RFID技术基础简介.doc

RFID技术简介RFID技术前期发展 (1)人们对电磁能的认识　　 追溯历史，公元前中国先民即发现并开始利用天然磁石，并用磁石制成指南车到了近世，越来越多的人对电、磁、光进行深入的观察及数学基础研究，其中的佼佼者是美国人本杰明.富兰克林1846年英国科学家米歇尔.法拉弟发现了光波与电波均属于电磁能量1864年苏格兰科学家詹姆士.克拉克.麦克斯韦尔发表了他的电磁场理论1887年，德国科学家亨瑞士.鲁道夫.赫兹证实了麦克斯韦尔的电磁场理论并演示了电磁波以光速传播并可以被反射，具有类似光的极化特性，赫兹的实验不久也被俄国科学家亚力山大.波普重复1896年马克尼成功地实现了横越大西洋的越洋电报，由此开创了利用电磁能量为人类服务的先河更进一步，在1922年，诞生了雷达(Radar)作为一种识别敌方空间飞行物(飞机)的有效兵器，雷达在第二次世界大战中发挥了重要的作用，同时雷达技术也得了极大的发展至今，雷达技术还在不断发展，人们正在研制各种用途的高性能雷达　　 (2)RFID技术的发展　　 RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术——RFID技术。

1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础　　 1)RFID技术发展的历程表在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一RFID技术的发展可按10年期划分如下：　　 1941～1950年雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础　　 1951—1960年早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究　　 1961—1970年RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试　　 1971—1980年RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速出现了一些最早的RFID应用　　 1981～1990年RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现　　 1991～2000年RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分　　 2001—今标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。

　　 RFID技术的理论得到丰富和完善单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实2)RFID技术国内外发展状况 　 　 RFID技术在国外的发展较早也较快尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有较为成熟且先进的RFID系统　　 其中，低频近距离RFID系统主要集中在125kHz、13．56MHz系统；高频远距离RFID　　 系统主要集中在UHF频段(902MHz—928MHz)915MHz、2．45GHz、5．8GHzUHF频段的远距离RFID系统在北美得到了很好的发展；欧洲的应用则以有源2．45GHz系统得到了较多的应用5．8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统　　 在RFID技术发展的前10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标 准化组织ISO／IEC联合技术委员会JTCl下的SC31下级委员会成立了RFID标准化研究 工作组WG4尤其是在1999年10月1日正式成立的，由美国麻省理工学院MIT发起的 Auto—ID Center非盈利性组织在规范RFID应用方面所发挥的作用将越来越明显。

Auto —ID Center在对RFID理论、技术及应用研究的基础上，所作出的主要贡献如下：　　 a.提出产品电子代码EPC(Electronic Product Code)概念及其格式规划为减化电子标签芯片功能设计，降低电子标签成本，扩大RFID应用领域奠定了基础　　 b.提出了实物互联网的概念及构架，为EPC进入互联网搭建了桥梁　　 c.建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术研究平台，为推动低成本的RFID标签和读写器的标准化研究开创了条件RFID系统组成（1）阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可分为手持式或固定（2）天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号3）电子标签(Tag)：一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理在以上基本配置之外，还应包括相应的应用软件 RFID标签分为被动标签(Passive tags)和主动标签(Active tags)两种。

主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远时体积较大，与被动标签相比成本更高，也称为有源标签， 一般具有较远的阅读距离，不足之处是电池不能长久使用，能量耗尽后需更换电池无源电子标签在接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动标签更小也更轻，读写距离则较近，也称为无源标签相比有源系统，无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制按照存储的信息是否被改写，标签也被分为只读式标签（read only）和可读写标签（read and write） 只读式标签内的信息在集成电路生产时即将信息写入，以后不能修改，只能被专门设备读取；可读写标签将保存的信息写入其内部的存贮区，需要改写时也可以采用专门的编程或写入设备擦写一般将信息写入电子标签所花费的时间远大于读取电子标签信息所花费的时间，写入所花费的时间为秒级，阅读花费的时间为毫秒级电子标签由耦合元件及芯片组成，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；每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID，UID是在制作芯片时放在ROM中的，无法修改用户数据区(DATA)是供用户存放数据的，可以进行读写、覆盖、增加的操作。

读写器对标签的操作有三类：识别(Identify):读取UID；读取(Read):读取用户数据；写入(Write):写入用户数据RFID系统的工作原理RFID系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理RFID系统的工作频率通常阅读器发送时所使用的频率被称为RFID系统的工作频率常见的工作频率有低频125kHz、134.2kHz及13.56MHz等等低频系统一般指其工作频率小于30MHz，典型的工作频率有：125KHz、225KHz、13.56M等，这些频点应用的射频识别系统一般都有相应的国际标准予以支持其基本特点是电子标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短、电子标签外形多样（卡状、环状、钮扣状、笔状）、阅读天线方向性不强等高频系统一般指其工作频率大于400MHz， 典型的工作频段有：915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。

高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持高频系统的基本特点是电子标签及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远（可达几米至十几米）， 适应物体高速运动性能好，外形一般为卡状，阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性　　 RFID技术特点及优势RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，识别工作无须人工干预，它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下：短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体；长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的主要有以下几个方面特点：读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行有效识别距离更大，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上；识别速度快：标签一进入磁场，解读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；数据容量大：数据容量最大的二维条形码(PDF417)，最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K；使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；标签数据可动态更改：利用编程器可以向写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间相比打印条形码更少；更好的安全性：不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；动态实时通信：标签以与每秒50～100次的频率与解读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控RFID射频识别技术对比条形码的7大特点1.快速扫描     条形码一次只能有一个条形码受到扫描；RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签。

    2.体积小型化、形状多样化     RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品     3.抗污染能力和耐久性     传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损     4.可重复使用     现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新     5.穿透性和无屏障阅读     在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码     6.数据的记忆容量大     一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes。

随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加     7.安全性     由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造     近年来，RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链RFID卡与接触式IC卡射频卡（简称RF卡）是一种以无线方式传送数据的集成电路卡片，它。