RFID基础培训资料

1、RFID培训计划目录第一、RFID履历3其次，RFID系统配置3第三，RFID系统的工作原理4第四、电子标签分类5第五，RFID的特征及其优点6第六，RFID的工作频率和应用7第七，RFID技术在中国的应用前景13第一、RFID的历史射频识别技术(RFID，即射频识别)是从80年代开始成熟的自动识别技术。 利用射频进行非接触双向通信，实现识别目的，交换数据。 与同步和早期的接触式识别技术不同，RFID系统的射频电子标签和读写器之间可以不接触地识别。射频技术首先应用于动物跟踪、车辆管理、军事等领域。 最初的大规模商业应用例子： 1984年美国的通用汽车在汽车生产线上采用了RFID技术。 之后，R

2、FID研究发展迅速，应用发展缓慢。 此后，集成电路产业、IT产业迅速发展，世界经济发展，RFID产品成本下降，因此开始广泛应用于民间领域。第二，RFID系统的配置示例最基本的RFID系统由电子标签、读取器和天线三部分组成电子标签(Tag ) :由耦合元件和芯片组成，每个标签具有唯一的电子代码，即，ID号。 附着在物体上的标志对象和电子标签进入由读取器天线产生的射频信号区域(电磁场)后，得到能量，将保存的信息和数据发送给读取器。 有时也称为收音机卡、应答器读取器：还可被称为查询、通信器或读取器，以生成发射射频信号、接收由电子标签反射的射频信号、即电子标签数据，并在处理后获取电子标签数据信息。 另

3、外，也可以通过读取器向电子标签内写入用户数据信息。 读取器可以设计成手持式或固定式。天线：电子标签和读取器之间交换射频信号。第三，RFID系统的工作原理RFID系统在实际应用中，电子标签附着在识别对象物的表面，电子标签上保存有约定格式的电子数据。 读取器不接触电子标签中保存的电子数据就能读取并识别物体，从而自动识别物体。 读取器通过天线发送一定频率的射频信号，标签进入磁场时产生感应电流，获得能量，发送自身的数据信息，被读取器读取、解码后，发送到计算机主体进行相关处理。以上图是RFID射频技术的基本原理图。 在电磁场系统中，读取器产生电磁(EM )波，电磁波以球形波向前传播。 电子标签位于电磁场

4、中，隐藏在这样传播的电磁波中，从电磁波中收集能量。 在任何一种情况下，可用能量的量值取决于所述点与发射器(读取器天线)的距离。因此，读取器必须在可读距离范围内生成适当的能量场以激活电子标签。第四，电子标签的分类(1)根据电子标签的不同，被分为可读写(RW )、一次写入多次读取(WORM )、只读(RO )三种。 除了它自己的ID号码之外，RW电子标签还可以存储用户的数据信息，存储容量由其存储器来确定。 WORM电子标签是用户一次可以写入的电子标签，写入后不能变更数据RO卡只有一个唯一的ID号码，RO电子标签最便宜。 电子标签可以变薄，例如1cm长以下。(2)电子标签也分为有源和被动两种。 有源

5、电子标签由其内部的电池供电，识别距离长，可以积极地发送数据信息，达到几米到几十米以上。 但是，电池寿命有限(310年)，价格高的无源电子标签不包含电池，从读取器发射的电磁场获得能量作为自己的供电能量。 重量轻，小型，寿命非常长，价格便宜，但是发射距离有限，通常是数十厘米到一米，需要读取器的发射功率。目前，我们只有433MHz和2.45GHz的产品属于主动产品，其他属于被动产品。第五，RFID的特征及其优点特点：1 .是集成电路2 .用射频信号与外部交换信息3 .可以记忆信息4 .可以附着在物体上，也可以包含在物体中5、是信息收集系统的信息载体6、取代已有几十年历史的条形码技术优点：1 .不需要

