RFID电子标签系统及产品研发ppt

微带贴片天线；线圈天线；分型开槽环、电磁带隙天线 等。
RFID标签系统中的几个基本问题
RFID天线设计、制备中主要考虑: 天线的类型；天线物理尺寸的小型化; 方向性具有全向 或半球覆盖; 高增益, 能提供最大的信号给标签的芯片; 阻 抗匹配好, 任何方向标签天线都能与读写器相匹配; 抗环境
干扰强（即顽健性好）及低成本等。
阅读器和电子标签都需要安装天线，天线的应用目 标是取得最大的能量传输效果。
RFID系统所常用的天线类型主要有：
偶极子天线；微带贴片天线；线圈天线；分型开槽 环、电磁带隙天线等。
在电子标签中，天线与标签芯片封装在一起，由于 标签尺寸的限制，天线的小型化成为决定RFID系统性 能的重要因素。
RFID系统的基本组成
￥50-60
RFID应用的领域相当广泛
物流： 物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口 应用，邮政，快 递 零售： 商品的销售数据实时统计，补货，防盗 制造业： 生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产 服装业： 自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理 医疗： 医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗 身份识别： 电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。 防伪： 贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等 资产管理： 各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等) 交通： 高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识 别等 食品： 水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理 动物识别： 训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理 图书馆： 书店，图书馆，出版社等应用 汽车： 制造，防盗，定位，车钥匙 航空： 制造，旅客机票，行李包裹追踪 军事： 弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪
天线
标签
阅读器
RFID系统的基本组成
RFID系统应用系统组成
RFID系统的基本组成
RFID电子标签（应答器）电路的基本结构示意图
射 频 前 端 电源 电路 时钟 解调 解码 负载 调制 控制器 编码器 存储器
RFID电子标签一般分为： 无源（被动式）、半有源（半被动式） 、有源（主动式）
RFID系统的基本组成
RFID测试方案
新型复合碳纳米管导电油墨在RFID标签中的应用
据报导，利用单壁碳纳米管制备导电油墨，其导电性 能可接近理想导体。将此导电油墨用于RFID电子标签、 RF天线和RF前端的应用也已见报导。如
谢 谢 ！
率为+30dBm。
RFID标签系统中的几个基本问题
2）RFID的频率方案
RFID系统目前所使用的频率有： LF代表低频射频(125KHz,134KHz); HF代表高频射频(13.56MHz); UHF代表超高频射频(850至960MHz); 射频/微波(2.4GHz\5.8GHz) 各国对频率的要求不同。
电子标签市场
低高频：航天金卡、亚仕同方、广
东德生、中山达华 超高频：远望谷、上海秀派、上海
中间商/软件商
IBM、SAP、甲骨文
坤锐
阅读器市场
低高频：（三四百家生产厂家）：航天金卡、深圳明华、深圳德
卡、广东德生、深圳先施、天津磁卡、北京蓝卡
超高频：（十几家）：深圳先施、远望谷、江苏瑞福、上海秀 派
RFID各领域代表厂家 产品
层
…
RFID的发展示意图
RFID国内的发展简况
2004国家金卡工程,RFID应用试点列为重点工作.
RFID是 《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》列 入相关内容 二十一世 纪最具发 《2006-2020年国家信息化发展战略》 展前景和 2006年国务院15个相关部门达成共识並联合颁布了 变革力的 《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》 2007年列入《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》 高新技术， 中国政府 2007年列入《高技术产业发展“十一五”规划》 高度重视 其发展。 2008年列入《国家金卡工程（2008-2013年）发展规划》
2011年中国RFID的市场规模
RFID是物联网中的核心技术之一，在物联网产业链中， RFID成为市场最为关注的领域，其中： 在证照防伪中占45.2%、电子支付中占24.9%、出入控制中占 15.9%、仓储物流中占6.4%、物流追踪等其他方面占7.6%。
数据显示，2010年中国RFID产业规模首次突破百亿元，同比 增长42.8%，
另外，还要考虑标签附着物的射频性能： 例如，标签附着物的不同标识部位或者不同的材质和密 度(如纸箱、木箱、塑料体、玻璃体、金属体等)会导致射频 特性相应变化。因此标签天线还需按不同标签附着物进行
设计。
RFID标签系统中的几个基本问题
4）RFID标签的价格
据报道，条形码年使用量已达10万亿片，RFID以其巨
(低频、中频段)以下 .
