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行业新闻
RFID射频识别系统的基础知识
加载中... 2021.01.28

物联网已经成为中国的一个战略性新兴产业。物联网“十二五”发展规划的颁布,无疑给我国正在发展的物联网带来了强劲的东风。RFID技术作为物联网发展的关键技术,其应用市场将随着物联网的发展不断扩大。一个典型的RFID系统主要由RFID读写器、电子标签和RFID应用软件三部分组成。在实际的射频识别解决方案中,射频识别系统包含一些基本组件(组件分为硬件组件和软件组件)

从功能实现的角度来看,RFID系统可以分为两部分:边缘系统和软件系统。边缘系统主要完成信息感知,属于硬件组件;软件系统完成信息的处理和应用;通信设施负责整个RFID系统的信息传输。

RFID系统的基本原理是:

从电子标签和阅读器之间的通信和能量感应的角度来看,该系统一般可以分为两种,即感应耦合系统和电磁背散射耦合系统。利用空间高频交变磁场实现感应耦合,这是基于电磁感应定律;采用后向散射耦合,即雷达原理模型,根据电磁波的空间传播规律,在击中目标后反射所发射的电磁波,同时携带目标信息。射频识别系统的基本组件:

 

1.RFID电子标签:

电子标签又称应答器或智能标签,是一种微型无线收发器,主要由内置天线和芯片组成。

 

2.RFID读写器:

射频识别阅读器是一种读写设备,用于捕获和处理射频识别标签数据。它可以是单独的,也可以嵌入其他系统。阅读器的硬件部分通常由收发器、微处理器、存储器、外部传感器/执行器、报警器输入/输出接口、通信接口和电源组成。

 

3.控制器:

控制器是读写器芯片有序运行的指挥中心,其主要功能是与应用程序软件通信的应用程序软件发送的动作指令用标签控制通信过程的基带信号的代码和解码执行防碰撞算法的读取器和标签之间传输的数据其中最重要的是读写器芯片的控制操作。

 

4.阅读器天线。

RFID是一种以电磁波形式接收或辐射前端射频信号功率的设备,是电路与空间之间的接口装置,用于实现导波与自由空间波之间的能量转换。在射频识别系统中,天线分为电子标签天线和阅读器天线,分别负责接收能量和发射能量。RFID系统阅读器天线的特点是:小到可以附着在所需物品上;全向或半球覆盖的方向性;它可以向标签的芯片提供最大可能的信号;不管物品方向如何,天线的极化都能匹配读卡器的询问信号;健壮;价格便宜。

选择阅读器天线时要考虑的主要因素有:天线的类型;天线阻抗;RFID应用于物品的性能;当标记物品周围有其他物品时,射频识别的性能。

 

5.通讯设施。

通讯设备是RFID系统的重要组成部分,它为不同管理级别的RFID系统提供安全的通讯连接。通信设施包括有线或无线网络和串行通信接口,其中读取器或控制器与计算机相连。无线网络可以是个人局域网(PAN)(如蓝牙技术)、局域网(LAN)、广域网(GPRS3G技术)或卫星通信网络(如同步轨道卫星l波段RFID系统)

 

目前,射频识别技术已经逐渐发展成为一个独立的、跨学科的专业领域,并已广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通控制和管理等诸多可追溯性和防伪应用中。随着技术的发展,基于射频识别的产品种类会越来越丰富,应用也会越来越广泛。预计未来几年,RFID技术将继续保持快速发展的势头。总的来说,目前射频识别技术的发展趋势是标准化、低成本、低错误率和高安全性。

 

1.标准化。

行业标准和相关产品标准不统一,电子标签还没有正式形成全球统一的国际标准(包括所有频段)

 

2.成本低。

目前,美国电子标签的最低价格约为20美分,不能应用于一些低价值的单件商品。只有当RFID电子标签的单价降到10美分以下,才能大规模应用于整箱整包的商品。

 

3.错误率低。

虽然RFID电子标签的单项技术已经成熟,但整体产品技术还不够成熟,仍然存在较高的错误率(RFID标签的误读率有时高达20%),在集成应用中需要克服大量的技术难题。

 

4.高度安全。

目前广泛使用的无源射频识别系统没有非常可靠的安全机制,不能很好地对数据保密。射频识别数据也容易受到攻击,主要是因为射频识别芯片本身和芯片在读取或写入数据的过程中容易被黑客使用。