電子行業(yè)RFID基礎(chǔ)知識(shí)講義全

1、 . . 100/100 . . 電子行業(yè)RFID基礎(chǔ)知識(shí)講義 日期：RFID基礎(chǔ)知識(shí)1什么是RFIDRFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識(shí)別。常稱為感應(yīng)式電子芯片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等等。一套完整 RFID系統(tǒng)由Reader與Transponder兩部份組成，其動(dòng)作原理為由Reader發(fā)射一特定頻率之無限電波能量給Transponder，用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將部之ID Code送出，此時(shí)Reader便接收此ID Code。Transponder的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污，且芯片密碼為世界

2、唯一無法復(fù)制，安全性高、長壽命。RFID的應(yīng)用非常廣泛，目前典型應(yīng)用有動(dòng)物芯片、汽車芯片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。RFID標(biāo)簽有兩種：有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。2什么是電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽即為RFID，有的稱為射頻標(biāo)簽、射頻識(shí)別。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)識(shí)別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，作為條形碼的無線版本，RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)。3什么是RFID技術(shù)RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象并

3、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可在這樣的環(huán)境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識(shí)別距離可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等。4什么是RFID解決方案RFID解決方案是RFID技術(shù)供應(yīng)商針對行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)制定的RFID應(yīng)用方案，可根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際要求“量身定做”。 RFID解決方案可按照行業(yè)進(jìn)行分類，物流、防偽防盜、身份識(shí)別、資產(chǎn)管理、動(dòng)物管理、快捷支付等等。5. 什么是RFID中間件RFID產(chǎn)業(yè)潛力無窮，應(yīng)用的圍遍與制

4、造、物流、醫(yī)療、運(yùn)輸、零售、國防等等。Gartner Group認(rèn)為，RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一，然而其成功的關(guān)鍵除了標(biāo)簽（Tag）的價(jià)格、天線的設(shè)計(jì)、波段的標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備的認(rèn)證之外，最重要的是要有關(guān)鍵的應(yīng)用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而中間件（Middleware）可稱為是RFID運(yùn)作的中樞，因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世。6RFID系統(tǒng)的基本組成部分最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：標(biāo)簽(Tag)：由耦合組件與芯片組成，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)對象；閱讀器(Reader)：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備

5、，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。 7是什么讓零售商如此推崇RFID據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計(jì)，通過采用RFID沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元，其部分是因?yàn)椴恍枰斯げ榭催M(jìn)貨的條碼而節(jié)省的勞動(dòng)力成本。盡管另外一些分析師認(rèn)為80億美元這個(gè)數(shù)字過于樂觀，但毫無疑問，RFID有助于解決零售業(yè)兩個(gè)最大的難題：商品斷貨和損耗（因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品），而現(xiàn)在單是盜竊一項(xiàng)，沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元，如果一家合法企業(yè)的營業(yè)額能達(dá)到這個(gè)數(shù)字，就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機(jī)

6、構(gòu)估計(jì)，這種RFID技術(shù)能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。8RFID無線識(shí)別電子標(biāo)簽基礎(chǔ)介紹無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。RFID系統(tǒng)至少包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分。電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同，電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽(Active tag)、無源電子標(biāo)簽(Passive tag)和半無源電子標(biāo)簽(Semipassive tag)。有

7、源電子標(biāo)簽裝有電池，無源射頻標(biāo)簽沒有裝電池，半無源電子標(biāo)簽(Semipassive tag)部分依靠電池工作。電子標(biāo)簽依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽與特殊用途的異形標(biāo)簽等。RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽識(shí)別碼和存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以與閱讀器天線。9RFID發(fā)展歷程RFID直接繼承了雷達(dá)的概念，并由此發(fā)展出一種生機(jī)勃勃的AIDC新技術(shù)RFID技術(shù)。1948年哈里.斯托克

8、曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識(shí)別RFID的理論基礎(chǔ)。RFID技術(shù)發(fā)展的歷程表。在20世紀(jì)中，無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。RFID技術(shù)的發(fā)展可按10年期劃分如下：19411950年。雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。19511960年。早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。19611970年。RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。19711980年。RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種RFID技術(shù)測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。19811990年。RFID技術(shù)與產(chǎn)品

9、進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。19912000年。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用，RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。2001至今。標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽與半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。RFID技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)。RFID工作原理RFID工作原理和相關(guān)原理知識(shí)其中，電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器

10、、讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合組件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合、在耦合通道，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種。(1)電感耦合。變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，(2) 電磁反向散射耦合：雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：125kHz、225kHz和1356MHz。識(shí)別作用距離小于1m，典型作用距離為1020cm。電磁反

11、向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：433MHz，915MHz，245GHz，58GHz。識(shí)別作用距離大于1m，典型作用距離為3l0m。RFID應(yīng)用領(lǐng)域RFID應(yīng)用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛1、物流：物流過程中的貨物追蹤，信息自動(dòng)采集，倉儲(chǔ)應(yīng)用，港口應(yīng)用，郵政，快遞。 2、零售：商品的銷售數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)貨，防盜。3、制造業(yè)：生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，質(zhì)量追蹤，自動(dòng)化生產(chǎn)。4、服裝業(yè)：自動(dòng)化生產(chǎn)，倉儲(chǔ)管理，品牌管理，單品管理，渠道管理。5、醫(yī)療：醫(yī)療器械管理，病人身份識(shí)別，嬰兒防盜。6、身份識(shí)別：電子護(hù)照，學(xué)生證等各種電子證件。7、防偽：貴重物品（煙，酒，藥品）的防偽，

12、票證的防偽等。8、資產(chǎn)管理：各類資產(chǎn)（貴重的或數(shù)量大相似性高的或危險(xiǎn)品等)。9、交通：高速不停車，出租車管理，公交車樞紐管理，鐵路機(jī)車識(shí)別等。10、食品：水果，蔬菜，生鮮，食品等保鮮度管理。11、動(dòng)物識(shí)別：訓(xùn)養(yǎng)動(dòng)物，畜牧牲口，寵物等識(shí)別管理。12、圖書館：書店，圖書館，等應(yīng)用。13、汽車：制造，防盜，定位，車鑰匙。14、航空：制造，旅客機(jī)票，行包裹追蹤。15、軍事：彈藥，槍支，物資，人員，卡車等識(shí)別與追蹤。RFID相關(guān)術(shù)語 RFID相關(guān)術(shù)語射頻：一般指微波。微波：波長為0.1100cm或頻率在1100GHZ的電磁波。電子標(biāo)簽：以電子數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)物體代碼的標(biāo)簽，也叫射頻卡。被動(dòng)式電子標(biāo)簽：部