RFID标签系统中的几个基本问题
5）生产手段和方式
目前，国内标签天线的生产方式主要是蚀刻法为主，该
法存在材料浪费、污染严重及高成本的问题。而标签天线的
直接印刷是一种低污染、低成本生产方式。 实验研究表明，采用丝网印刷的方式来制作标签天线， 可以大大提高标签的制作效率、有效降低RFID标签制作成 本。结合新型超薄纸电池技术，有望制成超薄(纸)电池RFID 一体化的有源电子标签，促进RFID有源标签的广泛应用。 有报道称，韩国开发喷墨打印制造工艺生产RFID标签产 品，与原先制造成本相比可降低10% 。
大的优越性，大有取代条形码之势，但是，阻碍其应用的一 个重要因素就是标签的成本问题。 现在RFID标签的价格从1.5 ～ 2.5元/片(低频、中频段)、 3.5~60元/片（超高频、射频频段）不等，这对于大多数商 家和消费者来说还不太容易接受。
在中国，消费者对RFID标签成本的心理价位应该在0.5元 (低频、中频段)以下,随着印刷RFID的出现和RFID标签使用率 的提升， RFID标签的平均价格有望在2014年降到0.6~0.9元
系统的 对接
RFID的优势需要在一整套信息交互系统的协作下才能够体现 包括企业内部的企业资源计划系统、仓库管理系统、商品管理 系统需要将RFID系统相衔接，而且不同企业之间的信息系统 也需要互联互通 。缺乏信息交互系统对接。
标准
国际上已经出现五大RFID标准，但中国尚没有推出RFID标准。
RFID未来市场格局
目前RFID是物联网概念在现实生活中应用最广的技术
国内RFID的市场现状
起步晚-RFID在近两年才成为中国市场热点，市场共识是他 成为信息产业新的经济增长点. 水平较低-国产的低频和高频产品已经相对成熟，多频以及 超高频、微波产品刚开始研发. 应用面窄-大规模应用在政府引导项目，如二代证、铁路车 皮管理调度系统、危险品管理、军车牌、停车场管理、门禁 /门票管理、宠物管理等. 增长快速-中国的IC行业连续几年保持快速增长，年增长率 已经超过美国和日本，成为世界上半导体增长最快的地方. 目前国产UHF芯片出现. 政府支持-政府强调自主创新，十二五规划的重点工作之一 就是大力推进我国的RFID产业的发展.
RFID电子标签系统 及产品研发
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研究目的、意义和必要性
RFID系统的基本组成
RFID技术被认为是近30年来10大最具生命力的技术之一， 它正朝着无所不在的方向快速发展。 最基本的RFID系统由三部分组成： 标签(Tag)： 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(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息 的设备，可设计为手持式或固定式. 天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号
芯片
电子标签
阅读器
主要供应商
NXP、Mstar、 TI、ST、Alien、 inside、impinj、同方微 电子、复旦微电子、华虹电子、上海贝岭、北京华大 、大 唐微电子、深圳毅能达
高频领域基本被国内占据，超高频领域基福、广东德生、深 圳先施、天津磁卡、上海华申智能等
RFID在中国发展主要有三方面约束
RFID的 成本高 目前，RFID标签的成本平均已经降低到2元左右(低频段)，但 仍是条形码的100倍，价格的门槛使得标签难以大规模普及.在 中国，消费者对RFID芯成本的心理价位应该在0.5元(低频段)以 下,随着印刷RFID的出现和RFID标签使用率的提升，标签的平 均价格有望将在2014年降到0.6元(低频段) 以下.
