RFID自动识别技术原理介绍-阅读器,发射天线,射频信号,感应电流,射频卡

1. RFID自動識別技術原理—簡介

　　RFID射頻識別(bie)(bie)是(shi)一(yi)種非接觸(chu)式的(de)自動識別(bie)(bie)技(ji)術，其基(ji)本原(yuan)理(li)是(shi)電(dian)磁理(li)論(lun)。它通(tong)過射頻信號自動識別(bie)(bie)目標對象并(bing)獲(huo)取相(xiang)關數據，識別(bie)(bie)工作無須人工干預，可(ke)工作于各種惡劣環境。RFID技(ji)術可(ke)識別(bie)(bie)高(gao)速(su)運動物體(ti)并(bing)可(ke)同(tong)時識別(bie)(bie)多(duo)個標簽，操(cao)作快捷方(fang)便(bian)。

　　埃森(sen)哲實驗室首(shou)席科學家弗格(ge)森(sen)認(ren)為RFID自動識(shi)(shi)別(bie)(bie)技術是一(yi)(yi)種突破(po)性的(de)(de)(de)(de)技術："第一(yi)(yi)，可(ke)以識(shi)(shi)別(bie)(bie)單個(ge)的(de)(de)(de)(de)非(fei)常具體的(de)(de)(de)(de)物體，而不是像條形(xing)碼那樣只能(neng)識(shi)(shi)別(bie)(bie)一(yi)(yi)類物體;第二，其采用無線(xian)電射頻，可(ke)以透(tou)過外(wai)部材料讀取數據(ju)，而條形(xing)碼必須靠(kao)激(ji)光來(lai)讀取信息(xi);第三，可(ke)以同時(shi)對多個(ge)物體進行識(shi)(shi)讀，而條形(xing)碼只能(neng)一(yi)(yi)個(ge)一(yi)(yi)個(ge)地讀。此外(wai)，儲存的(de)(de)(de)(de)信息(xi)量也非(fei)常大(da)。"

RFID高頻工作原理.jpg

2. RFID自動識別技術組成

　　最基(ji)本的(de)RFID系統(tong)由電子標簽、讀寫器(qi)和計算機網絡等(deng)這三部(bu)分組成(cheng)構成(cheng)。

　　1) 電子(zi)(zi)標簽(Tag)：電子(zi)(zi)標簽包含電子(zi)(zi)芯(xin)片和天(tian)(tian)線(xian)，天(tian)(tian)線(xian)在標簽和讀取器間傳遞射(she)頻信(xin)號，電子(zi)(zi)芯(xin)片用(yong)來存儲物體的(de)數據，天(tian)(tian)線(xian)用(yong)來收(shou)發無線(xian)電波。

　　電(dian)(dian)(dian)子(zi)標簽按供電(dian)(dian)(dian)方式分為無源(yuan)電(dian)(dian)(dian)子(zi)標簽、有源(yuan)電(dian)(dian)(dian)子(zi)標簽和半有源(yuan)電(dian)(dian)(dian)子(zi)標簽三種：

　　• 無源電(dian)子標(biao)(biao)簽(qian)：標(biao)(biao)簽(qian)內部沒有(you)電(dian)池(chi)，其工(gong)作能量(liang)均需閱讀器發射的電(dian)磁(ci)場(chang)來(lai)提供，重(zhong)量(liang)輕(qing)、體積小、壽(shou)命長、成(cheng)本低，可制成(cheng)各(ge)種(zhong)卡(ka)片，是目前最流行(xing)的電(dian)子標(biao)(biao)簽(qian)形式。其識別距離比有(you)源系統要小，一般為幾米到十幾米，而且(qie)需要較(jiao)大的閱讀器發射功率(lv)。

　　• 有源(yuan)電(dian)(dian)子(zi)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)：通(tong)過標(biao)(biao)簽(qian)(qian)內部的電(dian)(dian)池來供電(dian)(dian)，不(bu)需要閱讀器提供能量來啟動(dong)，標(biao)(biao)簽(qian)(qian)可主動(dong)發射電(dian)(dian)磁(ci)信號，識別距離較(jiao)長，通(tong)常可達幾十米甚至上百米，缺點(dian)是(shi)成(cheng)本高壽命有限，而且(qie)不(bu)易做成(cheng)薄卡。

　　• 半(ban)有源電(dian)(dian)(dian)子標簽：內有電(dian)(dian)(dian)池，但(dan)電(dian)(dian)(dian)池只對標簽內部(bu)電(dian)(dian)(dian)路(lu)供電(dian)(dian)(dian)，并不主動發(fa)射信號，其能(neng)量傳遞方式(shi)與無源系統類似，因此其工作壽命比一般有源系統標簽要長許多。

RFID智能書架

相(xiang)關解決(jue)方(fang)案：RFID智能書架管理系(xi)統

RFID自動識別技術原理介紹

　　2) 讀寫器(Reader)：利用射頻技術讀寫電子標簽的設備，讀寫器接收電子標簽的數據信息，并將其傳送給外部主機。

　　3) 計(ji)(ji)算(suan)機(ji)網絡(Computer)：讀寫器通過標準接口與計(ji)(ji)算(suan)機(ji)網絡連接，計(ji)(ji)算(suan)機(ji)網絡完成(cheng)數據(ju)的處理、傳(chuan)輸和通信的功(gong)能(neng)。

