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RFID

CECwiki  发表于 2009/10/17 14:57:56      6074 查看 16 回复  [上一主题]  [下一主题]

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  定义
  RFID(Radio Frequency Identification,射频识别),是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。


  构成


  RFID系统至少包含电子标签(Tag)和阅读器(Reader)两部分。
  ·电子标签是射频识别系统的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。
  依据电子标签供电方式的不同,电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有源电子标签内装有电池,无源射频标签没有内装电池,半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠电池工作。
  电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。
  ·阅读器(读写器)是RFID系统信息控制和处理中心,通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。


  工作原理
  标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。


  主要参数比较


  发展历程
  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。


  典型应用
  ·物流和供应管理
  ·生产制造和装配
  ·航空行李处理
  ·邮件/快运包裹处理
  ·文档追踪/图书馆管理
  ·动物身份标识
  ·运动计时
  ·门禁控制/电子门票
  ·道路自动收费


  常用RFID国际标准
  目前常用的RFID国际标准主要有用于对动物识别的ISO 11784和11785,用于非接触智能卡的ISO 10536(Close coupled cards)、ISO 15693(Vicinity cards)、ISO 14443 (Proximity cards),用于集装箱识别的ISO 10374等。有些标准正在形成和完善之中,比如用于供应链的ISO 18000无源超高频(860Mhz~930Mhz载波频率)部分的C1G2标准不久会正式推出,我国自己的国家标准正在起草中。


  中国RFID标准体系


  附录
  常用中英文术语
  请参见本贴13、14楼。

RFID(Radio Frequency Identification,射频识别),是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。

 

编辑角度提供:“构成”、“最新技术”、“原理”、“应用”、“相关厂商”……

 

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    dingxiubing   发表于 2009/3/26 8:45:01

        RFID(射频识别)系统由两部分组成:读/写单元和电子收发器。
        阅读器通过天线发出电磁脉冲,收发器接收这些脉冲并发送已存储的信息到阅读器作为响应。
    2楼 回复本楼

    引用 dingxiubing 2009/3/26 8:45:01 发表于2楼的内容

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    dingxiubing   发表于 2009/3/26 8:47:37

    http://www.eetchina.com/ARTICLES/2005MAY/B/0505B_DC_S7T1.GIF
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    引用 dingxiubing 2009/3/26 8:47:37 发表于3楼的内容

  • goldjack

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    goldjack   发表于 2009/3/26 9:40:54

    RFID技术发展的历程:
       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。
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    引用 goldjack 2009/3/26 9:40:54 发表于4楼的内容

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    goldjack   发表于 2009/3/26 9:46:37


    RFID无线射频识别技术基本介绍:


    无线射频识别技术(Radio Frequency IdenficationRFID)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。


    RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同,电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semipassive tag)。有源电子标签内装有电池,无源射频标签没有内装电池,半无源电子标签(Semipassive tag)部分依靠电池工作。


    电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。


    RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

    5楼 回复本楼

    引用 goldjack 2009/3/26 9:46:37 发表于5楼的内容

  • xilinxue

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    xilinxue   发表于 2009/3/26 13:08:52

    RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。 

      一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成, 其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出,此时 Reader 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。

      以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种, 一般低频的RFID大都采用第一种式, 而较高频大多采用第二种方式。

      阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。 在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。
    6楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/3/26 13:08:52 发表于6楼的内容

  • xilinxue

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    xilinxue   发表于 2009/3/26 13:09:27

    物流和供应管理 

      生产制造和装配

      航空行李处理

      邮件/快运包裹处理

      文档追踪/图书馆管理

      动物身份标识

      运动计时

      门禁控制/电子门票

      道路自动收费
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    引用 xilinxue 2009/3/26 13:09:27 发表于7楼的内容

  • xilinxue

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    xilinxue   发表于 2009/3/26 13:09:56

    标签(Tag):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; 

      阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;

      天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。
    8楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/3/26 13:09:56 发表于8楼的内容

