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2020-3-16 09:58    QQ 顶部


射频识别技术

射频识别(RFID)是 Radio Frequency Identification 的缩写。
其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信,达到识别目标的目的。RFID 的应用非常广泛,典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。

概述
无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。
无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术,通过无线通信结合数据访问技术,然后连接数据库系统,加以实现非接触式的双向通信,从而达到了识别的目的,用于数据交换,串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中,通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离,可分为近场和远场,为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

发展进程编辑
1940-1950年:由于雷达技术的发展和进步从而衍生出了RFID技术,1948年RFID的理论基础诞生。
1950-1960年:人们开始对RFID技术进行探索,但是并没有脱离实验室研究。
1960-1970年:相关理论不断发展,并且将这一系统在实际中开始运用。
1970-1980年:RFID技术不断更新,产品研究逐步深入,对于RFID的测试开始进一步加速。并且实现了对相关系统得应用。
1980-1990年:RFID技术和相关产品被开发并且应用在市场中,并且出现了多种领域的运用。
1990-2000年:人们开始对RFID的标准化问题给予重视,并且在生活的多个领域可以见到RFID系统的身影。
2000年后:人们普遍认识到标准化问题的重要意义,RFID产品的种类进一步丰富发展,无论是有源、无源还是半有源电子标签都开始发展起来,相关生产成本进一步下降,应用领域逐渐增加。 [3]
时至今日,RFID的技术理论得到了进一步的丰富和发展,人们研发单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、适应高速移动物体的RFID技术不断发展,并且相关产品也走入我们的生活,并开始广泛应用。 [3]

工作原理
RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入阅读器后,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。
一套完整的RFID系统, 是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部分所组成,其工作原理是阅读器(Reader)发射一特定频率的无线电波能量,用以驱动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:感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种方式,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。阅读器和标签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标签提供能量和时序。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。

组成部分
完整的RFID系统由读写器(Reader)、电子标签(Tag)和数据管理系统三部分组成。

分类
射频识别技术依据其标签的供电方式可分为三类,即无源RFID,有源RFID,与半有源RFID。
1、无源RFID。
在三类RFID产品中,无源RFID出现时间最早,最成熟,其应用也最为广泛。在无源RFID中,电子标签通过接受射频识别阅读器传输来的微波信号,以及通过电磁感应线圈获取能量来对自身短暂供电,从而完成此次信息交换。因为省去了供电系统,所以无源RFID产品的体积可以达到厘米量级甚至更小,而且自身结构简单,成本低,故障率低,使用寿命较长。但作为代价,无源RFID的有效识别距离通常较短,一般用于近距离的接触式识别。无源RFID主要工作在较低频段125KHz、13.56MKHz等,其典型应用包括:公交卡、二代身份证、食堂餐卡等。
2、有源RFID。
有源RFID兴起的时间不长,但已在各个领域,尤其是在高速公路电子不停车收费系统中发挥着不可或缺的作用。有源RFID通过外接电源供电,主动向射频识别阅读器发送信号。其体积相对较大。但也因此拥有了较长的传输距离与较高的传输速度。一个典型的有源RFID标签能在百米之外与射频识别阅读器建立联系,读取率可达1,700read/sec。有源RFID主要工作在900MHz、2.45GHz、5.8GHz等较高频段,且具有可以同时识别多个标签的功能。有源RFID的远距性、高效性,使得它在一些需要高性能、大范围的射频识别应用场合里必不可少。
3、半有源RFID。
无源RFID自身不供电,但有效识别距离太短。有源RFID识别距离足够长,但需外接电源,体积较大。而半有源RFID就是为这一矛盾而妥协的产物。半有源RFID又叫做低频激活触发技术。在通常情况下,半有源RFID产品处于休眠状态,仅对标签中保持数据的部分进行供电,因此耗电量较小,可维持较长时间。当标签进入射频识别阅读器识别范围后,阅读器先现以125KHz低频信号在小范围内精确激活标签使之进入工作状态,再通过2.4GHz微波与其进行信息传递。也即是说,先利用低频信号精确定位,再利用高频信号快速传输数据。其通常应用场景为:在一个高频信号所能所覆盖的大范围中,在不同位置安置多个低频阅读器用于激活半有源RFID产品。这样既完成了定位,又实现了信息的采集与传递。

特点
通常来说,射频识别技术具有如下特性:
1、适用性:RFID技术依靠电磁波,并不需要连接双方的物理接触。这使得它能够无视尘、雾、塑料、纸张、木材以及各种障碍物建立连接,直接完成通信。
2、高效性:RFID系统的读写速度极快,一次典型的RFID传输过程通常不到100毫秒。高频段的RFID阅读器甚至可以同时识别、读取多个标签的内容,极大地提高了信息传输效率。
3、独一性:每个RFID标签都是独一无二的,通过RFID标签与产品的一一对应关系,可以清楚的跟踪每一件产品的后续流通情况。
4、简易性:RFID标签结构简单,识别速率高、所需读取设备简单。尤其是随着NFC技术在智能手机上逐渐普及,每个用户的手机都将成为最简单的RFID阅读器。

优缺点
优势
射频识别技术能够被广泛的应用到多个产业和领域,必然有其“过人之处”。
就其外在表现形式来讲,射频识别技术的载体一般都是要具有防水、防磁、耐高温等特点,保证射频识别技术在应用时具有稳定性。就其使用来讲,射频识别在实时更新资料、存储信息量、使用寿命、工作效率、安全性等方面都具有优势。射频识别能够在减少人力物力财力的前提下,更便利的更新现有的资料,使工作更加便捷;射频识别技术依据电脑等对信息进行存储,最大可达数兆字节,可存储信息量大,保证工作的顺利进行;射频识别技术的使用寿命长,只要工作人员在使用时注意保护,它就可以进行重复使用;射频识别技术改变了从前对信息处理的不便捷,实现了多目标同时被识别,大大提高了工作效率;而射频识别同时设有密码保护,不易被伪造,安全性较高。与射频识别技术相类似的技术是传统的条形码技术,传统的条形码技术在更新资料、存储信息量、使用寿命、工作效率、安全性等方面都较射频识别技术差,不能够很好的适应我国当前社会发展的需求,也难以满足产业以及相关领域的需要。
缺点
(1)技术成熟度不够。RFID技术出现时间较短,在技术上还不是非常成熟。由于超高频RFID电子标签具有反向反射性特点,使得其在金属、液体等商品中应用比较困难。
(2)成本高。RFID电子标签相对于普通条码标签价格较高,为普通条码标签的几十倍,如果使用量大的话,就会造成成本太高,在很大程度上降低了市场使用RFID技术的积极性。
(3)安全性不够强。RFID技术面临的安全性问题主要表现为RFID电子标签信息被非法读取和恶意篡改。
(4)技术标准不统一。
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chinagaofeng 修改于2020-03-16 10:20
 


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