13、無電源、靠接收微波能量工作的電子標(biāo)簽。主動(dòng)式電子標(biāo)簽：靠部電池供電工作的電子標(biāo)簽。微波天線：用于發(fā)射和接受微波信號(hào)。讀出裝置：用于讀取電子標(biāo)簽電子數(shù)據(jù)。閱讀器：用于讀取電子標(biāo)簽電子數(shù)據(jù)。編程器：用于將電子數(shù)據(jù)寫入電子標(biāo)簽或查閱電子標(biāo)簽存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。波束圍：指天線發(fā)射微波的照射功率圍。標(biāo)簽容量：電子標(biāo)簽編程時(shí)所能寫入的字節(jié)數(shù)或邏輯位數(shù)。振幅(Amplitude)：無線電波最高點(diǎn)和零值之間的距離。只讀存儲(chǔ)（Read-only memory ，ROM）：一種將信息存儲(chǔ)在芯片上的形式，不能被覆蓋。只讀芯片要比讀寫芯片便宜得多。自動(dòng)數(shù)據(jù)采集（Automatic data capture，ADC）：用于收集數(shù)

14、據(jù)并直接將其導(dǎo)入（不涉與人工參與）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法（見自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集）。智能卡（Smart Card）：嵌有微芯片的塑料卡的通稱。一些智能卡包含一個(gè)RFID芯片，所以它們不需要與讀寫器的任何物理接觸就能夠識(shí)別持卡人。RFID智能卡常常被稱為“遙控”智能卡。 a-Biz自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用案例框架。a-Biz是一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別工程，它的終極目標(biāo)是將自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用案例結(jié)合，以此實(shí)現(xiàn)“商業(yè)自動(dòng)化”，或者說是a-Biz。 ASN高級(jí)貨運(yùn)通知，也可稱之為DA，此電子文檔先于貨物被發(fā)送出去，以通知對方貨物在運(yùn)送途中。 BIS商業(yè)信息系統(tǒng)，商業(yè)信息系統(tǒng)，即BIS，是用來處理商業(yè)交易信息的系統(tǒng)。

15、DA發(fā)貨通知，此電子文檔先于貨物被發(fā)送出去，以通知對方貨物在運(yùn)送途中。EAN歐洲物品編碼組，該組織創(chuàng)建于1974年，是由歐洲12個(gè)國家的生產(chǎn)商和分銷商建立了一個(gè)ad-hoc委員會(huì)。它的任務(wù)是調(diào)查在歐洲制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的編碼體系的可能性，類似于美國使用的UPC體系。最終創(chuàng)立了與UPC兼容的“歐洲物品編碼”。EPCTM產(chǎn)品電子碼，產(chǎn)品電子碼，即EPC，是自動(dòng)識(shí)別體系中用來唯一標(biāo)識(shí)對象的編碼。它的目的類似于GTIN 與UPC 等。ONS對象名解析服務(wù)，對象名稱解析服務(wù)，即ONS，是自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)組件。類似于Internet 中的域名解析服務(wù)DNS，跟DNS 類似，ONS 也執(zhí)行名稱解析功能。PM

16、L實(shí)體標(biāo)記語言，自動(dòng)識(shí)別設(shè)備使用實(shí)體標(biāo)記語言傳遞實(shí)體信息。SavantTM 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)框架的一部分。它是一個(gè)在全球圍分布的服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)路由服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)捕獲、數(shù)據(jù)監(jiān)視與數(shù)據(jù)傳送功能。UCC統(tǒng)一編碼委員會(huì)，統(tǒng)一編碼委員會(huì)的任務(wù)是在全球圍，其目標(biāo)是建立與推動(dòng)物品識(shí)別與相關(guān)電子通訊技術(shù)的多元化工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。提高供應(yīng)鏈的管理水平，為使用者帶來附加價(jià)值。UML統(tǒng)模語言，統(tǒng)模語言，即UML，是一種使用案例和活動(dòng)圖等工具，為商業(yè)需求和商業(yè)流程建模的描述性語言。標(biāo)簽1什么是電子產(chǎn)品代碼標(biāo)簽電子產(chǎn)品代碼是全球產(chǎn)品代碼的發(fā)展，可以識(shí)別視野之外的目標(biāo)。電子產(chǎn)品代碼并不僅僅是一個(gè)無線電波條形碼，它包含著一系列的數(shù)據(jù)

17、和信息，象產(chǎn)地，日期代碼和其它關(guān)鍵的供應(yīng)信息，這些信息儲(chǔ)存在一個(gè)小的硅片中，利用標(biāo)簽，解讀器和計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)者和零售商就可以隨時(shí)了解精確的產(chǎn)品和庫存信息。2RFID標(biāo)簽的價(jià)格是多少RFID標(biāo)簽的價(jià)格一直是抑制RFID發(fā)展的桎梏。射頻標(biāo)簽價(jià)格根據(jù)標(biāo)簽種類和應(yīng)用價(jià)格從30美分到50美元不等，總的來說，用在高檔產(chǎn)品中的智能標(biāo)簽在50美分以上，主動(dòng)標(biāo)簽要貴的多，帶有復(fù)雜靈敏組件的價(jià)格在100美元以上。一段時(shí)間前，某公司重磅推出5美分Gen 2標(biāo)簽產(chǎn)品，宣稱終端用戶只要一次標(biāo)簽定購量達(dá)到1億枚，其RFID Gen 2標(biāo)簽價(jià)格就可以降到5美分/枚。而很明顯，暫時(shí)沒有哪家公司的用量有這么大。而同時(shí)，一些

18、機(jī)構(gòu)預(yù)測：RFID標(biāo)簽的市場潛能非常大，預(yù)期到了2010年達(dá)到230億美元，但是目前僅是冰山之一角。而標(biāo)簽的價(jià)格，大概還要另外57年時(shí)間，才可能如人們預(yù)期的，降到每個(gè)5美分。3射頻標(biāo)簽?zāi)苡糜诮饘傥矬w嗎？能用于含水成分較高的物品嗎金屬和多水環(huán)境也是阻止RFID大量使用的一個(gè)很大因素。無線電波會(huì)從金屬物體上反射回來，會(huì)被水吸收。這會(huì)使跟蹤金屬物體或是含水較高的物體產(chǎn)生困難。但是精心設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能解決這些問題。4. 只讀和讀寫標(biāo)簽有什么區(qū)別5. 什么叫標(biāo)簽沖突解讀器在同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽發(fā)射回來的信息會(huì)產(chǎn)生標(biāo)簽沖突的問題，商家采用不同的系統(tǒng)使得標(biāo)簽一次發(fā)回一個(gè)信息。解讀器又能同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽，所以所有的標(biāo)