6、光源，也可以通过外部材料读取数据2 .寿命长，可以在严酷的环境下工作3、能简单地嵌入或附着在不同形状、类型的产品上4 .读取距离更远5、可以写入和访问数据，写入时间比打印条形码少6 .标签的内容可以动态变更7 .可以同时处理多个标签8 .标签数据访问受密码保护，安全性高可以跟踪和定位附着在RFID标签上的物体与其他识别技术比较：目前广泛应用的自动识别技术主要是成像、条形码、磁卡、IC、射频等，这些识别技术有时适合各自的优缺点和应用。几种识别技术的比较：信息媒体信息量读写能力读取方式机密性抗干扰性寿命成本条形码纸、塑料薄膜、金属表面很小只读文件CCD或激光束的扫描差得远差得远很短最低磁卡片磁性物

7、质一般会读书写字电磁转换一般差得远很短矮集成电路卡EEPROM很大会读书写字电擦除、写入太棒了太好了很长很贵PS标签EEPROM很大会读书写字无线通信太棒了太棒了最长很贵第六，RFID的工作频率和应用当前，定义RFID产品的频率，在低频、高频、高频的频率范围内有满足不同标准的产品，而且频带不同的RFID产品具有不同的特性。 下面详细介绍无源电子标签在不同工作频率下的产品特性和主要应用。另一方面，低频(125KHz到134KHz )其实RFID技术首先在低频得到了广泛应用和普及。 该频率主要以电感耦合方式工作，在读取器/写入天线和电子标签天线之间具有变压器耦合作用。 通过读写器交变的作用，感应到

8、电子标签天线上的电压被整流，可以作为供电电压使用。功能：1 .在低频下工作的电子标签的通常工作频率是120KHz到134KHz，而TI的工作频率是134.2KHz。 该频带的波长约为2500m2 .除了金属材料的影响之外，通常低频能穿过任何材料的物品而不降低其读取距离。3 .低频工作的读写器，对世界没有特别的许可限制。4 .低频产品有不同的封装形式(卡状、环状、纽扣状、钉状)。 有十年以上的寿命。5、与其他频带的RFID产品相比，该频带的数据传输速度较慢。6 .防止碰撞的功能差。 一次只能识别一个电子标签。冲突是指当多个电子标签进入识别区域时，信号相互干扰。 具有防冲突性能的系统可以同时识别进

9、入识别距离的所有电子标签，其并行操作大大提供了系统的效率。主要用途：一、畜牧业管理体系2、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用3 .马拉松赛跑系统的应用4、自动停车场的费用和车辆管理系统5 .自动供油系统的应用6、酒店门锁系统的应用7 .出入口和安全管理系统适合的国际标准：a) ISO 11784 RFID畜牧业的应用代码结构b) ISO 11785 RFID畜牧业的应用技术理论c) ISO 14223-1 RFID畜牧业的应用空气接口d) ISO 14223-2 RFID畜牧业的应用协议定义e) ISO 18000-2定义低频物理层、冲突防止和通信协议f) DIN 30745主要是欧洲为垃圾管理应

10、用定义的标准二、高频(工作频率为13.56MHz )该频率的电子标签不需要卷绕线圈，可以通过腐蚀活性印刷来制作天线。 电子标签一般以负载调制方式工作。 也就是说，通过电子标签上的负载电阻的接通和断开，读取器/写入器的天线上的电压发生变化，实现了用远距离的电子标签对天线电压进行振幅调制。 只要人们用数据控制负载电压的接通/关断，这些数据就可以从电子标签传送到读取器/写入器。功能：1 .工作频率为13.56MHz，该频率的波长大约为22m。2 .除了金属材料之外，该频率的波长可以通过许多材料，但是读取距离经常降低。 传感器必须远离金属.3、这个频带在世界上被认可没有特别的限制。4 .虽然该频率的磁

11、场区域急速下降，但能够进行比较均匀的读写区域。5 .该系统具有防碰撞特性，可以同时读取多个电子标签。6 .数据传输速度比低频快。主要用途：1 .图书管理系统的应用2 .气瓶的管理应用3、服装生产线和物流系统的管理和应用4、酒店门锁的管理和应用五、大型议员通道系统6 .固定资产的管理系统7 .医药物流系统的管理和应用8 .智能货架的管理适合的国际标准：a) ISO/IEC 14443邻近耦合IC卡的最大读取距离为10cm .b) ISO/IEC 15693松散耦合IC卡，最大读取距离为1m .c) ISO/IEC 18000-3此标准定义了13.56MHz系统的物理层、防冲突算法和通信协议。d

