RFID相關(guān)知識(shí)(內(nèi)部)

1、RFID及相關(guān)應(yīng)用介紹及相關(guān)應(yīng)用介紹航天信息航天信息(內(nèi)部?jī)?nèi)部)2011-03-09RFID系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成RFID系統(tǒng)的組成讀寫器 最基本的最基本的RFIDRFID系統(tǒng)由讀寫器、天線、電子標(biāo)簽三部分構(gòu)成。系統(tǒng)由讀寫器、天線、電子標(biāo)簽三部分構(gòu)成。1 1 閱讀器（閱讀器（ReaderReader）：讀取（或?qū)懭耄?biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式）：讀?。ɑ?qū)懭耄?biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式，如圖表或固定式，如圖表 1 1 圖表圖表 1 RFID1 RFID閱讀器閱讀器RFID系統(tǒng)的組成標(biāo)簽 2 2標(biāo)簽標(biāo)簽(Tag)(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯：由耦合元件及芯片組成

2、，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；每個(gè)標(biāo)簽一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；每個(gè)標(biāo)簽都有一個(gè)全球唯一的都有一個(gè)全球唯一的IDID號(hào)碼號(hào)碼UIDUID，UIDUID是在制作芯片是在制作芯片時(shí)放在時(shí)放在ROMROM中的，無法修改。用戶數(shù)據(jù)區(qū)中的，無法修改。用戶數(shù)據(jù)區(qū)(DATA)(DATA)是供用戶是供用戶存放數(shù)據(jù)的，可以進(jìn)行讀寫、覆蓋、增加的操作。存放數(shù)據(jù)的，可以進(jìn)行讀寫、覆蓋、增加的操作。閱讀閱讀器對(duì)標(biāo)簽的操作有三類：器對(duì)標(biāo)簽的操作有三類： 識(shí)別識(shí)別(Identify):(Identify):讀取讀取UIDUID； 讀取讀取(Read):(Read):讀取用戶數(shù)據(jù)；讀

3、取用戶數(shù)據(jù)； 寫入寫入(Write):(Write):寫入用戶數(shù)據(jù)寫入用戶數(shù)據(jù) 標(biāo)簽樣式標(biāo)簽樣式如圖如圖所示所示：3 3 天線（天線（AntennaAntenna）：在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。）：在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。 圖表圖表 2 2 天線天線RFID系統(tǒng)的組成天線 天線是發(fā)射和接收電磁波的一個(gè)重要的無線電設(shè)備，沒有天線也就沒有無線電通信。 按用途分類按用途分類，可分為通信天線、電視天線、雷達(dá)天線等； 按工作頻段分類按工作頻段分類，可分為短波天線、超短波天線、微波天線等； 按方向性分類按方向性分類，可分為全向天線（433M鞭狀天線）、定向天線等（900M天線）； 按外形分類按外形

4、分類，可分為線狀天線、面狀天線等；等等分類。RFID系統(tǒng)的組成天線1、對(duì)稱振子、對(duì)稱振子 對(duì)稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線設(shè)計(jì)方法。兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子（如900M標(biāo)簽天線常用）。 另外，還有一種異型半波對(duì)稱振子，可看成是將全波對(duì)稱振子折合成一個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框，并把全波對(duì)稱振子的兩個(gè)端點(diǎn)相疊，這個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框稱為折合振子（如：13.56M門型天線） RFID系統(tǒng)的組成天線常見術(shù)語1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)對(duì)稱振子對(duì)稱振子1/4波長(zhǎng)波長(zhǎng)1/2波長(zhǎng)波長(zhǎng)2、增益、增益 增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把

5、輸入功率集中輻射的程度。3、前后比、前后比 方向圖中，前后瓣最大值之比稱為前后比，記為 F / B 。前后比越大，天線的后向輻射（或接收）越小。一般對(duì)于我們的應(yīng)用來說，前后比越大越好。 RFID系統(tǒng)的組成天線常見術(shù)語后向功率后向功率前向功率前向功率4、天線極化、天線極化 天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。人們規(guī)定：電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況：垂直極化-是最常用的；水平極化-也是要被用到的。在使用極化天線的時(shí)候一定要注意極化方向，極化反了的話，標(biāo)簽讀取效果會(huì)很差。另外，900M天線也經(jīng)常用到原計(jì)劃天線 RFID系統(tǒng)的組成