19、簽?zāi)芡瑫r(shí)被讀取。6. 射頻標(biāo)簽?zāi)軆?chǔ)存多少信息標(biāo)簽根據(jù)商家種類的不同能儲(chǔ)存從512byte到4M不等的數(shù)據(jù)。標(biāo)簽中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)是由系統(tǒng)的應(yīng)用和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)決定的。例如，標(biāo)簽?zāi)軌蛱峁┊a(chǎn)品生產(chǎn)，運(yùn)輸，存儲(chǔ)情況，也可以辨別機(jī)器，動(dòng)物和個(gè)體的身份。這些類似于條形碼中存儲(chǔ)的信息。標(biāo)簽還可以連接到數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)產(chǎn)品庫存編號(hào)，當(dāng)前位置，狀態(tài)，售價(jià)，批號(hào)的信息。相應(yīng)的，射頻標(biāo)簽在讀取數(shù)據(jù)時(shí)不用參照數(shù)據(jù)庫可以直接確定代碼的含義。7. 射頻標(biāo)簽可以和傳感器連接嗎可以，射頻標(biāo)簽已經(jīng)和許多傳感器連接了，包括能記錄溫度，濕度的。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，標(biāo)簽?zāi)軌虻玫教崾?，尤其是?dāng)變化對物品的儲(chǔ)存和使用有重要影響時(shí)。8. 應(yīng)答器，智

20、能標(biāo)簽，射頻標(biāo)簽有什么區(qū)別最初在技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)答器是指能夠傳輸信息、回復(fù)信息的電子模塊，近些年，由于射頻技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)答器有了新的說法和含義，又被叫做智能標(biāo)簽或標(biāo)簽。智能標(biāo)簽確切的說是射頻標(biāo)簽的一種創(chuàng)新，由具有粘性的標(biāo)簽和超薄射頻標(biāo)簽組成。智能標(biāo)簽將射頻技術(shù)和方便靈活的標(biāo)簽印刷優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，具有讀寫功能的智能標(biāo)簽?zāi)鼙欢啻尉幊?，遵循?biāo)簽最初制作時(shí)的編碼規(guī)律。RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽識(shí)別碼和存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以與閱讀器天線。 9. 哪種標(biāo)簽適合我的客戶的產(chǎn)品標(biāo)簽?zāi)茉谟兴沫h(huán)境下正常工作

21、嗎？金屬會(huì)破壞它的功能嗎？在什么溫度下它能正常工作？含水量較高的產(chǎn)品，金屬物品，很高或是很低的溫度對于標(biāo)簽的工作都會(huì)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。但是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能克服這些缺點(diǎn)，因此根據(jù)應(yīng)用功能和對象的不同，標(biāo)簽的種類也大相徑庭。射頻標(biāo)簽的目的是使用一種統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電子產(chǎn)品代碼，使產(chǎn)品在不同領(lǐng)域都能被辨識(shí)。 RFID讀寫設(shè)備基本介紹1什么是RFID讀寫器無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Idenfication，RFID）是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。RFID系統(tǒng)至少包含電子標(biāo)簽和閱讀器兩部分

22、。RFID閱讀器（讀寫器）通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽識(shí)別碼和存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以與閱讀器天線。2RFID的工作原理射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型如圖81所示。其中，電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合組件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合、在耦合通道，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種。(1)電感耦合。變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合

23、，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，如右圖所示。(2) 電磁反向散射耦合：雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：125kHz、225kHz和1356MHz。識(shí)別作用距離小于1m，典型作用距離為1020cra。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：433MHz，915MHz，245GHz，58GHz。識(shí)別作用距離大于1m，典型作用距離為3l0m。RFID讀寫器技術(shù)原理圖:電感耦合模型的讀寫器電磁反向散射耦合型的RFID讀寫器3RF

24、ID讀寫器防沖撞（防碰撞）實(shí)理機(jī)理RFID分類的第二個(gè)重要的看點(diǎn)在于是否需要同時(shí)讀取復(fù)數(shù)個(gè)標(biāo)簽。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能在通信上所采取的技術(shù)是（防沖撞）“防碰撞”。同時(shí)讀取復(fù)數(shù)個(gè)標(biāo)簽是常被人們談與的RFID比圖形碼遠(yuǎn)為優(yōu)越的地方，但是如果沒有防碰撞（防沖撞）的功能時(shí)，RFID系統(tǒng)只能讀寫一個(gè)標(biāo)簽。在這種情況下如果有兩個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)處于可讀取的圍就會(huì)導(dǎo)致讀取的錯(cuò)誤。其次，我們來簡單地說明防碰撞（防沖撞）功能的工作原理。即使是具有防碰撞（防沖撞）功能的RFID系統(tǒng)，實(shí)際上并非同時(shí)讀取所有標(biāo)簽的容。在同時(shí)查出有復(fù)數(shù)個(gè)標(biāo)簽存在的情況下，檢索信號(hào)并防止沖突的功能開始動(dòng)作。為了進(jìn)行檢索，首先要確定檢索條件。例如

25、，13.56MHz頻帶的RFID系統(tǒng)里應(yīng)用的ALOHA方式的防碰撞功能的工作步驟如下。1）、首先，閱讀器指定電子標(biāo)簽存的特定位數(shù)（14位左右）為次數(shù)批量。2）、電子標(biāo)簽根據(jù)次數(shù)批量，將響應(yīng)的時(shí)機(jī)離散化。例如在兩位數(shù)的次數(shù)批量“00、01、10、11”時(shí)，讀寫器將以不同的時(shí)機(jī)對這四種可能性逐一進(jìn)行響應(yīng)。3）、若在各個(gè)時(shí)機(jī)里同時(shí)響應(yīng)的電子標(biāo)簽只有一個(gè)的場合下才能得到這個(gè)電子標(biāo)簽的正常數(shù)據(jù)。信息讀取之后閱讀器對于這個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)送在一定的時(shí)間不再響應(yīng)的睡眠的指令（Sleep/Mute）使之在休眠，避免再次向應(yīng)。4）、若在各個(gè)時(shí)機(jī)同時(shí)由幾個(gè)電子標(biāo)簽響應(yīng)，判別為“沖突”。在這種情況下，存的另外兩位數(shù)所記錄

