特性、发展和应用 何谓射频识别 随着高科技的蓬勃发展,智能化管理已经走进了人们的社会生活,一些门禁卡、第二代身份证、公交卡、超市的物品标签等,这些卡片正在改变人们的生活方式。其实秘密就在这些卡片都使用了射频识别技术,可以说射频识别已成为人们日常生活中最简单的身份识别系统。RFID技术带来的经济效益已经开始呈现在世人面前。RFID是结合了无线电、芯片制造及计算机等学科的新技术。 1. 射频识别的定义 射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它利用射频信号及其空间耦合的传输特性,实现对静止或移动物品的自动识别。射频识别常称为感应式电子芯片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。一个简单的RFID系统由阅读器(Reader)、应答器(T ransponder)或电子标签(Tag)组成,其原理是由读写器发射一特定频率的无线电波能量给应答器,用以驱动应答器电路,读取应答器内部的ID码。应答器其形式有卡、钮扣、标签等多种类型,电子标签具有免用电池、免接触、不怕脏污,且芯片密码为世界唯一,无法复制,具有安全性高、寿命长等特点。所以,RFID标签可以贴在或安装在不同物品上,由安装在不同地理位置的读写器读取存储于标签中的数据,实现对物品的自动识别。RFID的应用非常广泛,目前典型应用有动物芯片、汽车芯片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理、校园一卡通等。 2.射频识别技术的发展 RFID技术起源于第二次世界大战时期的飞机雷达探测技术。雷达应用电磁能量在空间的传播实现对物体的识别。"二战"期间,英军为了区别盟军和德军的飞机,在盟军的飞机上装备了一个无线电收发器。战斗中控制塔上的探询器向空中的飞机发射一个询问信号,当飞机上的收发器接收到这个信号后,回传一个信号给探询器,探询器根据接收到的回传信号来识别是否己方飞机。这一技术至今还在商业和私人航空控制系统中使用。 雷达的改进和应用催生了RFID技术。1945年,Leon Theremin发明了第一个基于RFID技术的间谍用装置。1948年Harry Stockman发表的论文"利用反射功率的通信"奠定了射频识别的理论基础。Harry stockman同时预言,在能量反射通信中还有许多问题需要解决,在开辟RFID的实际应用领域之前,还要做相当多的研究和开发工作。20世纪50年代是RFID技术研究和应用的探索阶段,远距离信号转发器的发明扩大了敌我识别系统的识别范围。 D.B.Harris提出了信号模式化的理论及被动标签的概念。 直到20世纪70年代,RFID技术终于走出实验室进入了应用阶段。很快,RFID技术与产品得到了很大的发展,各种测试技术加速发展,出现了早期的规模化应用。20世纪80年代以来,集成电路、微处理器等技术的发展加速了RFID的发展,各种规模化应用发展起来,封闭系统应用开始成形。 在1991年,美国奥克拉荷马州出现了世界上第一个开放式公路自动收费系统。而近几年来,随着自动收费、门禁、身份卡片等的应用,RFID技术已经走入了人们的生活。RFID技术的发展可按10年期划分如下。 1941-1950年:雷达的改进和应用催生了RFID技术,1948年奠定了RFID技术的理论基础;1951-1960年:早期RFID技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究; 1961-1970年:RFID技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试; 1971-1980年:RFID技术与产品研发处于一个大发展的时期,各种RFID技术测试得到加速,出现了一些最早的RFID应用;

相关文档
最新文档