射频识别技术的原理

射频识别技术(RFID)是一种利用无线电射频信号进行物体识别的新兴技术，可应用于防盗、门禁、仓储管理等方面，尤其在物流系统中，RIFD可以加快供应链的运转，提高物流的效率。

现代物流业的发展，对识别技术提出了更高的要求。传统的磁卡、IC卡识别技术已不能达到人们的期望。

射频识别技术(RFID，即Radio Frequency Identification)是非接触式自动识别技术，它利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别目的。

和传统的磁卡、IC卡相比，射频卡最大的优点在于非接触，因此完成自动识别过程无需人工干预，适合实现系统的自动化。除此之外，射频卡不易损坏，可识别高速运动的物体，能同时识别多个射频卡， *** 作快捷方便，数据存储容量大。

射频卡不怕油腻、灰尘等恶劣环境，短距离的射频卡还可替代条形码，用在工厂的流水线等场合跟踪物体长距离的射频卡可用于交通上，如自动收费或车辆身份识别等。

射频识别不简单

RFID应用系统由四部分组成(图1):

一、RFID电子标签。RFID电子标签能够储存有关物体的数据信息。在自动识别管理系统中，每个RFID标签中保存着一个物体的属性、状态、编号等信息。标签通常安装在物体表面。

二、读写器。用于识读及写入标签数据，其主要功能是:查阅RFID电子标签中当前储存的数据信息向空白RFID电子标签中写入欲存储的数据信息修改RFID电子标签中的数据信息与后台管理计算机进行信息交互。

三、发送接收信号的天线。天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。

四、通信网络系统。包括数据库服务器和其他信息系统。数据库服务器负责处理读写器传送过来的信息，并进行信息处理。其他信息系统根据需要向读写器发送指令，对标签进行相应 *** 作。

射频识别系统能支持多种不同的频率，但应用得最广泛的主要有四种:低频频段(大约在125kHz)、高频频段(大约在13.56MHz)、超高频频段(大约860～960MHz)、微波频段(2.45GHz或5.8GHz)。在不同的国家各个频段具体的使用频率有所不同。

那射频识别系统是怎么工作的呢?

当装有无源RFID电子标签的物体接近读写器时，读写器受控发出查询信号，RFID电子标签收到此查询信号后，将此信号与标签中的数据信息结合后反射回读写器。反射回的合成信号，已携带有RFID电子标签数据信息。读写器接收到RFID电子标签反射回的合成信号后，经读写器内部微处理器处理后即可将RFID电子标签储存的信息读取出来(图2)。

在物流中会有许多的物品，那射频识别系统是怎么区别这些物品的呢?

在射频识别系统中电子产品编码(Electronic Product Code，EPC)可用于供应链中来唯一标识商品，与条形码(Ubiquitous Product Code，UPC)相对应。EPC提供对物理对象的唯一标识，即一个EPC编码只分配给一个物品使用。

RFID的工作原理是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能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（即Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（即Active Tag，有源标签或主动标签），阅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。

RFID技术由Auto-ID中心开发，其应用形式为标记(tag)、卡和标签(label)设备。 标记设备由RFID芯片和天线组成，标记类型分为三种：自动式，半被动式和被动式。现在市场上开发的基本上是被动式RFID标记，因为这类设备造价较低，且易于配置。被动标记设备运用无线电波进行 *** 作和通信，信号必须在识别器允许的范围内，通常是10英尺(约3米)。这类标记适合于短距离信息识别，如一次性剃须刀或可移动刀片包装盒这类小商品。 RFID芯片可以是只读的，也可是读/写方式，依据应用需求决定。被动式标记设备采用E2PROM(电擦写可编程只读存储器)，便于运用特定电子处理设备往上面写数据。一般标记设备在出厂时都设定为只读方式。Auto-ID规范中还包含有死锁命令，以在适当情形下阻止跟踪进程。