26、的次數(shù)批量，重復(fù)以上從2）開始的處理。5）、所有的電子標(biāo)簽都完成響應(yīng)之后，閱讀器向他們發(fā)送喚醒的指令（Wake Up），從而完成對所有電子標(biāo)簽的信息讀取。在這種搭載有防碰撞（防沖撞）功能的RFID系統(tǒng)中，為了只讀一個(gè)標(biāo)簽，幾經(jīng)調(diào)整次數(shù)批量反復(fù)讀取進(jìn)行檢索。所以，一次性讀取具有一定數(shù)量的標(biāo)簽的情況下，所有的標(biāo)簽都被讀到為止其速度是不同的，一次性讀取的標(biāo)簽數(shù)目越多，完成讀取所需時(shí)間要比單純計(jì)算所需的時(shí)間越長。實(shí)現(xiàn)防止抗碰撞（防沖撞）的功能是RFID在物流領(lǐng)域中取代圖形碼所必不可少的條件。例如，在超市中，商品是裝在購物車?yán)锩孢M(jìn)行計(jì)價(jià)的。為了實(shí)現(xiàn)這種計(jì)價(jià)方式，抗碰撞（防沖撞）功能必須完備。另一方面，在

27、電子貨幣和個(gè)人認(rèn)證方面利用RFID系統(tǒng)時(shí)，同時(shí)識(shí)別幾個(gè)標(biāo)簽是發(fā)生差錯(cuò)的主要原因。具有抗碰撞（防沖撞）功能的RFID系統(tǒng)的價(jià)格比不具有這種功能的系統(tǒng)的要昂貴。當(dāng)個(gè)人用戶在制作RFID系統(tǒng)的時(shí)候，如果沒有必要進(jìn)行復(fù)數(shù)個(gè)ID同時(shí)認(rèn)識(shí)時(shí)就沒有必要選擇抗碰撞機(jī)能的讀寫器。RFID讀寫器1RFID讀寫器頻率分類和我們聽的收音機(jī)道理一樣，射頻標(biāo)簽和閱讀器也要調(diào)制到一樣的頻率才能工作。LF， HF，UHF就對應(yīng)著不同頻率的射頻。LF代表低頻射頻，在125KHz左右，HF代表高頻射頻，在13.54MHz左右，UHF代表超高頻射頻，在850910MHz圍之，還有2.4G的微波讀寫器。2為什么要使用不同的頻率在操作

28、中有4種波段的頻率，低頻（125KHz），高頻（13.54MHz），超高頻（850-910MHz），微波（2.45GHz）。每一種頻率都有它的特點(diǎn)，被用在不同的領(lǐng)域，因此要正確使用就要先選擇合適的頻率。不同的國家所使用頻率也不盡一樣：歐洲的超高頻是868MHz，美國的則是915MHz，日本目前不允許將超高頻用到射頻技術(shù)中。政府也通過調(diào)整閱讀器的電源來限制它對其它器械的影響。有些組織例如全球商務(wù)促進(jìn)委員會(huì)正鼓勵(lì)政府取消限制。標(biāo)簽和閱讀器生產(chǎn)廠商也正在開發(fā)能使用不同頻率系統(tǒng)避免這些問題。3所有的閱讀器都能支持不同種類的標(biāo)簽嗎目前還不是。很多公司生產(chǎn)的閱讀器，支持現(xiàn)有供給鏈中用的新標(biāo)簽的射頻技術(shù)。一

29、些閱讀器只支持新的電子產(chǎn)品代碼，一些只支持某些生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的特定標(biāo)簽。4什么是閱讀器沖突射頻技術(shù)遇到的一個(gè)問題就是閱讀器沖突，就是一個(gè)閱讀器接收到的信息和另外一個(gè)閱讀器接收到的信息發(fā)生沖突，產(chǎn)生重疊。解決這個(gè)問題的一種方法是使用TDMA技術(shù)，簡單來說就是閱讀器被指揮在不同時(shí)間接收信號(hào)，而不是同時(shí)，這樣就保證了閱讀器不會(huì)互相干擾。但是在同一區(qū)域的物品就會(huì)被讀取兩次，因此就要建立相應(yīng)的系統(tǒng)去避免這種情況的發(fā)生。5我們?nèi)绾沃滥膫€(gè)頻率適合于我們的產(chǎn)品不同的頻率有不同的特點(diǎn)，因此他們的用途也就形形色色。例如，低頻標(biāo)簽比超高頻標(biāo)簽便宜，節(jié)省能量，穿透金屬物體力強(qiáng)，他們最適合用于含水成分較高的物體，例如水

30、果等。超高頻作用圍廣，傳送數(shù)據(jù)速度快，但是他們比較耗能，穿透力較弱，作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾，適合用于監(jiān)測從海港運(yùn)到倉庫的物品。6我需要什么樣的閱讀器閱讀器和標(biāo)簽一樣，得通過研究供給方式?jīng)Q定使用種類和數(shù)量。例如，要管理進(jìn)出倉庫的庫存，閱讀器可以安裝在碼頭貨物進(jìn)出的艙門上。如果要管理送給特定客戶的產(chǎn)品，那閱讀器應(yīng)該不僅僅裝在艙門上，還應(yīng)該裝在卡車上。如果要控制零售貨架，固定或是手持裝置可以采用，從而方便自動(dòng)出庫記錄和計(jì)數(shù)。RFID知識(shí)進(jìn)階1. 工作方式射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作方式分為全雙工（Full Duplex）和半雙工（Half Duplex）系統(tǒng)以與時(shí)序（SEQ）系統(tǒng)。全雙工表示射頻標(biāo)簽與讀寫

31、器之間可在同一時(shí)刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標(biāo)簽與讀寫器之間可以雙向傳送信息，但在同一時(shí)刻只能向一個(gè)方向傳送信息。在全雙工和半雙工系統(tǒng)中，射頻標(biāo)簽的響應(yīng)是在讀寫器發(fā)出的電磁場或電磁波的情況下發(fā)送出去的。因?yàn)榕c閱讀器本身的信號(hào)相比，射頻標(biāo)簽的信號(hào)在接收天線上是很弱的，所以必須使用合適的傳輸方法，以便把射頻標(biāo)簽的信號(hào)與閱讀器的信號(hào)區(qū)別開來。在實(shí)踐中，人們對從射頻標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸一般采用負(fù)載反射調(diào)制技術(shù)將射頻標(biāo)簽數(shù)據(jù)加載到反射回波上（尤其是針對無源射頻標(biāo)簽系統(tǒng)）。時(shí)序方法則與之相反，閱讀器的輻射出的電磁場短時(shí)間周期性地?cái)嚅_。這些間隔被射頻標(biāo)簽識(shí)別出來，并被用于從射頻標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。其

