【正文】 第 1 頁 共 114 頁 RFID 射頻識別技術介紹 編輯：徐盛 日期： 第 2 頁 共 114 頁 目錄 第一章 RFID 的 基礎知識 RFID 的定義 RFID 射頻識別技術的概念 RFID 的基本組成部分 RFID 技術的基本工作原理 第二章 RFID 技術的 標準 RFID 相關標準總覽 RFID 技術標準面面觀 RFID 前端技術標準體系簡述 RFID 相關標準的推動力 RFID 相關標準的社會影響因素 RFID 相關標準在中 國的運行情況 第三章 RFID 技術特點和面臨的困難 射頻技術與條形碼技術的區(qū)別 智能標簽特點及其制印技術現(xiàn)狀分析 SAW 射頻識別無源電子標簽技術及應用 成本高標準不統(tǒng)一 電子標簽中國推行遇困 第四章 RFID 技術配套產(chǎn)品介紹 電子標簽中的射頻天線 基于 TI S6700 系列芯片的 RFID 閱讀器 射頻標簽讀寫設備基本原理 EPCglobal 網(wǎng)絡實現(xiàn) RFID 數(shù)據(jù)交換 第五章 RFID 技術的應用 RFID 技術的典型應用 零售商推崇 RFID 的原因 電子標簽與電子標簽庫存管理 RFID 在食品醫(yī)藥等重要市場的最新發(fā)展 第六章 行業(yè)信息 富士通發(fā)布配備 FRAM 的無源型 UHF 頻帶無線標簽系統(tǒng) 飛利浦 RFID 芯片通過 EPC Gen 2 標準認證 汽車電子標簽納入全國汽標委 2020 工作計劃 國際紙業(yè)應用 RFID 技術進行原材料跟蹤 國家金卡工程協(xié)調領導小組成員兼辦公室主任 在國家金卡工程第七次全國 IC 卡應用工作會議上的講話 我國標簽芯片發(fā)展現(xiàn)狀 RFID 系統(tǒng)將無處不在 第 3 頁 共 114 頁 第七章 生產(chǎn) 900MHz 電子標簽的廠家 深圳市聯(lián)祥瑞和科技開發(fā)有限公司 廣東勁翔金卡有限公司 美國 德州儀器 公司 第 4 頁 共 114 頁 第一章 RFID 基礎知識簡介 RFID 的定義 RFID 是什么？ RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。 RFID 其主要核心部件是一個電子標簽，直徑僅為 2 毫米不到，通過相距幾厘米到幾米距離內傳感器發(fā)射的無線電波，可以讀取電子標簽內儲存的信息，識別電子標簽代表的物品、人和器具的身份。 返回 第 5 頁 共 114 頁 RFID 射頻識別技術的概念 RFID 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID 技術可識別高速運動 物體并可同時識別多個標簽， 操作快捷方便。 埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為 RFID 是一種突破性的技術： “ 第一，可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。此外，儲存的信息量也非常大。 ” 返回 第 6 頁 共 114 頁 RFID 的基本組成部分 最基本的 RFID 系統(tǒng)由三部分組成： 標簽 (Tag)： 由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象； 閱讀器 (Reader)：讀取 (有時還可以寫入 )標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式； 天線 (Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。 返回 第 7 頁 共 114 頁 RFID 技術的基本工作原理 RFID 技術的基本工作原理并不復雜：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（ Passive Tag，無源標簽或被 動標簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（ Active Tag，有源標簽或主動標簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。 