RFID系统关键设备电子标签

1、第三章 RFID系统关键设备系统关键设备 掌握掌握RFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用 1.RFID系统组成系统组成 一套典型的一套典型的RFIDRFID系统由系统由电子标签（电子标签（TagTag）、读写器）、读写器(Reader)(Reader)和和Middleware & A.P.Middleware & A.P.中介和应用系统中介和应用系统构成如构成如图所示。图所示。 。 RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用图图 RFID系统组成系统组成 1.RFID系统组成系统组成1）RFID读取器读取器 RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用图

2、图 RFID 读取器内部结构读取器内部结构 图图 RFID 读取器示意图读取器示意图 1.RFID系统组成系统组成2）RFID标签标签 RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用 RFID电子标签电子标签 是射频识别系统的数据载体是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。 图图 RFID标签内标签内部结构部结构标签的类型（续）标签的类型（续）钮扣型试管型钥匙型卡片型表带型钮扣型智能型标签电子卷标2.RFID系统类型系

3、统类型 依据依据电子标签供电方式电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为的不同，电子标签可以分为有有源电子标签源电子标签(Active tag)(Active tag)、无源电子标签、无源电子标签(Passive tag)(Passive tag)和半无源电子标签和半无源电子标签(Semi(Semipassive tag)passive tag)。有源电子标签。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子内装有电池，无源射频标签没有内装电池，半无源电子标签标签(Semi(Semipassive tag)passive tag)部分依靠电池工作。电子标签部分依靠电池工作。电子标签

4、依据依据频率的不同频率的不同可分为可分为低频电子标签、高频电子标签、低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签超高频电子标签和微波电子标签。依据。依据封装形式封装形式的不同的不同可分为可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签圆形标签及特殊用途的异形标签等。等。 RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用2.RFID系统类型系统类型 1）RFID的类型的类型(以电力来源分类以电力来源分类) RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用被动式被动式(Passive)(Passive)与

5、主动式与主动式 (Active) Tag(Active) Tag2.RFID系统类型系统类型 2）RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)低频低频Low Frequency(LF)：主要规格：主要规格125134KHz。 低频的最大优点在于其标签靠近金属或液体的物品低频的最大优点在于其标签靠近金属或液体的物品能够有效发射讯号，不像其他较高频率标签的讯号会被能够有效发射讯号，不像其他较高频率标签的讯号会被金属或液体反射回来，但缺点是读取距离短、无法同时金属或液体反射回来，但缺点是读取距离短、无法同时进行多标签读取以、及资讯量较低，一般应用于门禁系进行多标签读取以、及资讯量较低，一般应用于门禁

6、系统、动物晶片、汽车防盗器和玩具等。统、动物晶片、汽车防盗器和玩具等。 RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用2.RFID系统类型系统类型 2）RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)高频高频 High Frequency(HF)：主要规格：主要规格13.56MHz 。v常见的主要规格有常见的主要规格有13.56MHz；vISO-14443A Mifare和和ISO-15693；v电子卷标都是被动式感应耦合，读取距离约电子卷标都是被动式感应耦合，读取距离约10-100公分；公分；v优点在于传输速度较快且可进行多标签辨识；优点在于传输速度较快且可进行多标签辨识；v缺点是于环境干

7、扰较为敏感，在金属或较潮湿的环境下，读取率较低；缺点是于环境干扰较为敏感，在金属或较潮湿的环境下，读取率较低；v应用于门禁系统、悠游卡、电子钱包、图书管理、产品管理、文件管理、栈板追踪、应用于门禁系统、悠游卡、电子钱包、图书管理、产品管理、文件管理、栈板追踪、电子机票、行李卷标；电子机票、行李卷标；v技术最成熟且应用和市场也最广泛且接受度高；技术最成熟且应用和市场也最广泛且接受度高；v故建议现阶段应大力发展此领域技术和应用。故建议现阶段应大力发展此领域技术和应用。 RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用图图1-23 门禁管理和电子钱包（高频门禁管理和电子钱包（高频HF ISO-1

8、4443 Mifare）RFID的类型(以频率分类)100KHz1MHz400MHz1GHzISO 11784ISO 11785ISO 14223ISO 18000(part 2)AnimalIdentificationISO 15693ISO 18000(part 3)ItemManagementItemManagementISO 18000(part 7)ItemManagementISO 18000(part 6)ISO 18000(part 4)ItemManagementISO 18092Near FieldCommunicationISO 14443TicketItemManage

9、mentEPC HF1EPC UHF0EPC UHF1Heiko Knospe and Hartmut Pohl, “RFID Security”, Information Security Technical Report. Vol. 9, No. 4, 2004.RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用2.RFID系统类型系统类型 2）RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)高频高频 High Frequency(HF)：主要规格：主要规格13.56MHz 。高频高频HF防伪管理防伪管理:RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用2.RFID系统类型系统类型 2）

