無線射頻識別技術RFID相關知識

2019-07-31 09:34 易庫易

安徽快三今天结果 www.odgmh.com 無線射頻識別技術(Radio Frequency Idenfication,RFID)是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達反射的傳輸特性,實現對被識別物體的自動識別。在應用領域中常被稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼等等。


RFID系統至少包含電子標簽和閱讀器兩部分。電子標簽是射頻識別系統的數據載體,電子標簽由標簽天線和標簽專用芯片組成。依據電子標簽供電方式的不同,可以分為以下3類:


標簽形態

讀寫距離

特點

被動式Passive tag

<4米

沒有電池,最便宜

半被動式Active tag

10米

部分依靠電池工作,精確度高

主動式Semi—passive tag

>100米

有電池,效率高,有成本問題


當然,電子標簽還可以依據頻率的不同可分為低頻電子標簽、高頻電子標簽、超高頻電子標簽和微波電子標簽。依據封裝形式的不同可分為信用卡標簽、線形標簽、紙狀標簽、玻璃管標簽、圓形標簽及特殊用途的異形標簽等。

RFID閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標簽進行無線通信,可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻???發送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。




RFID系統相關知識


1.工作方式  

射頻識別系統的基本工作方式分為全雙工(Full Duplex)、半雙工(Half Duplex)系統和時序(SEQ)系統。全雙工表示射頻標簽與讀寫器之間可在同一時刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標簽與讀寫器之間可以雙向傳送信息,但在同一時刻只能向一個方向傳送信息。


2. 數據量  

射頻識別射頻標簽的數據量通常在幾個字節到幾千個字節之間。但是,有一個例外,這就是1比特射頻標簽。它有1比特的數據量就足夠了,使閱讀器能夠作出以下兩種狀態的判斷:"在電磁場中有射頻標簽"或"在電磁場中無射頻標簽"。這種要求對于實現簡單的監控或信號發送功能是完全足夠的。因為1比特的射頻標簽不需要電子芯片,所以射頻標簽的成本可以做得很低。由于這個原因,大量的1比特射頻標簽在百貨商場和商店中用于商品防盜系統(EAS)。當帶著沒有付款的商品離開百貨商場時,安裝在出口的讀寫器就能識別出"在電磁場中有射頻標簽"的狀況,并引起相應的反應。對按規定已付款的商品來說,1比特射頻標簽在付款處被除掉或者去活化。

  

3. 可編程 

能否給射頻標簽寫入數據是區分射頻識別系統的另外一個因素。對簡單的射頻識別系統來說,射頻標簽的數據大多是簡單的(序列)號碼,可在加工芯片時集成進去,以后不能再變。與此相反,可寫入的射頻標簽通過讀寫器或專用的編程設備寫入數據。


4. 數據載體 

為了存貯數據,主要使用三種方法:EEPROM、FRAM、SRAM。對一般的射頻識別系統來說,使用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是:寫入過程中的功率消耗很大,使用壽命一般為寫入100,000次。鐵電隨機存取存貯器(FRAM),與電可擦可編程只讀存貯器相比,鐵電隨機存取存貯器的寫入功率消耗減少100倍,寫入時間甚至減少1000倍,FRAM屬于非易失類存貯器。

對微波系統來說,還使用靜態隨機存取存貯器(SRAM),存貯器能很快寫入數據。為了永久保存數據,需要用輔助電池作不中斷的供電。 


5. 能量供應 

射頻識別系統的一個重要的特征是射頻標簽的供電。無源的射頻標簽自已沒有電源。因此,無源的射頻標簽工作用的所有能量必須從閱讀器發出的電磁場中取得。與此相反,有源的射頻標簽包含一個電池,為微型芯片的工作提供全部或部分("輔助電池")能量。


6. 頻率范圍  

射頻識別系統的另一個重要特征是系統的工作頻率和閱讀距離??梢運倒ぷ髕德視朐畝輛嗬朧敲芮邢喙氐?,這是由電磁波的傳播特性所決定的。通常把射頻識別系統的工作頻率定義為閱讀器讀射頻標簽時發送射頻信號所使用的頻率。在大多數情況下,把它叫做閱讀器發送頻率(負載調制、反向散射)。不管在何種情況下,射頻標簽的"發射功率"要比閱讀器發射功率低很多。


分類

頻段

距離

應用領域及特點

對應國標

低頻 (LF, Low Frequency)

30kHz ~ 300kHz

<1米

動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜(帶有內置應答器的汽車鑰匙)等

ISO11784/11785(用于動物識別)、ISO18000-2(125-135   kHz)

中高頻

3MHz ~ 30MHz

<1米

電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子??孛潘刂破鰨┑?/span>

ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHz)

超高頻與微波

433.92MHz,862(902)~928MHz,2.45GHz,5.8GHz

4~6米,最大可達10米以上

移動車輛識別、電子身份證、倉儲物流應用、電子閉鎖防盜(電子??孛潘刂破鰨?.45GHz,5.8GHz供工,科,醫用設備使用

 

ISO10374,ISO18000-4(2.45GHz)、-5(5.8GHz)、-6(860-930 MHz)、-7(433.92   MHz),ANSI NCITS256-1999等



7,中間件(Middleware)

可稱為是RFID運作的中樞,因為它可以加速關鍵應用的問世。

前各式各樣RFID的應用,企業最想問的第一個問題是:“我要如何將我現有的系統與這些新的RFID Reader連接?”這個問題的本質是企業應用系統與硬件接口的問題。因此,通透性是整個應用的關鍵,正確抓取數據、確保數據讀取的可靠性、以及有效地將數據傳送到后端系統都是必須考慮的問題。傳統應用程序與應用程序之間(Application to Application)數據通透是通過 中間 件架構解決,并發展出各種Application Server應用軟件;同理, 中間 件的架構設計解決方案便成為RFID應用的一項極為重要的核心技術。



RFID面臨的問題


RFID在推廣應用中遇到了不少挑戰,主要表現在成本、標準、精確度與應用模式等方面。


1.標準化是個大問題

標準化是推動產品廣泛獲得市場接受的必要措施,但射頻識別讀取機與標簽的技術仍未見其統一,因此無法一體化使用。而不同制造商所開發的標簽通訊協定,使用不同頻率,且封包格式不一。而RFID技術又不像條碼,雖有常用的共同頻率范圍,但制造廠商可以自行改變,此外,標簽上的芯片性能,存儲器存儲協議與天線設計約定等,也都沒有統一標準。


2. 價格問題是制約RFID標簽推廣應用市場發展的巨大瓶頸之一 

RFID系統不論是標簽、讀取器和天線,其價格都比較昂貴。在新的制造工藝沒有普及推廣之前,高成本的RFID標簽只能用于一些本身價值較高的產品。目前一個RFID標簽的價格約為0.20~0.60美元,對一些價位較低商品,采用高檔RFID標簽顯然不劃算。


3. 技術的突破  

金屬和多水環境也是阻止RFID大量使用的一個很大因素。無線電波會從金屬物體上反射回來,會被水吸收。這會使跟蹤金屬物體或是含水較高的物體產生困難。但是精心設計的系統能解決這些問題。


4.隱私?;ひ約鞍踩侍?nbsp;

RFID應用最讓外界質疑的是RFID后端系統所連接的大量廠商數據庫可能引發的商業信息安全問題,尤其是消費者的信息隱私權。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。當前的無源RFID系統沒有讀寫能力,所以無法使用密鑰驗證方法來進行身份驗證,如果標簽是有源的,并且會收到不斷變化的驗證密鑰,那將會大大提高其安全性,不過這又會增加其成本。


——部分資料收集整理自物聯網世界