返回 第 8 頁 共 114 頁 第二章 RFID 技術的標準 RFID 相關標準總覽 [摘要 ]本文就 RFID 技術及其應用的相關標準作一結構化梳理，并分析了 RFID 相關標準在中國的發(fā)展、 RFID 標準的社會影響因素、標準的推動力等方面。 標準能夠確保協(xié)同工作的進行，規(guī)模經(jīng)濟的實現(xiàn)，工作實施的安全性以及其他許多方面。 RFID 標準化的主要目的在于通過制定、發(fā)布和實施標準解決編碼、通信、空氣接口和數(shù)據(jù)共享等問題，最大程度的促進 RFID 技術及相關系統(tǒng)的應用。但是，如果標準采用過早，有可能會制約技術的發(fā)展進步；如果采用太晚的話，則可能會限制技術的應用范圍，導致危險事件的發(fā)生以及不必要的開銷。 事實上， RFID 的相關標準涉及到其許多具體的應用，例如：不停車收費系統(tǒng)，寵物標識，貨物集裝箱標識以及智能卡應用等。而RFID 主要用于物流管理等行業(yè)，需要標簽能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。目前，許多與 RFID 有關 的 ISO 標準正在研制當中，主要包括可回收貨運集裝箱，可回收運輸單品，運輸單元，產(chǎn)品包裝，產(chǎn)品標識以及電子貨柜封條等。從 GS1(電子商務、物品標識、數(shù)據(jù)同步交換方面的全球標準化組織 )、 EPC Global 及 ISO 到國家與地方的眾多組織（如日本UID 等）以及 US IEEE 和 AIM Global 等都已參與到 RFID 相關標準的研制當中。 由于 WiFi， WiMax，藍牙， ZigBee，專用短程通信協(xié)議（ DSRC）以及其他短程無線通信協(xié)議正用于 RFID 系統(tǒng)或融入到 RFID 設備當?shù)? 9 頁 共 114 頁 中，這使得 RFID 等的實際應用變 得更為復雜。此外， RFID 當中 接口間的接口 近距無線通信（ Near Field Communication， NFC)的采用有其根源所在：因其用到了 RFID 設備通常采用的最佳頻率。 引用業(yè)界某專家的分析來說， RFID 與標準的關系可以從處理 以下幾個問題來說： （ 1）技術 — 如接口和轉送技術。比如，中間件技術 — RFID 中間件扮演 RFID 標簽和應用程序之間的中介角色，從應用程序端使用中間件所提供一組通用的應用程序接口（ API），即能連到 RFID 讀寫器，讀取 RFID 標簽數(shù)據(jù)。 RFID 中間件 采用程序邏輯及存儲再轉送（ StoreandForward）的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設計與管理的能力。 （ 2）一致性。主要指其能夠支持多種編碼格式，比如支持 EPC，DOD 等規(guī)定的編碼格式，也包括 EPCglobal 所規(guī)定的標簽數(shù)據(jù)格式標準。 （ 3）性能 — 尤其是指數(shù)據(jù)結構和內容，即數(shù)據(jù)編碼格式及其內存分配。 （ 4）電池輔助及傳感器的融合。目前， RFID 同傳感逐步相融合， 物品定位采用 RFID 三角定位法以及更多復雜的技術，還有一些 RFID技術中用傳感代替芯片 。比如，能夠實現(xiàn)溫度和應變傳感的聲表面波（ SAW）標簽用于 RFID 技術中。然而，幾乎所有的傳感器系統(tǒng)，包括有源 RFID 等都需要從電池獲取能量。 第 10 頁 共 114 頁 （一） ISO/IEC 相關 RFID 標準 ISO/IEC 已出臺的 RFID 標準主要關注基本的模塊構建，空中接口，涉及到的數(shù)據(jù)結構以及其實施問題。具體可以分為技術標準、數(shù)據(jù)內容標準、一致性標準及應用標準四個方面。 圖： ISO/IEC 已制定的 RFID 相關標準 其中， ISO18000 系列含括了有源和無源 RFID 技術標準，主要是基于物品管理的 RFID 空中接口參數(shù)。 ISO 17363 至 17364 是一系列物流容器識別的規(guī)范，它們還未被認定為標準。該系列內的每種規(guī)范都用于不同的包裝等級，比如貨盤、貨箱、紙盒與個別物品。 