业内预计： 2011年有望达到160亿元，到2012年则将超过200亿元。
RFID产业链
标签芯片设 计与制造 天线设计 与制造 读写模块设 计与制造 读写器天线 设计与制造 读写器设计 与制造 标签封装技 与设备 软件 中间件 RFID 测试 标签打印 和贴标
培训与服务
终端用户
系统集成 应用示范
RFID企业竞争格局
目前政府项目仍然主导着整个中国RFID市场，并且在短期内还将持续。
第一. 以LF、HF频段证卡应用为主的RFID市场格局将会在5年内 被打破, 许多从事LF、HF频段设备生产的企业将会面临产业升级 或倒闭。 第二. 国产UHF芯片出现。会有大批的企业加入到RFID标签、天 线、读写设备的设计、制造行业中来，进口品牌的市场份额将会 受到严重冲击。 第三. 在RFID超高频（UHF）和微波（MW）频段较早介入的企 业，将会抓住机遇，发挥先发优势，实现突破性的发展，成为 RFID行业的巨头。 第四. 食品、药品安全、固定资产管理尤其是军用物资的管理将会 与现代物流、零售、生产管理这些传统的RFID应用领域并重，成 为两个强大的应用领域。 第五. RFID将和其他无线技术结合，跨产业的合作是大势所趋。
几种典型的电子标签
智能标签
UHF 电子标签卡
UHF 电子标签锁
UHF 金属电子标签
RFID系统的基本组成
RFID阅读器电路组成结构示意图
发送通道 动作 控制 M C U 通信 接口 时钟 电路 载波形成 天线 振荡器
接收通道
RFID系统的基本组成
RFID阅读器
RFID系统的基本组成
RFID天线
软件/中间商
系统集成
IBM、SAP、甲骨文等
中行通讯、航天信息、阿法迪、北京维深、同方智能等
MSTAR公司 RFID芯片主推型号
NXP公司 RFID 芯片主推型号
封装
价格
￥23
￥30-40
￥33
￥50-60
￥13
￥30-40
￥30-40
ST 公司RFID 芯片主打型号
price
￥42
￥50-60
RFID的信息管理和决策系统（高层或后端）
应答器 1-1 阅读器 1 应答器 1-N 应答器 2-1 阅读器 2 应答器 2-N 应答器 N-1 阅读器 N 应答器 N-N
… … …
针对多阅读器构成的网络 架构的信息系统，RFID的 高层（或后端）是必不可 少的。
高
介于RFID阅读器和后端应 用程序之间的独立软件称 之为中间件。
RFID标签系统中的几个基本问题
1）RFID的阅读器和标签芯片
RFID芯片的射频部分通常采用半导体制造工艺的 RF元件，包括： 源模块、RFID发送模块、RFID接收模块、I/O调制解 调模块等。 美国阅读器的最大输出功率达+30dBm；欧洲的阅 读器的最大输出为+27dBm；日本的阅读器最大输出功
RFID标签系统中的几个基本问题
6）RFID关键技术
RFID 技术在很多领域已经有了许多实际应用，共性的 技术已经趋于成熟，但现阶段需要解决和完善关键技术主 要有： 1）无源电子标签的低值、可靠、柔性规模生产技术。 2）有源电子标签低耗、低压、抗干扰设计及新型超薄电池 应用技术。 3）远距离射频/微波反射读写技术。
欧洲的超高频是868MHz,美国的则是915MHz.日本目前
不允许将超高频用到射频技术中。
不同的应用领域需要选择不同的使用频率。
RFID标签系统中的几个基本问题
3）标签天线
阅读器和电子标签都需要安装天线，天线的应用目 标是取得最大的能量传输效果。在电子标签中，天线与 标签芯片封装在一起，由于标签尺寸的限制，天线的小 型化成为决定RFID系统性能的重要因素。 RFID系统所常用的天线类型主要有：偶极子天线；