射频识别技术原理Auto-ID中心开发的电子产品代码(EPC)规范能识别目标，以及所有与目标相关的数据。EPC系统运用正确的数据库链接到EPC码，厂商和零售商能依据权限进行查询、管理和变更 *** 作。一旦标记贴到产品或设备上，RFID识别器便能读取存储于标记中的数据。Auto-ID计划将EPC系统发展成为全球标准，该标准主要包括：识别目标的特定代码(EPC)；定义数据的所有者(EPC管理器)；定义代码及标记的其余信息；定义货物参数，如库存单元号；将EPC代码转换为Internet地址(目标命名服务ONS)；对目标进行描述(物理置标语言PML)；聚集和处理RFID数据(专家软件)；分配给每类目标的特定号码(串行号)；用于互 *** 作性的规范最小集(标记及识别规范)，采用RFID技术最大的好处是可以对企业的供应链进行透明管理，有效地降低成本。

系统组成射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是读写器，二是电子标签(或称射频卡、应答器等，本文统称为电子标签)。另外还应包括天线，主机等。RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工作原理来看，系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。下面分别加以说明：

信号发射机

在RFID 系统中，信号发射机为了不同的应用目的，会以不同的形式存在，典型的形式是标签(TAG)。标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息，另外，与条码不同的是，标签必须能够自动或在外力的作用下，把存储的信息主动发射出去。

信号接收机

在RFID系统中，信号接收机一般叫做阅读器。根据支持的标签类型不同与完成的功能不同，阅读器的复杂程度是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外，阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中除了存储需要传输的信息外，还必须含有一定的附加信息，如错误校验信息等。识别数据信息和附加信息按照一定的结构编制在一起，并按照特定的顺序向外发送。阅读器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。一旦到达阅读器的信息被正确的接收和译解后，阅读器通过特定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次，或者知道发射器停止发信号，这就是“命令响应协议”。使用这种协议，即便在很短的时间、很小的空间阅读多个标签，也可以有效地防止“欺骗问题”的产生。

编程器

只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般来说是离线(OFF-LINE)完成的，也就是预先在标签中写入数据，等到开始应用时直接把标签黏附在被标识项目上。也有一些RFID应用系统，写数据是在线(ON-LINE)完成的，尤其是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时。

天线

天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中，除了系统功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收，需要专业人员对系统的天线进行设计、安装。

有源RFID和无源RFID的区别。

一、两者概念不同：

1、有源rfid，又称为主动式rfid，是由电子标签供电方式的不同来划分的电子标签的类型，通常支持远距离识别。电子标签可以分为有源电子标签，无源电子标签和半无源电子标签。

2、无源rfid，即无源射频标签采用跳频工作模式，具有抗干扰能力，用户可自定义读写标准数据，在专门的应用系统效率更加快捷，识读距离可达10米以上。

二、它们两者工作原理不同：

1、有源电子标签是指标签工作的能量由电池提供，电池、内存与天线一起构成有源电子标签，不同于被动射频的激活方式，在电池更换前一直通过设定频段外发信息。

2、无源rfid标签的性能受标签大小，调制形式，电路Q值、器件功耗以及调制深度的极大影响。无源射频标签1024bits内存容量，超宽工作频段，既符合相关行业规定，又能进行灵活的开发应用，可同时读写多个标签。无源射频标签设计，无需电池，内存可反复擦写100,000次以上。

三、两者电池原理不同：

1、有源电子标签支持内装电池。

2、无源射频标签不支持内装电池。

四、两者价格和使用寿命不同：

1、有源rfid：价格高，且使用电池寿命相对较短。

2、无源rfid：价格相对有源rfid便宜，且电池使用寿命相对较长。

扩展资料：

1、无线射频识别即射频识别技术，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

2、无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。

3、根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

4、RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入阅读器后，接收阅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，或者由标签主动发送某一频率的信号，阅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。

5、一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部分所组成，其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动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。

6、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：感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种方式，而较高频大多采用第二种方式。 

7、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。

8、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。

9、阅读器和标签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标签提供能量和时序。

10、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。 

参考资料来源：百度百科-RFID

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