3. RFID自(zi)動(dong)識別技術工作原(yuan)理

　　射頻識別系(xi)統的(de)基本模型如下(xia)圖所示。其中(zhong)，電子標簽(qian)(qian)又稱為(wei)射頻標簽(qian)(qian)、應答器、數(shu)(shu)據(ju)載(zai)體;閱讀(du)器又稱為(wei)讀(du)出裝置，掃(sao)描器、通訊器、讀(du)寫(xie)器(取(qu)決于(yu)電子標簽(qian)(qian)是否可以無線改寫(xie)數(shu)(shu)據(ju))。電子標簽(qian)(qian)與閱讀(du)器之間(jian)通過(guo)耦合元件實現射頻信號(hao)的(de)空間(jian)(無接觸)耦合、在耦合通道內，根據(ju)時序關系(xi)，實現能量的(de)傳遞、數(shu)(shu)據(ju)的(de)交換。

　　RFID系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)基本工(gong)作(zuo)(zuo)流程是：閱(yue)(yue)讀(du)器(qi)通過發射(she)(she)天(tian)線發送一定頻(pin)率(lv)的(de)射(she)(she)頻(pin)信號，當射(she)(she)頻(pin)卡(ka)進(jin)入發射(she)(she)天(tian)線工(gong)作(zuo)(zuo)區域時產生感應(ying)(ying)電流，射(she)(she)頻(pin)卡(ka)獲得能量(liang)被激活;射(she)(she)頻(pin)卡(ka)將自(zi)身編碼等信息通過卡(ka)內置(zhi)發送天(tian)線發送出(chu)去;系(xi)(xi)統(tong)(tong)接收(shou)天(tian)線接收(shou)到(dao)從射(she)(she)頻(pin)卡(ka)發送來(lai)的(de)載波信號，經天(tian)線調節(jie)器(qi)傳送到(dao)閱(yue)(yue)讀(du)器(qi)，閱(yue)(yue)讀(du)器(qi)對(dui)接收(shou)的(de)信號進(jin)行(xing)解(jie)調和解(jie)碼然后送到(dao)后臺主系(xi)(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)相關處(chu)理;主系(xi)(xi)統(tong)(tong)根據(ju)邏輯運算判斷該卡(ka)的(de)合法性(xing)，針(zhen)對(dui)不同的(de)設定做(zuo)出(chu)相應(ying)(ying)的(de)處(chu)理和控制(zhi)，發出(chu)指令(ling)信號控制(zhi)執行(xing)機(ji)構動作(zuo)(zuo)。

RFID圖書管理

相(xiang)關解決(jue)方案：RFID圖書管理解決(jue)方案

RFID電子機要文件管理解決方案

相(xiang)關解(jie)決方案：RFID技術在醫療(liao)耗材管理中的(de)應用介紹(shao)

　　發生在閱讀器和電子標簽之間的射頻(pin)信(xin)號的耦合類型有(you)兩種。

　　1) 電感(gan)耦合(he)(he)。變壓(ya)器模型，通過空間高頻交變磁(ci)場實現(xian)耦合(he)(he)，依據的(de)是電磁(ci)感(gan)應定律，如(ru)右圖A所示。電感(gan)耦合(he)(he)方(fang)式一般(ban)適合(he)(he)于中、低頻工作的(de)近距離(li)射頻識別系統。典型的(de)工作頻率有：125kHz、225kHz和13.56MHz。識別作用距離(li)小于1m，典型作用距離(li)為(wei)10～20cra。

　　2) 電磁(ci)反(fan)向散射耦合：雷達原理模(mo)型(xing)，發射出(chu)去的(de)電磁(ci)波(bo)，碰到目標后反(fan)射，同(tong)時攜帶回目標信(xin)息，依據的(de)是電磁(ci)波(bo)的(de)空間傳播(bo)規(gui)律，如(ru)圖所示。電磁(ci)反(fan)向散射耦合方式一般適(shi)合于高頻(pin)(pin)、微波(bo)工作(zuo)的(de)遠(yuan)距離射頻(pin)(pin)識別系統。典型(xing)的(de)工作(zuo)頻(pin)(pin)率有(you)：433MHz，915MHz，2.45GHz，5.8GHz。識別作(zuo)用距離大于1m，典型(xing)作(zuo)用距離為3—l0m。

RFID智能工業產線

相關解決方(fang)案：RFID智能工業產線(xian)

4. RFID自動識別技術標準及分類

　　目(mu)前生(sheng)產RFID產品的很多(duo)公司(si)都采用自己的標準，國(guo)際上還沒有(you)統一的標準。目(mu)前，可供射頻卡(ka)使用的幾種標準有(you)ISO10536、ISO14443、ISO15693和(he)ISO18OOO。應(ying)用最多(duo)的是(shi)ISO14443和(he)ISO15693，這兩個標準都由物理特性、射頻功率(lv)和(he)信(xin)號(hao)接口、初始化(hua)和(he)反碰撞(zhuang)以(yi)及傳輸協(xie)議四(si)部分組成。

