射频识别技术——原理协议及系统设计RFID系统组件原理
射频识别技术(RFID)
3 磁条技术
■ 磁条技术具有以下优点：
■ 数据可读写，即具有现场改写数据的能力； ■ 数据存储量能满足大多数需求，便于使用，
成本低廉，还具有一定的数据安全性； ■ 它能黏附在许多不同规格和形式的基材上。
■ 磁条技术在很多领域得到了广泛应用， 如信用卡、银行ATM卡、机票、公共汽 车票、自动售货卡、会员卡、现金卡(如 电话磁卡)、地铁AFC等。
RFID的优势
(1)具有非接触性，识别工作无需人工干预，能够实现自动化。 (2)数据量大，根据需要可传输除识别信息外的目标身份信息、运
行状态等。 (3) 信息处理速度快，可以达到几十微秒。 (4) 保密性高，未经允许几乎不能复制与修改数据。 (5) 识别距离远，数据载体与阅读器间的最远距离可达到数十米。 (6)具有很强的环境适应性，抗干扰能力强，可在全天候下使用，
射频识别技术(RFID)
第2章 射频识别技术
1. 自动识别和数据采集技术 2. RFID系统的组成部件 3. RFID电子标签 4. RFID标签读写器 5. RFID系统的工作原理 6. RFID组网技术 7. RFID的标准化 8. 系统部件的选择 9. RFID技术和其他技术的结合
2.1自动识别和数据采集技术
(3)调制器：逻辑控制电路送出的数据经调制电路调制后加载 到天线发送给阅读器。
(4) 解调器：去除载波以取出真正的调制信号。
(5)逻辑控制单元：用于译码阅读器送来的信号，并依其要求 回送数据给阅读器。
(6)存储单元：包括EEPROM与ROM，作为系统运行及存放识 别数据的位置
2.3.2 RFID标签的天线
■ 电子标签中，天线面积占主导地位，即 标签面积主要取决于其天线面积。然而 天线的物理尺寸受到其工作频率电磁波 波长的限制。
RFID射频识别技术总结
RFID射频识别技术RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。
它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作方便。
1RFID的组成及工作原理射频识别系统由电子标签、阅读器、天线组成。
电子标签：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
阅读器：又为读写装置，可无接触的读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的，有手持或固定式两种，通过阅读器和电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步的处理。
天线：在标签和阅读器之间传递射频信号。
2 RFID与其他自动识别技术的比较广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、IC、射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及应用场合。
表1显示了RFID与其它几种识别技术的区别。
表1 不同识别技术区别表3 RFID系统的分类根据射频识别系统的系统特征，可以将射频识别系统进行多种分类。
下面是系统特征及按照该系统特征进行射频识别系统的分类，如下表2所示：表2 射频识别系统的特征及其分类射频识别系统按照其采用的频率不同可分为低频系统、高频系统和微波三大类；根据标签是否装有电池为其供电，又可将其分为有缘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将其分为集成电路固化式、现场有线改写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。
RFID读写器的相关技术RFID读写器是RFID 技术研究的一个重要方面，从系统设计角度来说，由于力求电子标签的设计足够简化，成本尽可能低，因而对于读写器来说，就要实现更多的功能，如多制式标签的兼容、尽可能远的读写距离、多标签的同时处理等等。
这就给读写器的系统设计与实现带来了相当的复杂性。
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(总7页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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2.2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。
射频识别技术之RFID应用系统构建介绍课件
结论：RFID技术在仓储物流管理中的应用具有显著的优势，可以提高仓储物流管理的效率和准确性，降低库存成本，为企业带来显著的经济效益。
资产管理
资产追踪：实时监控资产位置，提高资产利用率
交通与运输：应用于智能交通、车辆管理、电子收费等领域
安全与防伪：应用于证件防伪、商品防伪、票务管理等领域
零售与商品管理：实现商品防伪、溯源、库存管理等功能
医疗与健康：用于医疗设备管理、病人追踪、药品管理等方面
环保与能源：应用于智能电网、智能水表、智能燃气表等领域
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成本降低