  • jiang_0514

    jiang_0514   |   当前状态:在线

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    jiang_0514   发表于 2009/3/26 16:43:50

     

    RFID在中国应该还在起步阶段,RFID进入中国企业和政府产业管理部门是从2004年4月22日EPC与物网论坛开始的。


     我国几年来在许多领域也成功导入了RFID应用,主要是高、低频范围。已涉入城铁、公交一卡通、医保卡、校园一卡通、驾驶员卡、入场门票、压力容器管理等领域。


     如果按照物流领域和非物流领域的应用来划分RFID技术与应用的发展现状,RFID在中国已经发展了十几年,主要集中在非物流领域,在非物流领域的应用,各个频率的技术都已经成熟,用户的投资收益模型也清晰明确,有很多应用案例可以支撑,包括:125K——广泛用于门禁等领域;13M——广泛用于各种票证防伪;915M——广泛用于车辆识别等。


     在物流领域,目前在技术实现、用户应用模型、投资收益模型等几个方面都还需要进一步探讨。包括:采用哪种频率的技术;如何保证读取率(速度、数量、标签的位置等);如何结合用户现有的系统,真正提升用户的使用模型;如何获取更大的投资收益;如何实现上下游信息共享,实现EPC与物联网。


     由于RFID的大规模应用涉及到成本、隐私保护以及安全等诸多因素,这些因素制约了RFID技术在我国的推广应用。


    但机遇同样存在:


    (1)由于中国在半导体设计、制造、封装、测试产业的蓬勃发展,RFID研发应用产业将成为半导体产业新增长点。


     (2)中国IT产业正大力发展,RFID也将带来IT更新、更深入、更广阔的应用。


     (3)中国作为全球制造中心之一,已是跨国公司的主要产品生产基地,RFID的发展及应用,关系着企业全球供应链的效率及企业竞争力提升,因此中国必然成为RFID的主要市场。


     (4)RFID应用多元,可创新各服务产业的营运模式,并可促成服务产业的蓬勃发展。


     (5)借助政府各项产业扶植计划及大型国家发展计划,将有效推动我国RFID产业发展。

    9楼 回复本楼

    引用 jiang_0514 2009/3/26 16:43:50 发表于9楼的内容

  • jiang_0514

    jiang_0514   |   当前状态:在线

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    jiang_0514   发表于 2009/3/26 16:44:36

    何新技术的产生和发展都源于实际应用的需要。RFID技术也不例外。RFID技术是无线电广播技术和雷达技术的结合。雷达采用的是无线电波的反射和回射理论,而无线电广播技术是关于如何用无线电波发射,传播和接收语音,图像,数字和符号的技术。 

           雷达在第二次世界大战中的应用极大地促进了雷达理论的发展,也为RFID的产生奠定了基础。RFID的诞生源于战争的需要。1942年,因为被德军占领的法国海岸线离英国只有25英里,英国空军为了识别返航的飞机是我机还是敌机,就在盟军的飞机上装备了一个无线电收发器。当控制塔上的探询器向返航的飞机发射一个询问信号,飞机上的收发器接收到这个信号后,回传一个信号给探询器,探询器根据接收到的回传信号来识别敌我机。这是有记录的第一个RFID敌我识别系统,也是RFID的第一次实际应用。这一技术至今还在商业和私人航空控制系统中使用。 
          1945年,Leon Theremin为俄罗斯政府发明了第一个基於RFID技术的间谍用装置。
           1948年,Harry Stockman发表的论文“用能量反射的方法进行通信”(无线电工程师协会(IEEE的前身)论文集,1196页-1204页,1948年10月)是RFID理论发展的里程碑。Stockman预言:“显然,在能量反射通信中的其它基本问题得到解决之前,在开辟它的实际应用领域之前,我们还要做相当多的研究和发展工作。”事实正如他所预言。在RFID成为现实之前,人类花了大约三十年时间才解决了他所说的问题。 
           1950年代是RFID技术和应用的探索阶段。远距离信号转发器的发明扩大了敌我识别系统的识别范围。D. B. Harris的“使用可模式化的被动反应器的无线电波传送系统”提出了信号模式化的理论和被动标签的概念。 

