【文章內(nèi)容簡介】 LS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 作用距離可達到 3～ 10m。更高頻段的系統(tǒng)一般均采用有源標簽。采用有源標簽的系統(tǒng)有達到作用距離至 100m 左右的報道。 射頻識別技術發(fā)展歷史 從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術在低頻段基于變壓器耦合模型 (初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞 )，在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型 (雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機 )。 1948 年哈里斯托 克曼發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識別射頻識別技術的理論基礎。 射頻識別技術的發(fā)展可按十年期劃分如下： 19401950 年：雷達的改進和應用催生了射頻識別技術， 1948 年奠定了射頻識別技術的理論基礎。 19501960 年：早期射頻識別技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。 19601970 年：射頻識別技術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。 19701980 年：射頻識別技術與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應用。 19801990 年：射頻識別技術及產(chǎn)品進入商業(yè)應用階段，各種規(guī)模應用開始出現(xiàn)。 19902020 年：射頻識別技術標準化問題日趨得到重視，射頻識別產(chǎn)品得到廣泛采用，射頻識別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。 2020 年后：標準化問題日趨為人們所重視，射頻識別產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低，規(guī)模應用行業(yè)擴大。 至今，射頻識別技術的理論得到豐富和完善。單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的射頻識別技術與產(chǎn) 品正在成為現(xiàn)實并走向應用。 特別值得一提的是在 1998 年美國麻省理工學院的 David Brock 博士和 Sanjay Sarma教授在喝咖啡聊天時，談及物品自動識別技術手段問題時產(chǎn)生的從系統(tǒng)的角度來解決物品自動識別問題的靈感，由此導致了供應鏈中物品自動識別概念的一次革命，并最終在 1999年 10 月 1 日正式創(chuàng)建 AutoID Center 非盈利性的開發(fā)組織。 AutoID Center 誕生后，迅速提出了產(chǎn)品電子代碼 EPC(Electronic Product Code)的概念以及物聯(lián)網(wǎng)的概念與構架，并積極 推進有關概念的基礎研究與實驗工作。可以說， EPC 與物聯(lián)網(wǎng)的概念將射頻識別技術的應用推到了極致，對射頻識別技術的發(fā)展與應用的推廣起到了極大的推動作用。 射頻識別技術的發(fā)展 射頻識別技術的發(fā)展，一方面受到應用需求的驅(qū)動，另一方面射頻識別技術的成功應用反過來又將極大地促進應用需求的擴展。從技術角度說，射頻識別技術的發(fā)展體現(xiàn)在若干關鍵技術的突破。從應用角度來說，射頻識別技術的發(fā)展目的在于不斷滿足日益增漲的應用需求。 射頻識別技術的發(fā)展得益于多項技術的綜合發(fā)展。所涉及的關鍵技術大致包括：芯片F(xiàn)GSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 技術、天線技術、 無線收發(fā)技術、數(shù)據(jù)變換與編碼技術、電磁傳播特性。 隨著技術的不斷進步，射頻識別產(chǎn)品的種類將越來越豐富，應用也越來越廣泛。可以預計，在未來的幾年中，射頻識別技術將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。射頻識別技術的發(fā)展將會在電子標簽 (射頻標簽 )、閱讀器、系統(tǒng)種類等方面取得新進展。 在電子標簽方面，電子標簽芯片所需的功耗更低，無源標簽、半無源標簽技術更趨成熟。其作用距離將更遠，無線可讀寫性能也將更加完善，并且能夠適合高速移動物品識別，識別速度也將更加快，具有快速多標簽讀寫功能。與此同時，在強場強下的自保護功能也會更加完善、智 能性更強，成本更低。在讀寫器方面，多功能讀寫器，包括與條碼識別集成、無線數(shù)據(jù)傳輸、脫機工作等功能將被更多的應用。同時，多種數(shù)據(jù)接口包括 RS232，RS422／ 485， USB，紅外，以太網(wǎng)口也將得到應用。而讀寫器將實現(xiàn)多制式多頻段兼容，能夠兼容讀寫多種標簽類型和多個頻段標簽。讀寫器會朝著小型化、便攜式、嵌入式、模塊化方向發(fā)展，成本將更加低廉，應用范圍更加廣泛。在系統(tǒng)方面，低頻近距離系統(tǒng)將具有更高的智能、安全特性；高頻遠距離系統(tǒng)性能將更加完善，成本更低。而 和 系統(tǒng)將更加完善。同時，無芯片 系統(tǒng)將逐漸得到應用。 總而言之，射頻識別技術未來的發(fā)展中，在結(jié)合其它高新技術，比如 GPS、生物識別等技術，由單一識別向多功能識別方向發(fā)展的同時，將結(jié)合現(xiàn)代通信及計算機技術，實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)應用。 RFID 系統(tǒng)的分類 根據(jù)標簽的供電形式分類 依據(jù)射頻標簽工作所需能量的供給方式，可以將 RFID 系統(tǒng)分為：有源、無源和半有源系統(tǒng)。 根據(jù)標簽的數(shù)據(jù) 通信 方式分類 標簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式即標簽是通過何種形式方法與讀頭之間進行數(shù)據(jù)交換，據(jù)此RFID 可分為主動式、被動式和半主動式。 根據(jù)工作頻率分類 RFID 系統(tǒng)的工作頻率即為讀頭發(fā)送無線信號時所用的頻率，一般可以分為低頻、高頻、超高頻和微波。 低頻 135KHz 以下、高頻 、超高頻 860M~960MHz、微波 ， 。 根據(jù)標簽的可讀性分類 射頻標簽內(nèi)部使用的存儲器類型不一樣，可以分為可讀寫卡 (RW)，一次寫入多次讀出卡 (WORM)和只讀卡 (RO)，只讀卡標簽內(nèi)一般只有只讀存儲器（ ROM）和隨即存儲器（ RAM）和緩沖存儲器，而可讀寫卡一般還有非活動可編程記憶存儲器。這種存儲器除了存儲數(shù)據(jù)功能 外，還具有在適當條件下允許多次寫入數(shù)據(jù)的功能。 根據(jù) RFID 系統(tǒng)標簽和讀頭之間的通信工作時序分類 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 時序指的是讀頭和標簽的工作次序問題，即是讀頭主動喚醒標簽（ RTF,Reader Talk First）還是標簽首先自報家門（ TTF， Tag Talk First）的方式。一般來說，無源標簽一般是 TTF 方式， TTF 系統(tǒng)通信協(xié)議比較簡單，防沖撞能力更強，速度更快。 RFID 技術的優(yōu)勢 作為一項新技術，和傳統(tǒng)的條形碼技術相比較，其具有非常明顯的技術和應用上的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在： ：數(shù) 據(jù)的讀取無需光源，甚至可以透過外包裝來進行，有效識別距離更長；自帶電池的主動標簽，有效識別距離可達到 30 米以上。 ：標簽一進入磁場，閱讀器就可以即時讀取其中的信息，而且能夠同時處理多個標簽，實現(xiàn)批量識別。 ：一維條形碼的容量是 50 字節(jié)，二維條形碼最大的容量可儲存 2～ 3000字符， RFID 最大的容量則有數(shù)百萬字節(jié)。 ，應用范圍廣：其無線電通信方式，使其可以應用于粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境，而且其封閉式包裝使得其壽命大大超過印刷的條形碼。 ：利用編程器可以向電子標簽里寫入數(shù)據(jù)，從而賦予 RFID 標簽交互式便攜數(shù)據(jù)文件的功能，而且寫入時間比打印條形碼更短。 ： RFID 電子標簽不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上，而且可以為標簽數(shù)據(jù)的讀寫設置密碼保護，從而具有更高的安全性。 ：標簽以每秒 50～ 100 次的頻率與閱讀器進行通信，所以只要 RFID標簽所附著的物體出現(xiàn)在閱讀器的有效識別范圍內(nèi)，就可以對其位置進行動態(tài)的追蹤和監(jiān)控。 RFID 技術的應用 目前定義 RFID 產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率 范圍內(nèi)的符合不同標準的不同的產(chǎn)品 ,而且不同頻段的 RFID 產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應器有無源和有源兩種方式 。 無源 RFID 技術 一、低頻 (從 125KHz 到 134KHz) 其實 RFID 技術首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作 , 也就是在 讀寫器 線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用 .通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被 整流 ,可作供電電壓使用 . 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。 特性： 1. 工作在低頻的感應器的一般工作頻率從 120KHz 到 134KHz, TI 的工作頻率為。該頻段的波長大約為 2500m。 2. 除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 3. 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。 4．低頻產(chǎn)品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴，但是有 10 年以上的使用壽命。 5．雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能 夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。 6．相對于其他頻段的 RFID 產(chǎn)品，該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢。 7．感應器的價格相對與其他頻段來說要貴。 主要應用： 1． 畜牧業(yè)的管理系統(tǒng) 2． 汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應用 3． 馬拉松賽跑系統(tǒng)的應用 4． 自動停車場收費和車輛管理系統(tǒng) 5． 自動加油系統(tǒng)的應用 6． 酒店門鎖系統(tǒng)的應用 7． 門禁和安全管理系統(tǒng) 符合的國際標準： a) ISO 11784 RFID 畜牧業(yè)的應用－編碼結(jié)構 b) ISO 11785 RFID 畜牧業(yè)的應用 －技術理論 c) ISO 142231 RFID 畜牧業(yè)的應用－空氣接口 d) ISO 142232 RFID 畜牧業(yè)的應用－協(xié)議定義 e) ISO 180002 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協(xié)議 f) DIN 30745 主要是歐洲對垃圾管理應用定義的標準 二、高頻 (工作頻率為 ) 在該頻率的感應器不再需要線圈進行繞制，可以通過腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應器一般通過負載調(diào)制的方式進行工作。也就是通過感應器上的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變 化，實現(xiàn)用遠距離感應器對天線電壓進行振幅調(diào)制。如果人們通過數(shù)據(jù)控制負載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應器傳輸?shù)阶x寫器。 特性： 1. 工作頻率為 ，該頻率的波長大概為 22m。 2. 除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會降低讀取距離。感應器需要離開金屬一段距離。 3. 該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制。 4. 感應器一般以電子標簽的形式。 5. 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。 6. 該系 統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標簽。 7. 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標簽中。 8. 數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快，價格不是很貴。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 主要應用： 1． 圖書管理系統(tǒng)的應用 2． 瓦斯鋼瓶的管理應用 3． 服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應用 4． 三表預收費系統(tǒng) 5． 酒店門鎖的管理和應用 6． 大型會議人員通道系統(tǒng) 7． 固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng) 8． 醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應用 9． 智能貨架的管理 符合的國際標準： a) ISO/IEC 14443 近耦合 IC 卡，最大的讀取距離為 10cm。 b) ISO/IEC 15693 疏耦合 IC 卡，最大的讀取距離為 1m。 c) ISO/IEC 180003 該標準定義了 系統(tǒng)的物理層，防沖撞算法和通訊協(xié)議。 d) ISM Band Class 1 定義 符合 EPC 的接口定義。 三、超高頻 (工作頻率為 860MHz 到 960MHz 之間 ) 超高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠， 無源可達 10m 左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現(xiàn)。 特性： 1． 在該頻段，全球的定義不是很相同－歐洲和部分亞洲定義的頻率為 868MHz，北美定義的頻段為 902 到 905MHz 之間，在日本建議的頻段為 950 到 956 之間。該頻段的波長大概為 30cm 左右。 2． 目前，該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義 (美國定義為 4W，歐洲定義為 500mW)。 可能歐洲限制會上升到 2W EIRP。 3． 超高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是水，灰塵，霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標簽來說，該頻段的電子標 簽不需要和金屬分開來。 4．