随着技术的发展，RFID标签和读写器的成本逐渐降低
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规模效应导致生产成本降低
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市场竞争加剧，促使企业降低成本
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技术创新和工艺改进，降低生产成本
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谢谢
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资产盘点：自动盘点资产，提高盘点效率
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资产维护：实时监控资产状态，提前预警设备故障
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资产安全：防止资产丢失，提高资产安全水平
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智能交通
电子收费系统：通过RFID技术实现自动收费，提高交通效率
车辆识别与追踪：利用RFID标签识别车辆身份，实时追踪车辆位置
公共交通管理：利用RFID技术实现公交车辆调度、乘客信息管理等功能
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软件部署与维护：将系统部署到实际环境中，并进行日常维护和升级
RFID应用系统案例分析
仓储物流管理
应用背景：仓储物流管理是现代物流的重要组成部分，涉及库存管理、运输管理、配送管理等多个环节。
简述射频识别系统的工作原理
简述射频识别系统的工作原理射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种通过无线电信号来实现非接触式自动识别的技术。
射频识别系统由射频标签、读写器和后台管理系统组成，通过射频标签和读写器之间的无线通信，实现对物体的识别和数据的传输。
射频标签是射频识别系统中的核心部件，它通常由射频芯片和天线组成。
射频芯片负责存储和处理数据，天线用于接收和发送射频信号。
射频标签可以粘贴在物体表面，或者嵌入到物体内部，具有体积小、成本低、易于集成等特点。
读写器是射频识别系统中的另一个重要组成部分，它通过发射射频信号并接收标签返回的信号来实现对标签的读写操作。
读写器一般由射频模块、控制电路和天线组成。
射频模块负责发射和接收射频信号，控制电路用于控制射频模块的工作状态，天线用于接收和发送射频信号。
射频识别系统的工作原理如下：1. 发射射频信号：读写器通过射频模块发射一定频率的射频信号，这个频率通常在低频、高频或超高频范围内。
2. 接收射频信号：射频标签接收到读写器发射的射频信号后，天线将信号传递给射频芯片。
3. 数据处理：射频芯片接收到射频信号后，开始处理其中的数据。
射频芯片中存储着唯一的标识码，也可以存储其他相关信息，如产品序列号、生产日期等。
4. 返回信号：射频芯片处理完成后，将数据通过天线发送回读写器。
这个过程中，射频标签不需要电池，它通过从读写器发射的射频信号中获取能量。
5. 数据读取：读写器接收到射频标签返回的信号后，将其中的数据进行解码和处理，最终将数据传输给后台管理系统。
6. 数据处理与管理：后台管理系统接收到读写器传输的数据后，可以根据需要进行存储、分析和处理。
通过射频识别系统，可以实现对物体的快速识别和跟踪，提高物流效率和管理水平。
射频识别系统的工作原理是基于无线通信和数据处理的技术。
通过射频标签和读写器之间的无线通信，可以实现对物体的自动识别和数据的传输。
射频识别技术RFID的原理及应用
射频识别技术简要介绍
射频标签、阅读器和数据交换与管理系统 三大部分组成
电子标签接收射频脉冲，整流并给电容充电。电容电压经过稳压 后作为工作电压。数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数 据并送到控制逻辑。控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其 它操作。EEPROM用来存储电子标签的ID号及其它用户数据。
射频识别技术RFID的原理和应用
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。 优点：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、更好的安全性、动 态实时通信等
微波1比特系统 电磁反向散射式应答器 无源电子标签供电原理
利用电容二极管的非线性特性和能量存储特性 来实现的
利用电磁波散射原理来实现数据的传输
电磁式感应方式
射频接收方式
射频识别系统主要应用领域 射频识别系统在应用中的 优缺点 在中国推广射频防伪物流管理中的推广 交通管理中的推广 火车票防伪、验证的推广
物联网：射频识别(RFID)原理及应用 第1章 RFID系统概述
第1章 RFID系统概述
