RFID技术

zyfy

一．射频识别技术
射频识别技术（RFID，即Radio Frequency Identification）是从20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。它利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别目的。从基本的原理角度来看，射频识别系统如图（1）所示。
射频识别系统一般由两部分组成：
图（1）
（1）射频标签（Tag，又称射频卡、电子标签、或标签等）
射频标签是RFID系统真正的数据载体。它主要由射频芯片、天线（有源标签包括电源）组成。射频芯片上的内存部分用来储存识别号码或其它数据，并常以此作为待识别物品或人员的标识性信息。内存容量从几个比特到几十K比特。射频标签封装具有各种各样的形式，但不是任意形状都能满足系统要求，必须要根据系统的工作原理，即变压器原理或雷达原理，来设计合适的天线外形及尺寸。从技术角度讲，射频标签是RFID系统的核心，读写器是根据射频标签的形式来设计的。实际应用中，射频标签除了具有数据存贮量、数据传输速率、工作频率、多标签识读特征等电学参数之外，还根据其内部是否需要加装电池及电池供电的作用而将射频标签分为无源标签(passive)、半无源标签(semi-passive)和有源标签(active)三种类型。无源标签没有内装电池，在阅读器的阅读范围之外时，标签处于无源状态，在阅读器的阅读范围之内时标签从阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电能。半无源标签内装有电池，但电池仅对标签内要求供电维持数据的电路或标签芯片工作所需的电压作辅助支持，标签电路本身耗电很少。标签未进入工作状态前，一直处于休眠状态，相当于无源标签。标签进入阅读器的阅读范围时，受到阅读器发出的射频能量的激励，进入工作状态时，用于传输通信的射频能量与无源标签一样源自阅读器。有源标签的工作电源完全由内部电池供给，同时标签电池的能量供应也部分地转换为标签与阅读器通信所需的射频能量。
（2）读写器（reader，包括天线）
读写器可以是读写或者只读的装置，取决于设计的结构和技术。一台典型的读写器包含有射频模块（发送和接收）、基带部分（调制解调部分）、控制单元等。此外，许多读写器还都有附加的接口（RS 232,RS 485等），以便将获得的数据进一步传递到另外的控制系统。
射频识别系统还有一个重要的性能指标：通信距离，也称为作用距离，它表示系统能够可靠通信下的射频标签与读写器的距离。实际系统这一指标相差很大，取决于标签及阅读器系统的设计、成本的要求、应用的需求等，范围从0～100m左右。典型的情况是，在低频125kHz、13.56MHz频点上一般均采用无源标签，作用距离在10～30厘米左右，个别有到1.5米的系统。在高频UHF频段433MHz、915MHz，通信距离可达到3～12米。微波频段2.45GHz、5.8GHz的系统一般多采用有源标签。采用有源标签的系统通信距离可达100米左右。
RFID系统的工作过程如下：在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射能量形成通信区域，区域大小取决于工作频率和天线性能指标。射频卡经过这个区域时检测到读写器的信号就开始发送储存的信息及数据。读写器发送的信号通常提供时钟信号及射频标签所需的足够能量，其中时钟信号使数据同步，从而简化了系统的设计。读写器接收到卡的数据后解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后将数据传送到控制系统。
RFID技术广泛应用在人员管理、车辆管理、物品管理等领域。随着交通的发展以及伴随出现的问题，目前，射频技术已经发展成为不停车收费系统的主流识别技术。自动车辆识别（AVI）是利用安装在车内的射频标签存贮车辆及相关信息，安装在车道的射频天线可与该标签通信，并对其存储内容进行读写操作，从而识别出当前通行车辆。国际上在自动车辆识别领域内研究和使用过的频率主要有三种：915MHz、2.45GHz、5.8GHz。