          1961-1980年期间RFID变成了现实。回射(Backscatter)理论以及其它电子技术如集成电路和微处理器的发展为RFID技术的商业应用奠定了基础。1960年代出现了RFID技术的第一个商业应用系统 --- 商品电子监视器(EAS)。贵重商品被贴上了“一位”码的电子标签,并在商店门口装置一个探测器。当顾客携带被盗的商品经过门口的探测器时,探测器会自动报警。1977年,美国的RCA公司运用RFID技术开发了“机动车电子牌照”。另外,RFID在动物追踪,车辆追踪,监狱囚犯管理,公路自动收费以及工厂自动化方面得到了广泛应用。 

           1990年代,RFID技术在美国的公路自动收费系统得到了广泛应用。1991年,美国奥克拉荷马州出现了世界上第一个开放式公路自动收费系统。装有RFID标签的汽车在经过收费站时无需减速停车,按正常速度通过,固定在收费站的阅读机识别车辆后自动从帐户上扣费。这个系统的好处是消除了因为减速停车造成的交通堵塞。RFID公路自动收费系统在许多国家都得到了应用。RFID的其它应用包括汽车门遥控开关,停车场管理,社区和校园大门控制系统,等等。1990年代末,随著RFID应用的扩大,为了保证不同RFID设备和系统的相互兼容,人们开始认识到建立一个统一的RFID技术标准的重要性。EPCglobal(全球电子产品码协会)就应运而生了。EPCglobal是由UCC(北美统一码协会)和EAN(欧洲商品编码协会)共同发起组建的专责RFID技术标准的机构。

           进入21世纪初,RFID标准已经初步形成,第二代标准即将公布。2003年11月4日,世界零售业巨头沃尔玛宣布,它将采用RFID技术追踪其供应链系统中的商品,并要求其前100大供应商从2005年1月起将所有发运到沃尔玛的货盘和外包装箱贴上RFID标签。沃尔玛的这一重大举动揭开了RFID在开放系统中运用的序幕。 中国是世界的工厂,物流的源头。在这一波RFID冲击波效应影响下,中国已经认识到RFID技术在供应链管理中的重要性。中国已要求加入RFID世界标准的建立,并将建立中国自己的标准。

           展望未来,我们相信RFID技术将在21世纪掀起一场新的技术革命。随著技术的不断进步,当RFID标签的价格降到5美分时,RFID将会取代条形码,成为我们日常生活的一部分。

    10楼 回复本楼

    引用 jiang_0514 2009/3/26 16:44:36 发表于10楼的内容

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    jiang_0514   发表于 2009/3/26 16:45:53

    最基本的RFID系统由三部分组成:

    1. 标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信

    2. 阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。

    3. 天线:在标签和读取器间传递射频信号。

    有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。

    系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。

    在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面,不同的非接触传输方法有根本的区别,但所有的阅读器在功能原理上,以及由此决定的设计构造上都很相似,所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器,其功能包括:产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量;对发射信号进行调制,用于将数据传送给射频卡;接收并解调来自射频卡的高频信号。

    阅读器的控制单元的功能包括:与应用系统软件进行通信,并执行应用系统软件发来的命令;控制与射频卡的通信过程(主-从原则);信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法,对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密,以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。

    射频识别系统的读写距离是一个很关键的参数。目前,长距离射频识别系统的价格还很贵,因此寻找提高其读写距离的方法很重要。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、阅读器的RF输出功率、阅读器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线方向、阅读器和射频卡的耦合度,以及射频卡本身获得的能量及发送信息的能量等。大多数系统的读取距离和写入距离是不同的,写入距离大约是读取距离的40%~80%。

    11楼 回复本楼

    引用 jiang_0514 2009/3/26 16:45:53 发表于11楼的内容

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