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1 RFID的概況和工作原理 1．1概述 RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)是利用電磁感應或微波進(jìn)行非接觸雙向通信，并通過(guò)交換數據來(lái)達到識別目標的一種最先進(jìn)的自動(dòng)識別技術(shù)。該技術(shù)始于二戰時(shí)期。20世紀80年代以來(lái)，隨著(zhù)大規模集成電路技術(shù)的成熟，射頻識別系統的體積大大縮小，射頻識別技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的階段，到20世紀90年代，RFID技術(shù)在世界范圍內被廣泛應用。一般的RFID系統由讀寫(xiě)器、標簽和天線(xiàn)三部分組成。讀寫(xiě)器的主要任務(wù)是控制射頻模塊向標簽發(fā)射讀寫(xiě)信號，接受標簽的應答，并將信息傳輸到主機以供應用系統處理，在實(shí)際應用時(shí)還需要其他硬件和軟件的支持。 1．2 RFID的工作原理 RFID的工作原理：標簽進(jìn)入讀寫(xiě)器發(fā)出的無(wú)線(xiàn)射頻信號區后，接收讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號。無(wú)源標簽或被動(dòng)標簽憑借線(xiàn)圈上的感應電流獲得能量啟動(dòng)標簽控制電路和射頻電路發(fā)送出存儲在芯片中的數據。有源標簽或主動(dòng)標簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號，讀寫(xiě)器直接接受標簽發(fā)射的信號進(jìn)行解碼后，恢復為標簽的原始信息，然后送至中央計算機等應用系統，進(jìn)行有關(guān)數據處理，最后應用系統得到所需要的信息，從而實(shí)現識別的目的。RFID基本工作原理和基本組成如圖l所示。 2 RFID的技術(shù)特點(diǎn)和分類(lèi) 2．1 RFID 技術(shù)特點(diǎn) (1)非接觸性 標簽的讀、寫(xiě)在非接觸操作狀態(tài)下完成， 閱讀距離標簽從幾厘米到幾十米，適用于相對較短距離無(wú)線(xiàn)傳輸信息的場(chǎng)合，如正在運行的列車(chē)和地面之間進(jìn)行點(diǎn)式信息的交換。 (2)高可靠性和耐用性 標簽與讀寫(xiě)器之間無(wú)機械接觸，避免了由于接觸不良所造成的讀寫(xiě)錯誤等操作，即使在卡上有灰塵、油污或黑暗等外部惡劣環(huán)境下也不影響對卡的讀寫(xiě)。另外，卡表面無(wú)裸露的芯片，無(wú)須擔心芯片脫落，靜電擊穿，彎曲損壞等問(wèn)題，所以，卡的使用壽命比較長(cháng)。 (3)操作方便、讀寫(xiě)速度快 由于非接觸通信，讀寫(xiě)器在幾厘米至幾十米范圍內就可以對卡片操作，所以，不必像IC卡那樣進(jìn)行插拔工作。非接觸使用時(shí)沒(méi)有方向性，卡片可以從任意方向掠過(guò)讀寫(xiě)器表面， 可大大提高使用的速度，在很短的時(shí)間內即可完成讀、寫(xiě)操作。 (4)信息容量大、一卡多用 標簽信息容量可達到2的96次方個(gè)碼，"P268億個(gè)碼，現行一維EAN／UPC條形碼，其容量不過(guò)幾十個(gè)字符，容量最大的二維條形碼(PDF417)最多也只能存儲2725個(gè)數字，容量受限制。射頻中有多個(gè)分區，每個(gè)分區又各自有密碼，所以，可以將不同的分區用于不同的應用，實(shí)現一卡多用。 (5)防沖突機制 標簽中有快速防沖突機制，能防止標簽之間出現數據干擾， 因此，讀寫(xiě)器可以同時(shí)處理多張非接觸式標簽，可同時(shí)處理多個(gè)標簽。 (6)安全加密性能好 標簽的序號是唯一的，制造廠(chǎng)家在產(chǎn)品出廠(chǎng)前已將此序列號固化，不可再更改。讀寫(xiě)器可驗證標簽的合法性，同時(shí)標簽也可驗證讀寫(xiě)器的合法性，處理前，卡要與讀寫(xiě)器進(jìn)行相互認證，而且在通信過(guò)程中所有的數據都加密。此外，標簽中各部分都有自己的操作密碼和訪(fǎng)問(wèn)條件。 (7)重復使用性 由于標簽為電子數據，可以反復被覆寫(xiě)，進(jìn)行通信。因此，可以將回收的標簽重復使用。如果是被動(dòng)式標簽，不需要電池就可以使用，沒(méi)有維護和保養的需要。 (8)穿透性 標簽可穿透紙張、木材和塑料等非金屬與讀寫(xiě)器進(jìn)行信息交換。鐵質(zhì)金屬， 由于具有屏蔽作用，阻礙電磁波的傳播無(wú)法進(jìn)行正常的通信。 (9)追蹤定位性 可以把RFID標簽附著(zhù)在物體上進(jìn)行追蹤定位。如果把標簽與GPS結合， 可以對帶有標簽的貨柜車(chē)、貨艙、列車(chē)等進(jìn)行有效地理位置的跟蹤。 2．2射頻識別系統分類(lèi)及特點(diǎn) (1)工作頻率 根據各種發(fā)送頻率可劃分為低頻(30～300kHz)、高頻或射頻(3～30MHz)和超高頻(300MHz～3GHz)或微波(＞3GH z)。低頻系統一般指其工作頻率小于30M H z"9系統，其典型的使用頻率低于l35kH z或6．75MH z 、l3．56MHz及27．125MH z。其基本特點(diǎn)是：標簽的成本較低，能耗較低，標簽內保存的數據量較少，閱讀距離相對較短，但閱讀天線(xiàn)方向性不強(無(wú)源情況，典型閱讀距離為幾十厘米)，標簽外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)等。低頻系統多用于短距離、低成本、低能耗、安全性要求較高的場(chǎng)合，如門(mén)禁控制、動(dòng)物監管、貨物跟蹤、高速列車(chē)與地面之間點(diǎn)式信息的傳輸。高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點(diǎn)是標簽及讀寫(xiě)器成本均較高，標簽內保存的數據量較大， 閱讀距離較遠(可達幾米至十幾米)，適應物體高速運動(dòng)性能好，外形一般為卡狀，閱讀天線(xiàn)及標簽天線(xiàn)均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長(cháng)的讀寫(xiě)距離和高的讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，例如列車(chē)車(chē)次號識別、高速公路不停車(chē)收費等系統。 (2)數據傳輸方式 按照應答器回送到閱讀器的數據傳輸方法可分為三類(lèi)：反射或方向散射式(反射波的頻率與閱讀器的發(fā)射頻率一致)或負載調制式(閱讀器的電／磁場(chǎng)受應答器的影響，頻率比為l：1)、分諧波(1／n倍)式，以及應答器中產(chǎn)生的高次諧波式(n倍)。 |
