jutaiRFID射频识别技术

RFID射频识别技术

RFID reader

技术介绍

RFID技术简介

RFID(RadioFrequencyIdentification)是一种无线射频识别技术

 手持式rfid读写器

它是自动识别技术的一种。

从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则
使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签
传送至RFID读写器。[1]

从结构上讲RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物
体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。

最初在技术领域,应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块,近些年,由于射频技术发展迅猛,应答器有了新的说法
和含义,又被叫做智能标签或标签。RFID电子标签的阅读器(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。RFID射频
识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技
术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。

在未来,中国物联网校企联盟认为,RFID技术的飞速发展对于物联网领域的进步具有重要的意义。

基本组成部分

应答器:由天线,耦合元件及芯片组成,一般来说都是用标签作为应答器,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):由天线,耦合元件,芯片组成,读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式
rfid读写器(如:C5000W)或固定式读写器;

应用软件系统 :是应用层软件,主要是把收集的数据进一步处理,并为人们所使用。

RFID的特点

(一)射频技术的特点

射频识别系统最重要的优点是非接触识别,它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅
读标签,并且阅读速度极快,大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是
重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。

制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系
统,导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准,这种混乱和割据的状况已经
制约了整个射频识别行业的增长。许多欧美组织正在着手解决这个问题,并已经取得了一些成
绩。标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。

(二)射频技术在物流管理中的适用性 物流管理的本质是通过对物流全过程的管理,实现降低成本和提高服务水平两个目的。如何以
正确的成本和正确的条件,去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点,得到正确的产品,
成为物流企业追求的最高目标。为此,掌握存货的数量、形态和分布,提高存货的流动性就成
为物流管理的核
心内容。一般来说,企业存货的价值要占企业资产总额的25%左右,占企业流动资产的50%以上。所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。

在运输管理方面采用射频识别技术,只需要在货物的外包装上的安装电子标签,在运输检查站或中转站设置阅读器,就可以实现资产的可视化管理。在运输过程中,阅读器将
电子标签的信息通过卫星或电话线传输到运输部门的数据库,电子标签每通过一个检查站,数据
库的数据就得到更新,当电子标签到达终点时,数据库关闭。与此同时,货主可以根据权限,访
问在途可视化网页,了解货物的具体位置,这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。

工作原理

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),或者由标签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:感应耦合(Inductive Coupling) 及后向散射耦合(BackscatterCoupling)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,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。

产品分类

RFID技术中所衍生的产品大概有三大类:无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。

无源RFID产品发展最早,也是发展最成熟,市场应用最广的产品。比如,公交卡、食堂餐卡、
银 行卡、宾馆门禁卡、二代身份等,这个在我们的日常生活中随处可见,属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有
低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ,超高频915MHZ。

有源RFID产品,是最近几年慢慢发展起来的,其远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市
场潜质。在远距离自动识别领域,如智能监狱,智能医院,智能停车场,智能交通,智慧城市,
智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起,属于远距离自动识别类。
产品主要工作频率有超高频433MHZ,微波2.45GHZ和5.8GMHZ。

有源RFID产品和无源RFID产品,其不同的特性,决定了不同的应用领域和不同的应用模式,也
有各自的优势所在。但在本系统中,我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID
产品,该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体,在门禁进出管理,人员精确定位,区域定
位管理,周界管理,电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。

半有源RFID产品,结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势,在低频125KHZ频率的触发下,
让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术,也可以叫做低频激活触发技术,利用低频近距离精
位,微波远距离识别和上传数据,来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。
简单的说,就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。

半有源RFID是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术,识别工
作无须人工干预,它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式,且无需接触或瞄准;可在各
种恶劣环境下自由工作,短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,可以替代条码,
例如用在工厂的流水线上跟踪物体;长距射频产品多用于交通上,识别距离可达几十米,如自动
收费或识别车辆身份等[2]。

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