6、天線常見術(shù)語垂直極化 水平極化EE5、天線的輸入阻抗、天線的輸入阻抗 天線輸入端信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱為天線的輸入阻抗。RFID應(yīng)用的天線阻抗一般都為50Ohm。6、電壓駐波比、電壓駐波比 在不匹配的情況下, 饋線上同時(shí)存在入射波和反射波。在入射波和反射波相位相同的地方，電壓振幅相加為最大電壓振幅max ，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅min ，形成波節(jié)。其它各點(diǎn)的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。波腹電壓與波節(jié)電壓幅度之比稱為駐波系數(shù)，也叫電壓駐波比，記為VSWR，駐波比VSWR 越接近于，匹配也就越好。駐波比是我們天線選型非常重要的一個(gè)參數(shù)，我們常用的駐

7、波比是我們天線選型非常重要的一個(gè)參數(shù)，我們常用的天線駐波比一般在天線駐波比一般在1.3左右。左右。RFID系統(tǒng)的組成天線常見術(shù)語RFID頻段的劃分頻段的劃分RFID頻段的劃分頻段的劃分 低頻低頻(30kHz300kHz)： 常用的是125KHz、134.2KHz的產(chǎn)品 高頻高頻(3MHz30MHz) 常用的是13.56MHz的產(chǎn)品 超高頻超高頻(300MHz3GHz) 常用的是433Mhz、860MHz960MHz 微波（微波（2.45GHz 5.8GHz） 常用的是2.45GHz和5.8GHz等 低頻低頻(30kHz300kHz)低頻標(biāo)簽也稱為卡，其天線采用銅絲繞線構(gòu)成，其號(hào)由廠家出廠時(shí)設(shè)定

8、，其芯片內(nèi)容只讀，不可重新寫入，故稱其為卡。因其采用銅線繞線方式（類似電機(jī)的繞線方式）制作的天線線圈，所以卡的厚度一般比較大。該頻段產(chǎn)品常被用在畜牧業(yè)的牲畜管理、門禁管理等。其成本相對(duì)其他頻段的標(biāo)簽要便宜（一般白卡銷售價(jià)格元左右）。RFID頻段的劃分頻段的劃分低頻低頻高頻高頻(3MHz30MHz)在該頻段我們所用的是13.56MHz，而13.56MHz按協(xié)議又可分為協(xié)議和協(xié)議。ISO14443協(xié)議又分為TYPE A和TYPE B ，TYPE A和TYPE B型卡片主要的區(qū)別在于載波調(diào)制深度及二進(jìn)制數(shù)的編碼方式和防沖突機(jī)制。TYPE A：和卡，熟稱卡、邏輯加密卡卡，個(gè)分區(qū)，每分區(qū)兩組密碼；卡，個(gè)

9、分區(qū)TYPE B：卡，熟稱卡，須配合系統(tǒng)工作。國(guó)產(chǎn)芯片容量一般為因其加密性好，常被用來做小額支付卡、一卡通等應(yīng)用。RFID頻段的劃分頻段的劃分高頻高頻協(xié)議協(xié)議其加密性不如協(xié)議好，因此一般不作為小額支付卡使用，但其有一定的防碰撞協(xié)議，經(jīng)常配合大功率的讀寫器來做通道式門禁使用，最遠(yuǎn)識(shí)讀距離為米。常見的芯片為的，容量一般為Kbit。RFID頻段的劃分頻段的劃分高頻高頻超高頻超高頻(300MHz3GHz)在該頻段我們經(jīng)常使用的是常用的是433Mhz、900MHz。433Mhz符合ISO18000-7協(xié)議的433Mhz常被用來做有源產(chǎn)品，該產(chǎn)品由于讀取距離遠(yuǎn)（米）通常用來做車輛管理（陜西省政府），區(qū)域定

10、位（井下人員定位）等。900MHz包含ISO18000-6B和ISO18000-6C等。中國(guó)無委會(huì)對(duì)900MHz頻段的規(guī)定為840-845MHz和920-925MHz該頻段的標(biāo)簽常被用來做物流、倉儲(chǔ)、車輛等管理RFID頻段的劃分頻段的劃分超高頻超高頻ISO18000-6B和ISO18000-6C的區(qū)別：容量：2Kbit和96bit（512bit）分區(qū)結(jié)構(gòu)：tid+user memory；：tid+EPC+user memory+password防碰撞：6B：40；6C：200（1500）通訊速率：6B：40K/S；6C：640K/S外界環(huán)境對(duì)外界環(huán)境對(duì)900MHz頻段的的影響及解決辦法頻段的的

11、影響及解決辦法水、金屬、玻璃。RFID頻段的劃分頻段的劃分超高頻超高頻微波（微波（2.45GHz 5.8GHz） 常用的是2.45GHz和5.8GHz等2.45G常用來做有源產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于車輛管理、定位等項(xiàng)目。433M和和2.4G的區(qū)別的區(qū)別 方向性 抗干擾能力5.8G國(guó)標(biāo)，有源RFID頻段的劃分頻段的劃分微波微波各頻段標(biāo)簽性能比較性 能低頻(125 kHz, 134.2kHz )高頻(13.5 MHz)超高頻(433 MHz )超高頻(915MHz )微波(2.45 GHz ) 微波(5.8 GHz )閱 讀 距 離適中適中很好好很好很好適 應(yīng) 速 度低低高高高高讀寫電子標(biāo)簽否是是是是是