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一 种通信技术，可通过无线电信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。
目前RFID技术应用很广，如图书馆、门禁系统、食品安全溯源 等。本章主要介绍RFID的发展历史、现状、发展趋势，以及RFID系 统的组成与原理和RFID系统的标准化。
图1-1 RFID系统基本模型
最基本的RFID系统由三部分组成。
（1）电子标签（tag，或称标签，射频标签）：由芯片与内置天 线组成。芯片内保存有一定格式的电子数据，作为待识别物品的 标识性信息，是射频识别系统真正的数据载体。内置天线用于和 射频天线间通信。
（2）读写器：又称为阅读器，读取或读读取信号，并接收标签的应 答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签 上其他相关信息传输到主机以供处理。
（1）电感耦合。使用类似变压器的模型，通过空间高频交变磁场 实现耦合，依据的是电磁感应定律。
（2）电磁反向散射耦合。使用类似雷达的原理模型发射出去的电 磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标的信息，依据的是电磁波 的空间传播规律。
2．RFID的工作频率
RFID系统的工作频率划分为下述频段。 （1）低频（LF，频率范围为30kHz～300kHz）：工作频率低于135kHz， 最常用的是125kHz。 （2）高频（HF，频率范围为3MHz～30MHz）：工作频率为13.56MHz± 7kHz。
（3）数据管理中心：通常是一个装载了数据中心和控制软件的与 读写器通过通信接口连接的PC或者工作站，主要完成数据信息的存 储、管理及对射频标签进行读写控制。数据管理系统可以是市面上 现有的各种大小不一的数据库或供应链系统，用户还能够买到面向 特定行业的、高度专业化的库存管理数据库，或者把RFID系统作为 整个ERP的一部分。写入数据一般来说是离线完成的，也就是预先 在标签中写入数据，等到开始应用时，直接把标签粘附在被标识物 体上。也有一些RFID应用系统，写数据是在线完成的。
射频识别RFID原理与应用ppt课件
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其中，后3个频段为ISM (Industrial Scientific Medical)频段。ISM频段是为工业、科学和医疗应 用而保留的频率范围，不同的国家可能会有不同 的规定。
UHF和SHF都在微波频率范围内，微波频率范围为 300 MHz—300 GHz。
在RFID技术的术语中，有时称无线电频率的LF和 HF为RFID低频段，UHF和SHF为RFID高频段。
工作频率、读／写能力、编码调制方式、 数据传输速率、信息数据存储容量、工作 距离、多应答器识读能力（也称为防碰撞 或防冲突能力）、安全性能（密钥、认证） 等。
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应答器的分类 ：
根据应答器是否需要加装电池及电池供电 的作用，可将应答器分：
为无源（被动式） 半无源（半被动式） 有源（主动式）
针对RFID的具体应用，需要在高层将多阅读器获 取的数据有效地整合起来，提供查询、历史档案 等相关管理和服务。
更进一步，通过对数据的加工、分析和挖掘，为 正确决策提供依据。这就是所谓的信息管理系统 和决策系统。
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2、中间件与网络应用
RFID中间件是介于RFID阅读器和后端应用程序之 间的独立软件，能够与多个RFID阅读器和多个后 端应用程序连接。
射频识别RFID原理与应用
1
一、自动识别
数据采集（识别）：
1、人工采集
2、自动识别
①条码
②RFID（Radio Frequency Identification）
③接触式IC卡
④生物特征识别（指文、人脸、语音）
⑤光学字符识别（Optical Character
Recognition ， OCR）等
根据射频耦合方式的不同，RFID可以分为： 电感耦合方式（磁耦合） 反向散射耦合方式（电磁场耦合）
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2.1.6 射频模块
电感耦合型射频模块
低频、高频RFID系统通过阅读 器和射频标签之间的电感耦合 工作。该工作方式的射频标签 一般是无源的，通过电感耦合 给标签提供能量。
阅
信
阅 读 器 功 能
阅 读 器 分 类
读 器 操 作 规
阅 读 器 组 成
号 处 理 与 控
射 频 模 块
范
制
2.1.1 阅读器功能
阅读器作为连接应用层（中间件）和射频标签的桥梁， 占据着十分重要的位置。一般来说，阅读器在RFID系统 中可能提供的功能可以总结如下。
供 阅读器为射频标签工作提供 能 能量
半无源标签
• 电路板上集成电 池，但作为辅助 备用
2.2.2 标签分类
按工作频率
低频标签
• 30kHz~300kHz • 一般为无源 • 电感耦合 • 穿透力强
高频标签
• 300kHz~30MHz • 一般为无源 • 电感耦合 • 传输快、存储大
超高频标签
• 0.3GHz~3GHz • 无源或有源 • 电磁反向散射耦合 • 距离远、速率高、移动场