32、實(shí)，這是一種典型的雷達(dá)工作方式。時(shí)序方法的缺點(diǎn)是：在閱讀器發(fā)送間歇時(shí)，射頻標(biāo)簽的能量供應(yīng)中斷，這就必須通過裝入足夠大的輔助電容器或輔助電池進(jìn)行補(bǔ)償。 2數(shù)據(jù)量射頻識(shí)別射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)量通常在幾個(gè)字節(jié)到幾千個(gè)字節(jié)之間。但是，有一個(gè)例外，這就是1比特射頻標(biāo)簽。它有1比特的數(shù)據(jù)量就足夠了，使閱讀器能夠作出以下兩種狀態(tài)的判斷：“在電磁場中有射頻標(biāo)簽”或“在電磁場中無射頻標(biāo)簽”。這種要求對于實(shí)現(xiàn)簡單的監(jiān)控或信號(hào)發(fā)送功能是完全足夠的。因?yàn)?比特的射頻標(biāo)簽不需要電子芯片，所以射頻標(biāo)簽的成本可以做得很低。由于這個(gè)原因，大量的1比特射頻標(biāo)簽在百貨商場和商店中用于商品防盜系統(tǒng)（EAS）。當(dāng)帶著沒有付款的商品離開百貨

33、商場時(shí)，安裝在出口的讀寫器就能識(shí)別出“在電磁場中有射頻標(biāo)簽”的狀況，并引起相應(yīng)的反應(yīng)。對按規(guī)定已付款的商品來說，1比特射頻標(biāo)簽在付款處被除掉或者去活化。 3可編程能否給射頻標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)是區(qū)分射頻識(shí)別系統(tǒng)的另外一個(gè)因素。對簡單的射頻識(shí)別系統(tǒng)來說，射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)大多是簡單的（序列），可在加工芯片時(shí)集成進(jìn)去，以后不能再變。與此相反，可寫入的射頻標(biāo)簽通過讀寫器或?qū)Ｓ玫木幊淘O(shè)備寫入數(shù)據(jù)。射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)寫入一般分為無線寫入與有線寫入兩種形式。目前鐵路應(yīng)用的機(jī)車、貨車射頻標(biāo)簽均采用有線寫入的工作方式。 4數(shù)據(jù)載體為了存貯數(shù)據(jù)，主要使用三種方法：EEPROM、FRAM、SRAM。對一般的射頻識(shí)別系統(tǒng)來說，使用

34、電可擦可編程只讀存貯器（EEPROM）是主要方法。然而，使用這種方法的缺點(diǎn)是：寫入過程中的功率消耗很大，使用壽命一般為寫入10萬次。最近，也有個(gè)別廠家使用所謂的鐵電隨機(jī)存取存貯器（FRAM）。與電可擦可編程只讀存貯器相比，鐵電隨機(jī)存取存貯器的寫入功率消耗減少100倍，寫入時(shí)間甚至減少1000倍。然而，鐵電隨機(jī)存取存貯器由于生產(chǎn)中的問題至今未獲得廣泛應(yīng)用。FRAM屬于非易失類存貯器。對微波系統(tǒng)來說，還使用靜態(tài)隨機(jī)存取存貯器（SRAM），存貯器能很快寫入數(shù)據(jù)。為了永久保存數(shù)據(jù)，需要用輔助電池作不中斷的供電。 5狀態(tài)模式對可編程射頻標(biāo)簽來說，必須由數(shù)據(jù)載體的“部邏輯”控制對標(biāo)簽存貯器的寫/讀操作以與

35、對寫/讀授權(quán)的請求。在最簡單的情況下，可由一臺(tái)狀態(tài)機(jī)來完成。使用狀態(tài)機(jī)，可以完成很復(fù)雜的過程。然而，狀態(tài)機(jī)的缺點(diǎn)是：對修改編程的功能缺乏靈活性，這意味著要設(shè)計(jì)新的芯片，由于這些變化需要修改硅芯片上的電路，設(shè)計(jì)更改實(shí)現(xiàn)所要的花費(fèi)很大。微處理器的使用明顯地改善了這種情況。在芯片生產(chǎn)時(shí)，將用于管理應(yīng)用數(shù)據(jù)的操作系統(tǒng)，通過掩膜方式集成到微處理器中，這種修改花費(fèi)不多。此外，軟件還能調(diào)整以適合各種專門應(yīng)用。此外，還有利用各種物理效應(yīng)存貯數(shù)據(jù)的射頻標(biāo)簽，其中包括只讀的表面波（SAW）射頻標(biāo)簽和通常能去活化（寫入“0”）以與極少的可以重新活化（寫入“1”）的1比特射頻標(biāo)簽。6能量供應(yīng)射頻識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)重要的特

36、征是射頻標(biāo)簽的供電。無源的射頻標(biāo)簽自已沒有電源。因此，無源的射頻標(biāo)簽工作用的所有能量必須從閱讀器發(fā)出的電磁場中取得。與此相反，有源的射頻標(biāo)簽包含一個(gè)電池，為微型芯片的工作提供全部或部分（“輔助電池”）能量。 7頻率圍射頻識(shí)別系統(tǒng)的另一個(gè)重要特征是系統(tǒng)的工作頻率和閱讀距離。可以說工作頻率與閱讀距離是密切相關(guān)的，這是由電磁波的傳播特性所決定的。通常把射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率定義為閱讀器讀射頻標(biāo)簽時(shí)發(fā)送射頻信號(hào)所使用的頻率。在大多數(shù)情況下，把它叫做閱讀器發(fā)送頻率（負(fù)載調(diào)制、反向散射）。不管在何種情況下，射頻標(biāo)簽的“發(fā)射功率”要比閱讀器發(fā)射功率低很多。射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀器發(fā)送的頻率基本上劃歸三個(gè)圍：（1）

37、低頻（30kHz300kHz）；（2）中高頻（3MHz30MHz）；（3）超高頻（300MHz3GHz）或微波（3GHz）。根據(jù)作用距離，射頻識(shí)別系統(tǒng)的附加分類是：密耦合（01cm）、遙耦合（01m）和遠(yuǎn)距離系統(tǒng)（1m）。 8射頻標(biāo)簽讀寫器數(shù)據(jù)傳輸射頻標(biāo)簽回送到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸方式多種多樣，可歸結(jié)為三類：（1）利用負(fù)載調(diào)制的反射或反向散射方式（反射波的頻率與閱讀器的發(fā)送頻率一致）；（2）利用閱讀器發(fā)送頻率的次諧波傳送標(biāo)簽信息（標(biāo)簽反射波與閱讀器的發(fā)送頻率不同，為其高次諧波（n倍）或分諧波（1/n倍）；（3）其它形式。RFID工作頻率的分類1. 概要從應(yīng)用概念來說，射頻標(biāo)簽的工作頻率也就是射頻識(shí)

38、別系統(tǒng)的工作頻率，是其最重要的特點(diǎn)之一。射頻標(biāo)簽的工作頻率不僅決定著射頻識(shí)別系統(tǒng)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識(shí)別距離，還決定著射頻標(biāo)簽與讀寫器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)備的成本。工作在不同頻段或頻點(diǎn)上的射頻標(biāo)簽具有不同的特點(diǎn)。射頻識(shí)別應(yīng)用占據(jù)的頻段或頻點(diǎn)在國際上有公認(rèn)的劃分，即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。從應(yīng)用概念來說，射頻標(biāo)簽的工作頻率也就是射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率。 2低頻段射頻標(biāo)簽低頻段射頻標(biāo)簽，簡稱為低頻標(biāo)簽，其工作頻率圍為30kHz300kHz。典型

