物联网工程实施Read-RFID技术 RFID technology

RFID技术RFIDtechnologyRFID概述RFIDoverviewRFID(RadioFrequencyIdentification)

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，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。RFID(RadioFrequencyIdentification)isanon-contactautomaticidentificationtechnology我们每天上车刷公交卡，这就是RFID学校大门口汽车自动通行，也是RFIDRFID应用领域RFIDapplicationfields传统的RFID应用领域门禁等，身份识别交通一卡通等，小额支付和电子钱包二代身份证等，法定证件新兴的RFID应用领域商品防伪，如酒、烟、贵重物品物流管理，如大型超市、航空包裹、邮政包裹智能仓储，如大型仓库、港口、码头、机场人员管理，如大型展会、大型景区、煤矿井下食品药品管理，如食品安全、高危药品安全生产管理，如危险物品TraditionalRFIDapplicationfields：Accesscontrol,identityrecognitionTransportationcard,smallpayment,andelectronicwalletSecondgenerationIDcard,etc.,legaldocumentsEmergingRFIDapplicationfields：Productanti-counterfeiting,suchasalcohol,cigarettes,andvaluableitemsLogisticsmanagement,suchaslargesupermarkets,airparcels,postalparcelsIntelligentwarehousing,suchaslargewarehouses,ports,docks,airportsPersonnelmanagement,suchaslarge-scaleexhibitions,scenicspots,andundergroundcoalminesFoodanddrugmanagement,suchasfoodsafetyandhigh-riskdrugsSafetyproductionmanagement,suchashazardousmaterialsRFID系统组成RFIDsystemcomposition一个完整的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。1.读写器(Reader)读写器是将标签中的信息读出，或将标签所需要存储的信息写入标签的装置。它内含Controller（控制器）及Antenna(天线)。2.电子标签(Tag)电子标签是射频识别系统的数据载体，它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，附着在物体上以标识目标对象。RFID读写器通过天线与电子标签进行无线通信。AcompleteRFIDsystemconsistsofthreeparts:areader,anelectronictag,andadatamanagementsystem.RFID工作原理HowRFIDworks标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，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，读写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。Afterthelabelentersthemagneticfield,itreceivestheRFsignalsentbythereaderandwriter,andusestheenergyobtainedfromtheinducedcurrenttosendproductinformationstoredinthechip.Thereaderreadsanddecodestheinformation,andthensendsittothecentralinformationsystemforrelevantdataprocessing.天线标签标签标签电波场读写器计算机RFID的分类—依据供电方式分类ClassificationaccordingtopowersupplymodeRFID依据其标签的供电方式可分为三类：无源RFID，有源RFID，半有源RFID。RFIDcanbedividedintothreecategoriesbasedonthepowersupplymethodofitstags:passiveRFID,activeRFID,andsemiactiveRFID.无源RFID：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。其典型应用包括：公交卡、二代身份证、食堂餐卡等。ElectronictagstemporarilypowerthemselvesbyreceivingmicrowavesignalstransmittedbyRFIDreadersandobtainingenergythroughelectromagneticinductioncoils无电源读写器先询问，标签再回答将接收到的射频能量转化为直流电响应距离短，3~900cm移动速率低价格低廉体积小巧RFID的分类—依据供电方式分类Classificationaccordingtopowersupplymode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，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。典型应用如高速公路电子不停车收费系统。ActiveRFID:Poweredbyanexternalpowersource,itactivelysendssignalstotheRFIDreader.Ithasalongertransmissiondistanceandhighertransmissionspeed.自带电源主动响应，不需要激活传送距离长，30m以上寿命3-10年较大的记忆体容量RFID的分类—依据供电方式分类Classificationaccordingtopowersupplymode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。ActiveRFID:Poweredbyanexternalpowersource,itactivelysendssignalstotheRFIDreader.Ithasalongertransmissiondistanceandhighertransmissionspeed.自带电源仅用于维持数据，平时休眠工作时被动激活寿命10年天线可以不用管接收电磁波的任务，充分作为回传信号之用比起被动式，半有源式有更快的反应速度，更好的效率RFID的分类—依据频率分类ClassificationbyfrequencyRFID依据频率通常可分为四类：低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、极高频/微波（SHF/uW）。RFIDcanusuallybedividedintofourcategoriesbasedonfrequency:LowFrequency(LF),HighFrequency(HF),Superhighfrequency(UHF),Extremelyhighfrequency/Microwave(SHF/uW).RFID的分类—依据频率分类—低频Classificationbyfrequency—Lowfrequency1.Lowfrequency30KHz~300KHzAdvantages:Freeuseoflow-frequencybands,withnorestrictionsgloballyStrongpenetrationability,abletopenetrateweaklyconductivesubstancessuchaswaterandwoodAdoptingordinaryCMOStechnology,cheapDisadvantages:LessstoreddataShortreadingdistance<1m低频：30KHz~300KHz常见规格有125kHz、135kHz优点：低频频段使用自由，在全球没有限制穿透能力强，可以穿透水，木材等弱导电性物质采用普通CMOS工艺，便宜缺点：储存数据少阅读距离短<1m酒店门禁动物识别RFID的分类—依据频率分类—高频Classificationbyfrequency—Highfrequency高频：3MHz~30MHz常见规格为13.56MHz优点：储存数据大技术成熟缺点：频段有许可限制穿透材料后会降低读取距离Highfrequency3MHz~30MHzAdvantages:LargestoragedataDisadvantages:FrequencybandhaslicensingrestrictionsPenetratingthematerialwillreducethereadingdistanceRFID的分类—依据频率分类—超高频Classificationbyfrequency—UHF超高频：

常见规格：430-460MHz860-960MHz优点：读取距离远传输速率快可同时进行大量标签读取识别缺点：在金属与液体物品上应用不理想技术门槛较高UHF:430-460MHz860-960MHzAdvantages:LongreadingdistanceFasttransmissionrateCansimultaneouslyperformalargenumberoflabelreadingandrecognitionDisadvantages:NotidealforapplicationsonmetalandliquiditemsHightechnicalthresholdRFID的分类—依据频率分类—超高频Classificationbyfrequency—UHF微波：主要规格2.4GHz

5.8GHz优点：可同时对多个标签操作高读写速率可读写高速运动的物体缺点：对环境敏感性较高实施较复杂Byoperatingfrequency: