RFID技术原理与分类

RFID技术原理与分类SRFID系统组成RFID系统工作原理RFID系统的特点RFID系统分类

RFID技术原理与分类1）RFID系统组成RFID系统是指利用RFID技术并集识别、传输、 共享信息等功能于一体的智能系统。RFID读写器RFID系统•RFID电子标签中央系统

RFID技术原理与分类SS•RFID系统组成框图

RFID技术原理与分类1）RFID系统组成S

RFID技术原理与分类RFID电子标签RFID电子标签是RFID系统中必备的一部分， 标签中存储着被识别物体的相关信息，通常被 安置在被识别的物体表面上。当RFID电子标签被RFID读写器识别到或者电

子标签主动向读写器发送消息时，标签内的物体信息将被读取或改写。S

RFID技术原理与分类RFID电子标签RFID电子标签可分为有源标签和无源标签两类，通过标签中是否有电池来区分。有源标签自身带有电池供电，读写距离较远，体积较大，也称主动标签；无源标签本身不带电源，通过读写器产生的磁场获取工作所需的能量，成本低，有较长寿命，比主动标签更小，更轻，读写距离较近，也称被动标签。S

RFID技术原理与分类RFID电子标签RFID电子标签包括射频模块和控制模块两部 分:

射频模块通过内置的天线来完成与RFID读写器之间的射频通信。控制模块内有一个存储器，它存储着标签内的所有信息，并且部分信息可以通过与

RFID读写器间的数据交换来进行实时的修改。

RFID技术原理与分类RFID电子标签电子标签内的专用芯片由高速的射频接口、控制单元、

EEPROM三个模块组成，其中的EEPROM用来存储识别码（EPC）或其它数据，控制单元用来控制数据的接收与发送，芯片外围连接电感

线圈（主动电子标签连接天线和电池）。被动电子标签的内部结构

RFID技术原理与分类SRFID电子标签天线在电子标签和读写器进行通信的过程中，天线起到了

重要的作用，标签天线的性能对提高RFID系统的性能有着重要意义。近年来，标签天线技术取得了较大的进展，各种新技术和新材料的应用使标签天线的性能得到了较大的提升。防金属技术

小型化技术

(1)分形天线

(2)偶极子天线

(3)倒F天线材料技术

RFID技术原理与分类SRFID电子标签天线低成本构造低成本电子标签的关键在于降低天线的成本。随着信息技术的进一步发展和应用领域的扩大，标签天线的成本还有望大幅降低。一体集成化将标签天线和标签芯片集成在一起，成为了标签天线技术发展的主要趋势之一。智能化OMRON开发了一种新型的天线技术，可以直接控制读写器发射出来的电磁波束的方向，这样就可以避开环境或阻挡物的影响，以达到最好的效果。近年来，电子标签智能天线的研究也日渐受到重视。

RFID技术原理与分类SS

RFID技术原理与分类RFID读写器RFID读写器是RFID系统的中间部分，它可以利 用射频技术读取或者改写RFID电子标签中的数据 信息，并且可以把这些读出的数据信息通过有线 或者无线方式传输到中央信息系统进行管理和分 析。S

RFID技术原理与分类RFID读写器RFID读写器的主要功能是读写RFID电子标签中 的物体信息，它主要包括射频模块和读写模块 以及其他一些基本功能单元。

RFID读写器通过射频模块发送射频信号，读写模块连接射频模块，把射频模块中得到的数据信息进行读取或改写。

RFID技术原理与分类SRFID读写器RFID读写器还有其他的硬件设备，包括电源和

时钟等。电源用来给RFID读写器供电，并且通

过电磁感应可以给无源RFID电子标签进行供电；时钟在进行射频通信时用于确定同步信息。

RFID技术原理与分类S

RFID技术原理与分类中央信息系统中央信息系统是对识别到的信息进行管理、分析 及传输的计算机平台。它一般包含一个数据库，存储着所有RFID电子标 签的数据信息，用户可以通过中央信息系统查询 相关的RFID电子标签信息。

RFID技术原理与分类S中央信息系统

中央信息系统与RFID读写器相连，通过读写器对电子标签中数据信息的读取或改写，数据库内的数据信息也进行实时的更新。

中央信息系统一般和互联网或专网相连接，

RFID电子标签中的数据信息可以得到大范围的共享，用户也可以实现远程操作功能。

RFID技术原理与分类

RFID技术原理与分类2）RFID系统工作原理RFID系统内三个部分依次连接起来，完成一次 信息的传输、交换及管理。a）首先RFID读写器通过射频模块中的天线将 无线电载波信号发射出去，形成读写器的一个 有效识别范围；•S

RFID技术原理与分类2）RFID系统工作原理

b）当RFID电子标签（无源标签）进入到这个识别范围时，电子标签被激活，通过读写器天线发出的电磁场提取工作能量，并通过电子标签内的射频模块将标签中存储的数据信息发射出去；•SS2）RFID系统工作原理

c）然后读写器的天线接收到射频信号，射频

模块对信号进行解调解码，通过中央信息系统

或读写器自身判断其合法性后，针对不同的设

定发出不同的指令，如读取信息或者改写信息；•

RFID技术原理与分类2）RFID系统工作原理d）最后RFID读写器将经过读写模块处理后的数据信息传输至中央信息系统，中央信息系统对

这些信息进行实时更新，然后将这些信息共享给用户。•

RFID技术原理与分类SRFID系统中的三种事件类型在RFID系统中，始终以能量作为基础，通过一 定的时序方式来实现数据交换。在RFID系统工作的信道中存在3种事件模型：以能量提供为基础的事件模型以时序方式实现数据交换的事件模型以数据交换为目的的事件模型•

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理（1）能量提供

对于无源标签来说，RFID读写器向其提供工作能量。当电子标签进入读写器的工作范围之内以后，读写器发出的能量激活电子标签，电子标签通过整流的方法将接收到的能量转换并存储在电

子标签中的电容里，从而为电子标签提供工作能量；当电子标签离开读写器的工作范围以后，电子标签由于没有获得读写器的能量激活而处于休眠状态。•

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理能量提供

对于有源标签来说，有源标签一般不利用读写器发出的射频能量，它在进入读写器工作范围后处于激活状态，和读写器发出的电磁波相互作用，因而读写器能够以较小的发射能量取得较远的通信距离。

RFID技术原理与分类S（2）时序时序指的是RFID读写器和RFID电子标签的工作 顺序。

RFID系统是一个双向系统，读写器可以向电子标签发送命令与数据，电子标签也可以向读写

器发送存储的数据。对于这样的双向系统来说，就需要确定一种工作顺序，用来防止通信时产生冲突。•

RFID技术原理与分类S

RFID技术原理与分类（2）时序读写器先讲（RTF，Reader

Talks

First） RFID系统中，RFID读写器一般处于主动状态， 即读写器发出询问后，电子标签给予回答。S3.1.3

RFID系统基本工作原理（2）时序RFID电子标签先讲（TTF，Tag

Talks

First）RFID电子标签进入读写器工作范围以后，首先发

送信息，读写器根据电子标签发送来的信息，进行记录或者进一步发出询问信息，这样与电子标签构成一次完整的通信，来达到读写器对电子标签进行识别的目的。

RFID技术原理与分类SS（2）时序TTF方式因为不需要等待RFID读写器而主动发

送数据，所以具有识别速度快等特点，适用于

需要高速识别的场合，另外，它在处理标签数

量动态变化的场合更为实用，在噪声环境中也更稳健。因此，TTF方式更适于工业环境的追踪应用。

RTF方式是RFID读写器处于主动状态，能够无碰撞地识读多个RFID电子标签，可靠性能较好，适用于一些重要数据识别的场合。3.1.3

RFID系统基本工作原理

RFID技术原理与分类3.1.3

RFID系统基本工作原理（2）时序当RFID读写器工作范围内存在多个RFID电子标 签时，读写器可以对这些电子标签分别来进行识

别，在这种工作方式下时序显得更为重要。

一般情况下，RFID读写器处于主动状态，即采用RTF。

RFID技术原理与分类S（2）半主动

读写器首先发出一系列的隔离指令，使得在读写器识读范围内的多个电子标签逐一或逐批的被隔离出去，最后只剩下一个处于活动状态的电子标签与读写器建立通信—激活。通信结束后，读写器将当前活动状态的电子标签

置为休眠状态。3.1.3

RFID系统基本工作原理

RFID技术原理与分类SS3.1.3

RFID系统基本工作原理（3）数据交换RFID系统最终要完成的功能是对数据的获取， 这种在系统内的数据交换双向内容：RFID读写器向RFID电子标签方向的数据传输RFID电子标签向RFID读写器方向的数据传输3.1.3

RFID系统基本工作原理

RFID技术原理与分类（3）数据交换读写器向电子标签方向的数据传输在RFID系统的工作流程中，首先RFID读写器通过天线向外发射射频信号，形成一个读写器的

有效识别区域，然后读写器可以对在识别区域内的RFID电子标签发送命令信息或者写入数据。3.1.3

RFID系统基本工作原理

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理（3）数据交换首先，考虑RFID读写器是否向RFID电子标签发 送命令信息方面，可以分为两种情况：电子标签只接受能量激励和既接受能量激励又

接受读写器的命令信息。

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理（3）简单数据交换1)一些简单的RFID系统中，RFID电子标签在其工作频带内的射频能量激励下，成为激活状态，同时将标签中存储的信息反射回去。这种RFID系统中电子标签只接受能量激励而不接受读写器的命令信息，它一般不具有多标签的识别能力，目前主要应用于铁路车号识别系统中。

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理（3）复杂数据交换2)

在一些复杂的RFID系统中，RFID读写器不但能够激活其工作范围内的RFID电子标签，还能够将命令信息发送到RFID电子标签中去，然后电子标签依据命令信息做出相应的动作。电子标签

接受读写器的命令信息有两个目的，即进行改写操作和实现多标签读取。3.1.3

RFID系统基本工作原理

RFID技术原理与分类S（3）数据交换类型其次，考虑RFID读写器是否对RFID电子标签进 行改写方面，也可以分为两种情况：只读而不改写的RFID系统---饭卡可读可改写的RFID系统---ATM卡3.1.3

RFID系统基本工作原理3.1.3

RFID系统基本工作原理

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理（3）数据交换1）只读而不改写RFID系统中RFID读写器在得到了RFID电子标签的数据信息后，就直接将此信息上传给中央信息系统，而不再对电子标签进行任何操作。2）

可读可改写RFID系统，RFID读写器在读取完RFID电子标签中的数据信息后，读写器再把改写的命令信息发送给电子标签，将电子标签中的存储信息进行改写。

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理3.1.3

RFID系统基本工作原理2）RFID系统的特点RFID技术具有很多突出的优点：a）非接触操作，长距离识别（几厘米至几十

米），因此完成识别工作时无须人工干预， 应用便利。 b)

环境适应性，无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境。

RFID技术原理与分类S2）RFID系统的特点c）形状和大小多样化,RFID电子标签基本不 受尺寸大小与形状之限制，此外，RFID 电子标签更加小型化。因此RFID的应用范 围更加广泛。d)

可识别高速运动物体并可同时识别多个电 子标签。

RFID技术原理与分类S3.1.3

RFID系统基本工作原理2）RFID系统的特点e）数据的记忆容量大,数据容量会随着存储器 容量的发展而扩大，未来物品所需携带的 信息量越来越大，对扩充容量的需求也增 加，对此RFID不会受到限制。f