12、) 13.56 MHz ism频带类1定义13.56 MHz符合EPC的接口定义。三、特高频(工作频率在860MHz到960MHz之间)特高频系统通过电场传递能量。 电场的能量下降并不快，但是读取的区域不太定义。 该频带的读取距离比较远，被动地达到10m左右。 主要通过电容耦合实现。功能：1、在该频带中，世界上的定义不太相同。 欧洲和亚洲的一部分定义是868MHz，北美定义的频带在902和905MHz之间，日本所提案的频带在950和956之间。 该频带的波长约为30cm左右。2、现在这个频带的功率输出现在被定义为统一的定义(美国被定义为4W，欧洲被定义为500mW )。 欧洲的限制有可能上升到

13、2W EIRP。3、高频带的电波不能通过很多材料，特别是水、灰尘、雾等浮游粒子物资。 相对于高频电子标签，其频带的电子标签需要与金属分离。4、电子标签的天线一般为长条和标签状。 天线有线性极化波和圆极化波两种设计，满足不同应用的需要。5、虽然该频带中有很好的读取距离，但是很难定义读取区域。6、数据传输速度高，可以在短时间内读取大量的电子标签。7 .防碰撞性优于高频，可以同时读取多张电子标签主要用途：1 .在供应链中的管理和应用2 .生产线自动化的管理和应用3、航空包裹的管理和应用4、集装箱的管理和应用5 .铁路包裹的管理和应用6 .物流管理系统的应用符合的国际标准：a) ISO/IEC 180

14、00-6定义了非常高频的物理层和通信协议空气接口定义了两个部分： Type A和Type B。b) EPCglobal定义了电子物品代码的结构和非常高频的空气接口和通信协议。 示例：等级0、等级1和uhf2。c) Ubiquitous ID日本组织定义了UID代码结构和通信管理协议。四、高频433MHz目前，我们这个频率的产品是活跃的产品。 电子标签中装有电池，为电子标签的工作提供能量，电池寿命为3年左右，电池可以更换。它一般应用于车辆管理领域。国际标准：符合ISO/IEC18000-7标准。五、微波频率2.45GHz目前，我们这个频率的产品是活跃的产品。 电子标签里装有电池，向电子标签的工作

15、提供能量，电池寿命约为10年左右。 一般来说，适用于高速列车等需要识别高速移动物体的列车。国际标准：符合ISO/IEC 18000-4标准。总结：l 125KHz :短距离、1M、极低的读取速度、被动l 13.56MHz :短距离、1M、低读取速度、被动l 433MHz :中长短距离(活动，数米数十米)l 900MHz :中短距离、38M、中读取速度、被动l 2.4GHz :中长距离、5至15m、高读出速度、活动l 5.8GHz :长距离、数十米、高读出速度、活动第七，RFID技术在中国的应用前景我国1993年政府制定的金卡工程实施计划和全国范围的金融卡网络系统十年计划，是加快我国国民经济信息

16、化进程的重大国家级工程。 由此，各种自动识别技术的发展和应用非常迅速。 现在，射频识别技术作为新兴的自动识别技术，在中国也迅速普及，中国射频识别产品的市场非常巨大，举例说明，利用射频识别技术的不间断高速公路自动收费系统是未来的发展方向，人工费用中包含IC卡的停车收费方式也将被淘汰。 随着经济交流、旅行的发展，我国高速公路的发展势头非常强，对自动收费系统的需求日益增加，我国国土面积大，道路多，车辆多，预计今后十年内会有几十亿元的需求。国内已经有几家公司引进国外先进技术，开发自己的射频识别系统。 目前锦山高速公路适用非接触无线网卡自动收费，上海巴士使用电子月票，北京机场高速公路和深圳皇岗口岸也使用射频识别系统费用。RFID技术在以下几个应用中有发展前景。 当然这里只列举了RFID技术的应用的一部分，但是是可以执行的，很重要。 可以毫不夸张地预测，任何应用如果成为现实，就会产生巨大的市场。