39、工作頻率有：125KHz，133KHz。低頻標(biāo)簽一般為無源標(biāo)簽，其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標(biāo)簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低頻標(biāo)簽需位于閱讀器天線輻射的近場區(qū)。低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下小于1m。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有：動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖防盜（帶有置應(yīng)答器的汽車鑰匙）等。與低頻標(biāo)簽相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有：ISO11784/11785（用于動(dòng)物識(shí)別）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低頻標(biāo)簽有多種外觀形式，應(yīng)用于動(dòng)物識(shí)別的低頻標(biāo)簽外觀有：項(xiàng)圈式、耳牌式、注射式、藥丸式等。典型應(yīng)用的動(dòng)物有牛、信鴿等。低頻標(biāo)簽的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：標(biāo)簽芯片

40、一般采用普通的CMOS工藝，具有省電、廉價(jià)的特點(diǎn)；工作頻率不受無線電頻率管制約束；可以穿透水、有機(jī)組織、木材等；非常適合近距離的、低速度的、數(shù)據(jù)量要求較少的識(shí)別應(yīng)用（例如：動(dòng)物識(shí)別）等。低頻標(biāo)簽的劣勢主要體現(xiàn)在：標(biāo)簽存貯數(shù)據(jù)量較少；只能適合低速、近距離識(shí)別應(yīng)用；與高頻標(biāo)簽相比：標(biāo)簽天線匝數(shù)更多，成本更高一些；3中高頻段射頻標(biāo)簽中高頻段射頻標(biāo)簽的工作頻率一般為3MHz30MHz。典型工作頻率為：13.56MHz。該頻段的射頻標(biāo)簽，從射頻識(shí)別應(yīng)用角度來說，因其工作原理與低頻標(biāo)簽完全一樣，即采用電感耦合方式工作，所以宜將其歸為低頻標(biāo)簽類中。另一方面，根據(jù)無線電頻率的一般劃分，其工作頻段又稱為高頻，如

41、表2.2所示，所以也常將其稱為高頻標(biāo)簽。鑒于該頻段的射頻標(biāo)簽可能是實(shí)際應(yīng)用中最大量的一種射頻標(biāo)簽，因而我們只要將高、低理解成為一個(gè)相對的概念，即不會(huì)在此造成理解上的混亂。為了便于敘述，我們將其稱為中頻射頻標(biāo)簽。中頻標(biāo)簽一般也采用無源設(shè)主，其工作能量同低頻標(biāo)簽一樣，也是通過電感（磁）耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，標(biāo)簽必須位于閱讀器天線輻射的近場區(qū)。中頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下也小于1m。中頻標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀，典型應(yīng)用包括：電子車票、電子、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）等。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-3

42、（13.56MHz）等。中頻標(biāo)準(zhǔn)的基本特點(diǎn)與低頻標(biāo)準(zhǔn)相似，由于其工作頻率的提高，可以選用較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。射頻標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)相對簡單，標(biāo)簽一般制成標(biāo)準(zhǔn)卡片形狀。4超高頻與微波標(biāo)簽超高頻與微波頻段的射頻標(biāo)簽，簡稱為微波射頻標(biāo)簽，其典型工作頻率為：433.92MHz，862(902)928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波射頻標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽兩類。工作時(shí)，射頻標(biāo)簽位于閱讀器天線輻射場的遠(yuǎn)區(qū)場，標(biāo)簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線輻射場為無源標(biāo)簽提供射頻能量，將有源標(biāo)簽喚醒。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1m，典型情況為46m，最大可達(dá)10m以上。閱讀器天線一

43、般均為定向天線，只有在閱讀器天線定向波束圍的射頻標(biāo)簽可被讀/寫。由于閱讀距離的增加，應(yīng)用中有可能在閱讀區(qū)域中同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)射頻標(biāo)簽的情況，從而提出了多標(biāo)簽同時(shí)讀取的需求，進(jìn)而這種需求發(fā)展成為一種潮流。目前，先進(jìn)的射頻識(shí)別系統(tǒng)均將多標(biāo)簽識(shí)讀問題作為系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。以目前技術(shù)水平來說，無源微波射頻標(biāo)簽比較成功產(chǎn)品相對集中在902928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識(shí)別系統(tǒng)多以半無源微波射頻標(biāo)簽產(chǎn)品面世。半無源標(biāo)簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠(yuǎn)的閱讀距離。微波射頻標(biāo)簽的典型特點(diǎn)主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標(biāo)簽讀寫、是否適合高速識(shí)別應(yīng)用，讀寫器的發(fā)射功率容限，射頻

44、標(biāo)簽與讀寫器的價(jià)格等方面。典型的微波射頻標(biāo)簽的識(shí)讀距離為35m，個(gè)別有達(dá)10m或10m以上的產(chǎn)品。對于可無線寫的射頻標(biāo)簽而言，通常情況下，寫入距離要小于識(shí)讀距離，其原因在于寫入要求更大的能量。微波射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存貯容量一般限定在2K以，再大的存貯容量是乎沒有太大的意義，從技術(shù)與應(yīng)用的角度來說，微波射頻標(biāo)簽并不適合作為大量數(shù)據(jù)的載體，其主要功能在于標(biāo)識(shí)物品并完成無接觸的識(shí)別過程。典型的數(shù)據(jù)容量指標(biāo)有：1Kbits，128Bits，64Bits等。由Auto-ID Center制定的產(chǎn)品電子代碼EPC的容量為：90Bits。微波射頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括：移動(dòng)車輛識(shí)別、電子、倉儲(chǔ)物流應(yīng)用、電子閉鎖防盜

45、（電子遙控門鎖控制器）等。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有：ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、-5（5.8GHz）、-6（860-930 MHz）、-7（433.92 MHz），ANSI NCITS256-1999等。RFID中間件知識(shí)RFID中間件概述RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一，而中間件（Middleware）可稱為是RFID運(yùn)作的中樞，因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世。 RFID產(chǎn)業(yè)潛力無窮，應(yīng)用的圍遍與制造、物流、醫(yī)療、運(yùn)輸、零售、國防等等。Gartner Group認(rèn)為，RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術(shù)之一，然而其成功之關(guān)鍵除了標(biāo)簽