10、RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)高频高频 High Frequency(HF)：主要规格：主要规格13.56MHz 。高频高频HF病患识别：病患识别：RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用2.RFID系统类型系统类型 2）RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)超高频超高频Ultra High Frequency(UHF)：主要规格：主要规格433MHz、860MHz960MHz 。 常见的主要规格有常见的主要规格有430460MHz、860960Mhz；vISO-18000、EPC Gen2；v电子卷标都是被动式天线可采用蚀刻或印刷的方式制造，因此成本电子卷标都

11、是被动式天线可采用蚀刻或印刷的方式制造，因此成本较低，读取距离约较低，读取距离约5-6公尺；公尺；v优点在于读取距离较远、信息传输速率较快，而且可以同时进行大优点在于读取距离较远、信息传输速率较快，而且可以同时进行大数量标签的读取与辨识，目前已成为市场的主流；数量标签的读取与辨识，目前已成为市场的主流；v缺点是在金属与液体的物品上的应用较不理想；缺点是在金属与液体的物品上的应用较不理想；v应用于航空旅客与行李管理系统、货架及栈板管理、出货管理、物应用于航空旅客与行李管理系统、货架及栈板管理、出货管理、物流管理、货车追踪、供应链追踪；流管理、货车追踪、供应链追踪；v技术门坎高是未来发展的主流且技

12、术门坎高是未来发展的主流且EPC Gen2是美国主推；是美国主推；v故建议现阶段应切入发展此领域技术和应用。故建议现阶段应切入发展此领域技术和应用。RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用2.RFID系统类型系统类型 2）RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)超高频超高频Ultra High Frequency(UHF)：主要规格：主要规格433MHz、860MHz960MHz 。RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用 虽然在金属与液体的物虽然在金属与液体的物品上应用较不理想，但由于品上应用较不理想，但由于读取距离较远、资讯传输速读取距离较远、资讯传输速率较快，

13、而且可以同时进行率较快，而且可以同时进行大量标签的读取与辨识，因大量标签的读取与辨识，因此目前已成为市场主流，未此目前已成为市场主流，未来将广泛应用于航空旅客与来将广泛应用于航空旅客与行李管理系统、货架及栈板行李管理系统、货架及栈板管理、出货管理、物流管管理、出货管理、物流管理理等。等。2.RFID系统类型系统类型 2）RFID的类型的类型(以频率分类以频率分类)极高频极高频/微波微波Super High Frequency(SHF)/Microwave(uW)：主要规格：主要规格2.4GHz、5.8GHzRFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用 特性与应用和超高特性与应用和超高频

14、段相似，但是对于频段相似，但是对于环境的敏感性较高，环境的敏感性较高，像是易被水气吸收，像是易被水气吸收，实作较复杂，未完全实作较复杂，未完全标准化，普及率待观标准化，普及率待观察，一般应用于行李察，一般应用于行李追踪、物品管理、供追踪、物品管理、供应链管理应链管理等。等。3. RFID系统成本构成系统成本构成 1）RFID建置成本建置成本RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用一套完成的一套完成的RFID系系统的成本由统的成本由标签成本、标签成本、阅读器成本、天线与阅读器成本、天线与复用器成本、电缆成复用器成本、电缆成本、安装成本、控制本、安装成本、控制器成本、测试费用、器成本、

15、测试费用、软件与中间件费用、软件与中间件费用、整合费用、维护费用、整合费用、维护费用、人力资源成本人力资源成本构成构成 三、案例分析三、案例分析三、案例分析三、案例分析三、案例分析三、案例分析三、案例分析三、案例分析ISO/IEC14443标准RFIDRFID电子标签原理与应用电子标签原理与应用23231、国际标准ISO/IEC 14443 近耦合非接触式IC卡的国际标准 用于身份证和各种智能卡、存储卡 ISO/IEC 14443标准由四部分组成，即ISO/IEC 14443-1/2/3/4 物理特性 频谱功率和信号接口 初始化和防碰撞算法 通讯协议 非接触式非接触式IC卡的分类（读写器发射距离）：卡的分类（读写器发射距离）：CICC卡（卡（Close-Couple ICC）密耦合）密耦合PICC卡（卡（Proximity ICC)近耦合近耦合VICC卡（卡（Vicinity ICC）疏耦合）疏耦合IC卡卡读写器读写器国际标准国际标准读写距离读写距离CICCCCDISO/IEC 10536紧靠紧靠PICCPCDISO/IEC 1444310cmVIC