目前在我國常用的兩個 RFID 標準為用于非接觸智能卡兩個 ISO標準： ISO 14443， ISO 15693。 ISO 14443 和 ISO 15693 標準在 1995年開始操作，其完成則是在 2020 年之后，二者皆以 交變第 11 頁 共 114 頁 信號為載波頻率。 ISO 15693 讀寫距離較遠，而 ISO 14443 讀寫距離稍近，但應用 較廣泛。目前的第二代電子身份證采用的標準是 ISO 14443 TYPE B 協(xié)議。 ISO 14443 定義了 TYPE A、 TYPE B 兩種類型協(xié)議，通信速率為 106kbit/s，它們的不同主要在于載波的調制深度及位的編碼方式。 TYPE A 采用開關鍵控（ OnOff keying）的曼切斯特編碼， TYPE B 采用 NRZL 的 BPSK 編碼。 TYPE B 與 TYPE A 相比，具有傳輸能量不中斷、速率更高、抗干擾能力列強的優(yōu)點。 RFID 的核心是防沖撞技術，這也是和接觸式 IC 卡的主要區(qū)別 。 ISO 144433規(guī)定了 TYPE A 和 TYPE B 的防沖撞機制。二者防沖撞機制的原理不同，前者是基于位沖撞檢測協(xié)議，而 TYPE B 通信系列命令序列完成防沖撞。 ISO 15693 采用輪尋機制、分時查詢的方式完成防沖撞機制。防沖撞機制使得同時處于讀寫區(qū)內的多張卡的正確操作成為可能，既方便了操作，也提高了操作的速度。 ISO 技術委員會及聯(lián)合工作組 TC104/SC4 主要處理有關 ISO/IEC貿易應用方面，如貨運集裝箱及包裝，制定了 RFID 電子封條 (ISO 18185)、集裝箱標簽 (ISO 10374)和供應鏈標簽 (ISO 17363)等標準。 （二） EPCglobal 標準 EPCglobal 主要關注的是： 物理對象系統(tǒng)標識的數(shù)據(jù)載體 /內容； 物聯(lián)網(wǎng) 自動識別基礎架構最低性能； 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換準 — 如對象名解析系統(tǒng)（ Object Numbering System，ONS）； 第 12 頁 共 114 頁 其中 EPCglobal 的第二代（ Gen2） RFID 標簽標準已在今年 6 月作為ISO18000－ 6 Part C 部分的提案修改稿在沒有作任何大的技術改動的情況下通過了 ISO 委員會的第一輪投票，最后的通過要在今年底明年初完成。 返回 第 13 頁 共 114 頁 RFID 技術標準面面觀 通常情況下， RFID 閱讀器發(fā)送的頻率稱為 RFID 系統(tǒng)的工作頻率或載波頻率。 RFID 載波頻率基本上有 3 個范圍：低頻 (30kHz～300kHz)、高頻 (3MHz～ 30MHz)和超高頻 (300MHz～ 3GHz)。常見的工作頻率有低頻 125kHz 與 、高頻 、超高頻433Mhz、 860MHz～ 930MHz、 等。 RFID 的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、低成本的應用中，如多數(shù)的門禁控制、校園卡、煤氣表、水表等；高頻系統(tǒng)則用于需傳送大量數(shù)據(jù)的應用系統(tǒng)；超高頻系統(tǒng)應用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合，其天線波束方向較窄且價格較高，在火車監(jiān)控、高速公路收費等系統(tǒng)中應用。另外值得一提的是在供應鏈中的應用， EPC Global 規(guī) 定用于 EPC 的載波頻率為 和 860MHz～ 930MHz 兩個頻段，其中 頻率采用的標準原型是 ISO/IEC15693，已經(jīng)收入到ISO/IEC180003 中。這個頻點的應用已經(jīng)非常成熟。 而 860～ 930MHz 頻段的應用則較復雜，國際上各國家采用的頻率不同：美國為 915MHz，歐洲為 869MHz，而我國由于被 GSM、 CDMA等占用，目前仍然待定。 目前常用的 RFID 國際標準主要有用于對動物識別的 ISO 11784 和11785，用于非接觸智能卡的 ISO 10