12、閱讀器方向性是否否是是是穿過玻布等閱讀能力是是是是是是耐臟環(huán)境能力好好好好好好耐磨損性能好好好好好好抗干擾能力低中高低高高多個(gè)標(biāo)簽閱讀否是是是是是有源否否是否是是閱讀器成本低低適中高適中高電子標(biāo)簽成本低適中高適中高高RFID應(yīng)用歸類應(yīng)用歸類總結(jié)RFID無處不在無處不在可以應(yīng)用到生活中的各點(diǎn)RFID不是萬能不是萬能想象比實(shí)際完美誤區(qū)：誤區(qū)：讀取距離越遠(yuǎn)越好，識(shí)別成功率。正確認(rèn)識(shí)：正確認(rèn)識(shí)： RFID是短距離快速無線識(shí)別，能夠提高效率就好。沒有固定模式的產(chǎn)品用在固定的領(lǐng)域或行業(yè)，只有合理的解決方案才能解決問題。目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品廠家目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品廠家讀寫器讀寫器低、高頻低、高頻讀寫器讀寫器：國(guó)產(chǎn)，廠家

13、很多，價(jià)位很低標(biāo)簽：標(biāo)簽：芯片國(guó)內(nèi)外都有生產(chǎn)（、等），國(guó)內(nèi)封裝（中山達(dá)華）。有源產(chǎn)品有源產(chǎn)品：秀派、烽火、華融匯等：秀派、仁微、木蘭等注：各廠家通訊協(xié)議不統(tǒng)一，各家的讀寫器只能讀自家的標(biāo)簽UHF讀寫器讀寫器國(guó)外：impinj、Alien、CSL、thinmagic、intermec等國(guó)內(nèi)：遠(yuǎn)望谷、先施、三寶、中興、芯聯(lián)、希碩等。注：目前國(guó)外進(jìn)口讀寫器性能要優(yōu)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，但價(jià)格偏高。國(guó)內(nèi)讀寫器又分為完全自主研發(fā)和集成模塊研發(fā)，就目前來看，集成模塊研發(fā)的產(chǎn)品性能要明顯優(yōu)于自主研發(fā)產(chǎn)品。附：國(guó)內(nèi)主流讀寫器介紹2009中國(guó)RFID行業(yè)年度最有影響力的讀寫器2.doc目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品廠家目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品廠家

14、標(biāo)簽芯片標(biāo)簽芯片UHF芯片：芯片：芯片廠家：Alien、impinj、TI、NXP等國(guó)外廠家。國(guó)內(nèi)有坤銳（唯一一款2Kbit的芯片，但性能很差）標(biāo)簽封裝廠家：達(dá)華、東港印刷（目前只做lable）等異型特殊標(biāo)簽廠家：達(dá)華、韓碩（性能好）等。Alien芯片：分為H2和H3H2：96bitEPC+64bitTID區(qū)+ 32bit訪問+32bit kill ；H3：64bit TID+96bitEPC+512user+ 32bit訪問+32bit kill 。用戶存儲(chǔ)可以按照64位分塊管理，可以永久鎖定并使用訪問口令保護(hù)。支持私有指令，在不提供密碼的情況不能讀user區(qū)。注：GEN2標(biāo)準(zhǔn)都具有普通加密

15、指令，可對(duì)EPC、USER區(qū)進(jìn)行加密，使其只能讀而不能改寫。私有指令可實(shí)現(xiàn)加密后的區(qū)域不可見。Impinj芯片：M3、M4等M3： TID+EPC+密碼區(qū)M4：M4D、M4E、M4QT M4D：128位EPC+32位USER + 32bit訪問+32bit kill M4E：496位EPC+128位USER + 32bit訪問+32bit kill M4QT：128位EPC+512位USER + 32bit訪問+32bit kill注：只有M4QT具有私有指令目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品廠家目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品廠家標(biāo)簽芯片標(biāo)簽芯片NXP芯片：HSL、G2 、G2XL 、G2XM HSL： ISO18000-6B協(xié)議，容量為2KbitG2：64位TID+96位EPC+240位USER +32bit訪問+32bit killG2XL：64位TID+96位EPC（可擴(kuò)到240）+無USER +32bit訪問+32bit killG2XM：64位TID+96位EPC（可擴(kuò)到240）+512位USER +32b