46、（Tag）的價(jià)格、天線的設(shè)計(jì)、波段的標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備的認(rèn)證之外，最重要的是要有關(guān)鍵的應(yīng)用軟件（Killer Application），才能迅速推廣。而中間件（Middleware）可稱為是RFID運(yùn)作的中樞，因?yàn)樗梢约铀訇P(guān)鍵應(yīng)用的問世。1什么是RFID中間件看到目前各式各樣RFID的應(yīng)用，企業(yè)最想問的第一個(gè)問題是：我要如何將我現(xiàn)有的系統(tǒng)與這些新的RFID Reader連接？這個(gè)問題的本質(zhì)是企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接口的問題。因此，通透性是整個(gè)應(yīng)用的關(guān)鍵，正確抓取數(shù)據(jù)、確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性、以與有效地將數(shù)據(jù)傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問題。傳統(tǒng)應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間（Application to App

47、lication）數(shù)據(jù)通透是通過中間件架構(gòu)解決，并發(fā)展出各種Application Server應(yīng)用軟件；同理，中間件的架構(gòu)設(shè)計(jì)解決方案便成為RFID應(yīng)用的一項(xiàng)極為重要的核心技術(shù)。 2RFID中間件的三個(gè)發(fā)展階段 從發(fā)展趨勢看，RFID中間件可分為3大類發(fā)展階段：應(yīng)用程序中間件（Application Middleware）發(fā)展階段：RFID初期的發(fā)展多以整合、串接RFID讀寫器為目的，本階段多為RFID讀寫器廠商主動(dòng)提供簡單API，以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串接。以整體發(fā)展架構(gòu)來看，此時(shí)企業(yè)的導(dǎo)入須自行花費(fèi)許多成本去處理前后端系統(tǒng)連接的問題，通常企業(yè)在本階段會(huì)通過Pilot Proj

48、ect方式來評(píng)估成本效益與導(dǎo)入的關(guān)鍵議題。 架構(gòu)中間件（Infrastructure Middleware）發(fā)展階段：本階段是RFID中間件成長的關(guān)鍵階段。由于RFID的強(qiáng)大應(yīng)用，Wal Mart與美國國防部等關(guān)鍵使用者相繼進(jìn)行RFID技術(shù)的規(guī)劃并進(jìn)行導(dǎo)入的PilotProject，促使各國際大廠持續(xù)關(guān)注RFID相關(guān)市場的發(fā)展。本階段RFID中間件的發(fā)展不但已經(jīng)具備基本數(shù)據(jù)搜集、過濾等功能，同時(shí)也滿足企業(yè)多對多（Devices-to-Applications）的連接需求，并具備平臺(tái)的管理與維護(hù)功能。 解決方案中間件（Solution Middleware）發(fā)展階段：未來在RFID標(biāo)簽、讀寫器與

49、中間件發(fā)展成熟過程中，各廠商針對不同領(lǐng)域提出各項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用解決方案，例如Manhattan Associates提出“RFID in a Box”，企業(yè)不需再為前端RFID硬件與后端應(yīng)用系統(tǒng)的連接而煩惱，該公司與Alien TechnologyCorp在RFID硬件端合作，發(fā)展Microsoft .Net平臺(tái)為基礎(chǔ)的中間件，針對該公司900家的已有供應(yīng)鏈客戶群發(fā)展Supply Chain Execution（SCE）Solution，原本使用Manhattan Associates SCE Solution的企業(yè)只需通過“RFID in a Box”，就可以在原有應(yīng)用系統(tǒng)上快速利用RFID來加強(qiáng)

50、供應(yīng)鏈管理的透明度。 3RFID中間件兩個(gè)應(yīng)用方向根據(jù)ABI Research Inc.的預(yù)測，2008年之前全球各產(chǎn)業(yè)的需求所創(chuàng)造出來的RFID市場規(guī)模可達(dá)到200億美元，其中軟件市場約占47億美元，2007年RFID的整合服務(wù)收入將超越RFID產(chǎn)品收入。隨著硬件技術(shù)逐漸成熟，龐大的軟件市場商機(jī)促使國外信息服務(wù)廠商莫不持續(xù)注意與提早投入，RFID中間件在各項(xiàng)RFID產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中居于神經(jīng)中樞，特別受到國際大廠的關(guān)注，未來在應(yīng)用上可朝下列方向發(fā)展： Service Oriented Architecture Based RFID中間件：面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）的目標(biāo)就是建立溝通標(biāo)準(zhǔn)，突破應(yīng)用程序?qū)?/p>

51、應(yīng)用程序溝通的障礙，實(shí)現(xiàn)商業(yè)流程自動(dòng)化，支持商業(yè)模式的創(chuàng)新，讓IT變得更靈活，從而更快地響應(yīng)需求。因此，RFID中間件在未來發(fā)展上，將會(huì)以面向服務(wù)的架構(gòu)為基礎(chǔ)的趨勢，提供企業(yè)更彈性靈活的服務(wù)。 Security Infrastructure：RFID應(yīng)用最讓外界質(zhì)疑的是RFID后端系統(tǒng)所連接的大量廠商數(shù)據(jù)庫可能引發(fā)的商業(yè)信息安全問題，尤其是消費(fèi)者的信息隱私權(quán)。通過大量RFID讀寫器的布置，人類的生活與行為將因RFID而容易追蹤，Wal Mart、Tesco（英國最大零售商）初期RFID Pilot Project都因?yàn)橛脩綦[私權(quán)問題而遭受過抵制與抗議。為此，飛利浦半導(dǎo)體等廠商已經(jīng)開始在批量生產(chǎn)

52、的RFID芯片上加入“屏蔽”功能。RSA Security也發(fā)布了能成功干擾RFID信號(hào)的技術(shù)“RSA Blocker標(biāo)簽”，通過發(fā)射無線射頻擾亂RFID讀寫器，讓RFID讀寫器誤以為搜集到的是垃圾信息而錯(cuò)失數(shù)據(jù)，達(dá)到保護(hù)消費(fèi)者隱私權(quán)的目的。目前Auto-ID Center也正在研究Security機(jī)制以配合RFID中間件的工作。相信Security將是RFID未來發(fā)展的重點(diǎn)之一，也是成功的關(guān)鍵因素。2RFID中間件原理RFID中間件扮演RFID標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介角色，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供一組通用的應(yīng)用程序接口（API），即能連到RFID讀寫器，讀取RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)。這樣一來，即

53、使存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽情報(bào)的數(shù)據(jù)庫軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其它軟件取代，或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護(hù)復(fù)雜性問題。 管家利用RFID中間件來管理系統(tǒng)RFID中間件是一種面向消息的中間件（Message-Oriented Middleware，MOM），信息（Information）是以消息（Message）的形式，從一個(gè)程序傳送到另一個(gè)或多個(gè)程序。信息可以以異步（Asynchronous）的方式傳送，所以傳送者不必等待回應(yīng)。面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞（Passing）信息，還必須包括解譯數(shù)據(jù)、安全性、數(shù)據(jù)廣播、錯(cuò)誤恢復(fù)、定位網(wǎng)

