无线射频

米多-诗诗

无线射频是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术 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。 无线射频技术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。

中文名：无线射频
外文名：Radio Frequency Identification
简称：RFID
属性：一种非接触式的自动识别技术

基本介绍

目前生产射频技术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射频技术标准有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。

工作流程

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。

工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解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)，或者主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；解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。
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。
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。
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。

发展历程

RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术——RFID技术。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。
1)RFID技术发展的历程表。在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。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时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。
1981～1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。
1991～2000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2001—今。标准化问题日趋为人们所重视，RFID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。
RFID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RFID正在成为现实。

射频卡分类

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制自己的信号，该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中，距离更远(可达30米)。
4. 按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1厘米)、近耦合卡(作用距离小于15厘米)、疏耦合卡(作用距离约1米)和远距离卡(作用距离从1米到10米，甚至更远)。
5. 按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。

技术应用

1、产品性能：因大部分产品频率覆盖868MHz到915MHz，对系统中对应的读写设备要求可以降低，对频率偏差的敏感度降低。
2、产品符合：EPC CLASS 1 GEN 2 及 ISO18000-6C。
3、专业服务：针对性地利用世界先进的产品经验，具体化的对常用产品做专门的考虑。
4、适应领域：物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处理、邮件、快运包裹处理、文档追踪、图书馆管理动物身份标识、运动计时、门禁控制、电子门票、道路自动收费.从大型远距离UHF标签到细小的UHF标签。可以为客户做定制化生产，满足各种要求。

优势分析

和传统条形码识别技术相比，RFID有以下优势：
1.快速扫描
条形码一次只能有一个条形码受到扫描； RFID辨识器可同时辨识读取数个 RFID标签。
2.体积小型化、形状多样化
RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外， RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。
3.抗污染能力和耐久性
传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损； RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。
4.可重复使用
现今的条形码印刷上去之后就无法更改， RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。
5.穿透性和无屏障阅读
在被覆盖的情况下， RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。
6.数据的记忆容量大
一维条形码的容量是 50Bytes，二维条形码最大的容量可储存 2至 3000字符， RFID最大的容量则有数 MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。
7.安全性
由于 RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。
近年来，RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链。

产业链分析

在RFID系统中，会涉及到众多的行业和部门。对于RFID电子标签，里面的电路和天线设计是核心技术，也是利润最大的产业。由于我国起步比较晚，因此在电子标签方面比较薄弱，主要还是被国外所垄断，例如TI和PHILIPS等公司。但是我国经过这些年的技术积累和攻关，已经成功研发出了HF电子标签，而且也占据的市场也越来越大。
电子标签的封装是制作电子标签的一个必须环节，因为提供电子标签的厂家，例如PHILIPS等公司，只是提供裸芯片，因此封装电子标签，并且根据不用的应用场合，封装成不同的形状，就形成了一个规模较大的电子封装行业。RFID读写器在RFID系统中起着举足轻重的作用。因为读写器的好坏与优劣，直接影响到了系统性能的好坏和优劣。RFID读写器的设计与制造，是需要相关电子芯片和电路设计加工等行业支持的。例如基于PHILIPS的MFRC500读写芯片设计的HF读写器。
随着RFID应用场合的不断扩大与延伸，以及软件技术的发展，RFID应用系统也越来越多样化，功能也越来越强大。通过软硬件的技术支持，RFID应用系统集成商可以根据用户的要求以及不同的应用场合，提出最适合的解决方案，从而合理地共享资源，协同合作，共同推动RFID产业的发展。
值得一提的是RFID中间件的发展，越来越引人注目。对于各RFID读写器生产厂家的产品，一般都彼此不兼容，各有各的一套技术规范，因此也限制了RFID的大规模应用。
RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色，可以独立于各厂家的RFID读写器，RFID中间件又称RFID管理软件，它可以使RFID项目的开发速度加快，系统投入使用的时间缩短。中间件可以消除不同来源RFID标签的差别，把它们的数据进行整合，对建立灵活的、配置可变的RFID系统十分有利。中间件也包括用于监视和维护RFID系统的工具。RFID中间件的另一个重要功能是及早过滤无效的RFID数据。正确使用中间件架构可以有效保护RFID网络的投资。
RFID应用系统已经深入到了很多的行业，随着国家对RFID系统的重视，同时也为了保证RFID产业在我国能健康的发展，目前已在考虑建立RFID测试中心以及认证机构。对于目前相关的行业标准，目前仍然以国际通用的标准执行，例如ISO系列标准等。
随着应用的深入，以及我国自主技术不断的发展，我国也会相继推出适合我们自己国家的标准。