　　按照不同得方式，RFID自動識別技術有以下幾種分類：

　　1) 按供(gong)電(dian)(dian)方式(shi)分(fen)為有(you)源卡和無(wu)源卡。有(you)源是指卡內有(you)電(dian)(dian)池提供(gong)電(dian)(dian)源，其(qi)作(zuo)用距(ju)離(li)(li)較(jiao)遠，但(dan)壽(shou)命有(you)限、體積較(jiao)大、成本高，且不適合在惡劣環境下工(gong)作(zuo);無(wu)源卡內無(wu)電(dian)(dian)池，它利用波束(shu)供(gong)電(dian)(dian)技術將接收到(dao)的射頻能量轉化(hua)為直(zhi)流電(dian)(dian)源為卡內電(dian)(dian)路(lu)供(gong)電(dian)(dian)，其(qi)作(zuo)用距(ju)離(li)(li)相(xiang)對有(you)源卡短，但(dan)壽(shou)命長且對工(gong)作(zuo)環境要求不高。

　　2) 按載波(bo)頻(pin)(pin)(pin)率分為(wei)低(di)頻(pin)(pin)(pin)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡(ka)、中頻(pin)(pin)(pin)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡(ka)和(he)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡(ka)。低(di)頻(pin)(pin)(pin)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡(ka)主要(yao)(yao)有125kHz和(he)134.2kHz兩種，中頻(pin)(pin)(pin)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡(ka)頻(pin)(pin)(pin)率主要(yao)(yao)為(wei)13.56MHz，高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡(ka)主要(yao)(yao)為(wei)433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等(deng)。低(di)頻(pin)(pin)(pin)系(xi)統主要(yao)(yao)用(yong)(yong)于(yu)短距(ju)離、低(di)成(cheng)本(ben)的(de)應用(yong)(yong)中，如多(duo)數的(de)門禁(jin)控制、校園卡(ka)、動物(wu)監(jian)管、貨(huo)物(wu)跟蹤(zong)等(deng)。中頻(pin)(pin)(pin)系(xi)統用(yong)(yong)于(yu)門禁(jin)控制和(he)需(xu)(xu)傳送大量數據的(de)應用(yong)(yong)系(xi)統;高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)系(xi)統應用(yong)(yong)于(yu)需(xu)(xu)要(yao)(yao)較長的(de)讀寫(xie)距(ju)離和(he)高(gao)(gao)讀寫(xie)速度(du)的(de)場合，其天線波(bo)束方向較窄且價格較高(gao)(gao)，在火車監(jian)控、高(gao)(gao)速公路收(shou)費等(deng)系(xi)統中應用(yong)(yong)。

　　3) 按(an)調制(zhi)(zhi)方(fang)(fang)式(shi)(shi)的(de)不同可分為主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)式(shi)(shi)和被動(dong)(dong)(dong)式(shi)(shi)。主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)式(shi)(shi)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡用(yong)自(zi)身的(de)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)能(neng)量(liang)主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)地(di)發(fa)(fa)送數(shu)據(ju)給讀(du)寫(xie)器;被動(dong)(dong)(dong)式(shi)(shi)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡使(shi)用(yong)調制(zhi)(zhi)散射(she)(she)方(fang)(fang)式(shi)(shi)發(fa)(fa)射(she)(she)數(shu)據(ju)，它必(bi)須(xu)利用(yong)讀(du)寫(xie)器的(de)載波來調制(zhi)(zhi)自(zi)己的(de)信號，該類技術適合用(yong)在門禁或(huo)交通(tong)應(ying)用(yong)中，因(yin)為讀(du)寫(xie)器可以確保只激活一定范圍之內的(de)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡。在有障(zhang)礙物的(de)情況(kuang)下，用(yong)調制(zhi)(zhi)散射(she)(she)方(fang)(fang)式(shi)(shi)，讀(du)寫(xie)器的(de)能(neng)量(liang)必(bi)須(xu)來去穿過障(zhang)礙物兩(liang)次。而(er)主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)式(shi)(shi)的(de)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡發(fa)(fa)射(she)(she)的(de)信號僅穿過障(zhang)礙物一次，因(yin)此主(zhu)(zhu)動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)式(shi)(shi)工作的(de)射(she)(she)頻(pin)(pin)(pin)卡主(zhu)(zhu)要用(yong)于有障(zhang)礙物的(de)應(ying)用(yong)中，距離更遠(可達30米)。

　　4) 按作用(yong)距(ju)離(li)可分為密耦(ou)合卡(作用(yong)距(ju)離(li)小于(yu)1厘米)、近耦(ou)合卡(作用(yong)距(ju)離(li)小于(yu)15厘米)、疏耦(ou)合卡(作用(yong)距(ju)離(li)約1米)和(he)遠(yuan)(yuan)距(ju)離(li)卡(作用(yong)距(ju)離(li)從1米到10米，甚至更遠(yuan)(yuan))。

　　5) 按芯片分(fen)為只讀卡、讀寫卡和(he)CPU卡。