按封装形式
• 便于携带、天 线保护好、防 水防潮
卡片型 标签
• 可以直接贴在 物体上，用于 工业生产、物 流管理等领域
标签型 标签
• 动植物管理
植入型 标签
配件型 标签
• 方便携带同时 不影响美观。
2.2.2 标签分类
按能量来源
• 主动标签，依靠
有源标签 自身电池。
无源标 签
• 依靠反射阅读器 发射的载波信号 来获取能量
感知 第 射
频
识别 二 识
别
篇 技
术
原理、协议及系统设计
射 频 识 别 技 术
第 二 章
RFID系统 组件原理
原理、协议及系统设计
本章内容
2.1 阅读器 2.2 射频标签 2.3 软件系统组成 2.4 小结
2.1 阅读器
阅读器作为RFID系统重要的硬件组成部分 本节将从以下六个方面对阅读器进行介绍
工作频率
中间件接口
防碰撞性能
多天线的支 持能力
网络通信协议
射频识别协 议灵活性
国家（地区） 无线电管理规
范
2.1.4 阅读器组成
又称基带控制模块 包含：
微处理器以执行计算 任务
数字信号处理芯片以 完成数字信号的编码、 解码
又称高频接口模块 包含分隔的信道： 发射器信号通道 接收器信号通道
2.1.5 信号处理与控制模块
环形器
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
接受模块由线性放大器、两个功 分器和两个混频器组成。
射频标签返回 天线 环形器（三
微弱信号
端口微波器件）
功分器
带通滤波器
混频器
I路基带信 号输出
混频器
Q路基带信 号输出
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
射频模块主要功能
产生高频发送能量，激活射频标 签并为其提供能量（无源射频标 签）
一般来说，可以将标签的功能归纳为以下几点：
存 储 标签内存储和物品相关的信
息，如标识符、生产日期、
数 生产厂家等。 据
非 读 接 标签可以在距离阅读器一定 写 触 距离的范围内被识别。
式
能 量 标签可以从阅读器发射的电磁
场中吸收能量，为标签自生供
获 电。 取
安碰 全撞 … 加退 密让
2.2.2 标签分类
阅读器向射频标签发送数据时， 可以采用多种数字调制技术对 数据进行调制。 射频标签向阅读器发送数据时， 通常采用负载调制技术，将射 频标签天线线圈中的电压变化 传到阅读器天线。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
远距离超高频RFID系统利用阅 读器与射频标签之间的电磁反 向散耦合原理工作的，类似于 雷达的工作原理。
安 全 阅读器的通信安全性保证功 保 能，如使用加密、解密技术 证
通 阅读器和射频标签之间的通信 信 阅读器和应用层（中间件）之
间的通信
自多中连
组天间接 网线件外
…
能管接设
力理口
2.1.2 阅读器分类
按工作频率
RFID系统的工作原理与其所使用的射频信号频率有关。 工作频率越高，识别距离越远，数据传输速率越高，信 号衰减越厉害，对障碍物越敏感。
放大之后的载波信号经过功分 器分成两路，一路送往发送模 块，一路送往接受模块。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
发送模块由混频器、线性放大器、 前置放大器、功率放大器和阻抗 变换网络组成。
线性放大器 阻抗变换网
信号放大 混频器
载波、基带信号 混合调制
功率放大器
阻抗匹配
低通滤波器 和谐波抑制器
该系统中，为了给射频标签提 供工作能量，阅读器必须不断 地发送射频信号。
阅读器发送信号和标签返回信 号频率相同、强度不同。
为了区分，超高频的射频模块 可分为：源模块、发送模块和 接受模块。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
源模块的作用是为发送通道和 接受通道提供本地振荡器 （Local Oscillator）。
对发送信号进行调制，用于将数 据传输给射频标签。
接受并解调来自射频标签的射频 信号。
2.2 Байду номын сангаас频标签
射频标签作为RFID系统重要的硬件组成部分 本节将从以下八个方面对阅读器进行介绍
标
标
标标签 标标标 签标
签签操 签签签 唤签
功分作 组天芯 醒制
能类规 成线片 电造
范
路
2.2.1 标签功能
射频标签的最主要功能就是能够存储一定量的数据， 并以非接触的方式将存储的数据发送给阅读器。
按 在实际应用中，由于需要综合考虑阅读器成本、便携性等方面因
结 素，因此阅读器在外观结构上有很大不同，可分为以下三类：
构
外 固定式 观
便携式 工业读写器
有集搭 线成建 供度快 电高速
体电移 积池动 较供方 小电便
行 他可 业 传集 相 感成 关 器其
2.1.3 阅读器操作规范
为保证阅读器的性能满足应用需求，在阅读器的使用过 程中通常要遵循相应的操作规范。 在操作规范中，下面几点是选择使用阅读器时需要重点 考虑的方面：
低频和高频阅读器，
工作频率一般小于 1m，典型工作频率 125kHz、135kHz、 6.78MHz、13.56MHz 和27.125MHz
超高频和特高频阅
读器，工作频率一 般大于1m，典型工 作频率有433MHz、 860MHz~960MHz、 2.45GHz和5.8GHz
2.1.2 阅读器分类