54、絡(luò)資源、找出符合成本的路徑、消息與要求的優(yōu)先次序以與延伸的除錯(cuò)工具等服務(wù)。 3RFID中間件分類：RFID中間件可以從架構(gòu)上分為兩種：以應(yīng)用程序?yàn)橹行模ˋpplication Centric）的設(shè)計(jì)概念是通過RFID Reader廠商提供的API，以Hot Code方式直接編寫特定Reader讀取數(shù)據(jù)的Adapter，并傳送至后端系統(tǒng)的應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)庫，從而達(dá)成與后端系統(tǒng)或服務(wù)串接的目的。 以架構(gòu)為中心（Infrastructure Centric）隨著企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜度增高，企業(yè)無法負(fù)荷以Hot Code方式為每個(gè)應(yīng)用程序編寫Adapter，同時(shí)面對對象標(biāo)準(zhǔn)化等問題，企業(yè)可以考慮采用廠商所

55、提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的RFID中間件。這樣一來，即使存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽情報(bào)的數(shù)據(jù)庫軟件改由其它軟件代替，或讀寫RFID標(biāo)簽的RFID Reader種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不做修改也能應(yīng)付。 4RFID中間件的特征 一般來說，RFID中間件具有下列的特色：獨(dú)立于架構(gòu)（Insulation Infrastructure）RFID中間件獨(dú)立并介于RFID讀寫器與后端應(yīng)用程序之間，并且能夠與多個(gè)RFID讀寫器以與多個(gè)后端應(yīng)用程序連接，以減輕架構(gòu)與維護(hù)的復(fù)雜性。數(shù)據(jù)流（Data Flow）RFID的主要目的在于將實(shí)體對象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象，因此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的搜

56、集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到企業(yè)后端的應(yīng)用系統(tǒng)。 處理流（Process Flow）RFID中間件采用程序邏輯與存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)送（Store-and-Forward）的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)與管理的能力。 標(biāo)準(zhǔn)（Standard）RFID為自動(dòng)數(shù)據(jù)采樣技術(shù)與辨識(shí)實(shí)體對象的應(yīng)用。EPCglobal目前正在研究為各種產(chǎn)品的全球惟一識(shí)別提出通用標(biāo)準(zhǔn)，即EPC（產(chǎn)品電子編碼）。EPC是在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，以一串?dāng)?shù)字來識(shí)別一項(xiàng)特定的商品，通過無線射頻辨識(shí)標(biāo)簽由RFID讀寫器讀入后，傳送到計(jì)算機(jī)或是應(yīng)用系統(tǒng)中的過程稱為對象命名服務(wù)（Object Name Service，ON

57、S）。對象命名服務(wù)系統(tǒng)會(huì)鎖定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的固定點(diǎn)抓取有關(guān)商品的消息。EPC存放在RFID標(biāo)簽中，被RFID讀寫器讀出后，即可提供追蹤EPC所代表的物品名稱與相關(guān)信息，并立即識(shí)別與分享供應(yīng)鏈中的物品數(shù)據(jù)，有效率地提供信息透明度。5如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID Reader連接 面對各種RFID的應(yīng)用，用戶的首要問題是:“如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID Reader連接?”事實(shí)上，這個(gè)問題的本質(zhì)是用戶應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接口的問題。在RFID應(yīng)用中，通透性是整個(gè)應(yīng)用的關(guān)鍵，正確抓取數(shù)據(jù)、確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性、以與有效地將數(shù)據(jù)傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問題。傳統(tǒng)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通透是通過中間件架構(gòu)來

58、解決的，并由此發(fā)展出各種Application Server應(yīng)用軟件。中間件在系統(tǒng)中的作用與位置RFID中間件扮演RFID硬件和應(yīng)用程序之間的中介角色，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口(API)，即能實(shí)現(xiàn)到RFID讀寫器的連接。這樣一來，即使存儲(chǔ)RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其它軟件取代，或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不需修改也能處理，解決了多對多連接的維護(hù)復(fù)雜性問題。 總結(jié) 全向天線應(yīng)該避免在標(biāo)簽中使用，然而是可以使用方向性天線，它具有更少的輻射模式和返回?fù)p耗的干擾。天線類型的選擇必須使它的阻抗與自由空間和ASIC匹配。在一個(gè)倉庫中

59、使用天線好像是不可行的，除非使用有源標(biāo)簽，但是在任何情況下，倉庫的天線輻射模式將嚴(yán)重失真。一個(gè)門禁系統(tǒng)的使用將是好的選擇，可以使用短作用距離的無源標(biāo)簽。當(dāng)然門禁系統(tǒng)比手持的儀器昂貴，但是手持儀器工作人員需要使用它到倉庫搜尋物品，人員費(fèi)用同樣昂貴。在門禁系統(tǒng)中，每一個(gè)物品盒子，僅需要2個(gè)而不是4個(gè)或6個(gè)RFID標(biāo)簽。 如何保護(hù)RFID部信息概要工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在被強(qiáng)化，以保護(hù)存儲(chǔ)在RFID芯片息的安全。 業(yè)界正在為強(qiáng)化相關(guān)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而工作，以保護(hù)存儲(chǔ)在RFID芯片中數(shù)據(jù)的安全，避免黑客利用RFID中存儲(chǔ)的敏感信息，進(jìn)行非法活動(dòng)，以獲得暴利。 小資料：RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織2004年是RFID技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵

60、時(shí)期，因?yàn)樵诮衲晁邢嚓P(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)陸續(xù)發(fā)布，以滿足美國商業(yè)巨頭沃爾瑪和美國國防部等大量物流應(yīng)用所需。目前制定RFID標(biāo)準(zhǔn)的組織比較著名的有三個(gè)：ISO、以美國為首的EPCglobal以與日本的Ubiquitous ID Center，而這三個(gè)組織對RFID技術(shù)應(yīng)用規(guī)都有各自的目標(biāo)與發(fā)展規(guī)劃。如果從發(fā)展的角度來觀察全球RFID標(biāo)準(zhǔn)制定，目前最為積極的非EPCglobal莫屬。目前，我國也已經(jīng)成立了一個(gè)RFID國家標(biāo)準(zhǔn)工作組，正在制定相關(guān)的RFID國家標(biāo)準(zhǔn)。1RFID存在安全隱患RFID數(shù)據(jù)非常容易受到攻擊，主要是RFID芯片本身，以與芯片在讀或者寫數(shù)據(jù)的過程中都很容易被黑客所利用。在美國La