一文读懂RFID射频识别技术

  RFID射频识别系统技术的应用更广泛,下面这篇文章就带领大家读懂​。

  1. RFID的基本概念

  射频识别,即RFID(Radio Frequency Identification),又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

  一套完整RFID硬件统由Reader与Transponder两部份组成,其原理为由Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部的ID Code送出,由Reader接收此ID Code;Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且晶片密码为世界唯一无法复制,安全性高、长寿命

  物联网分为应用层、网络层和感知层,RFID处于感知层。其在物联网中的应用十分广泛

rfid射频识别系统

2. RFID的工作原理

  射频识别系统的基本模型如图所示。其中电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;阅读器又称为读出装置,扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内,根据时序关系,实现能量的传递、数据的交换

  FRID中间件: 为解决分布异构问题,人们提出了中间件(middleware)的概念。中间件是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务,这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台,它们可以有符合接口和协议规范的多种实现

  RFID中间件是一种面向消息的中间件,信息(Information)是以消息(Message)的形式,从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步 (Asynchronous)的方式传送,所以传送者不必等待回应。面向消息的 中间 件包含的功能不仅是传递(Passing)信息,还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序以及延伸的除错工具等服务。RFID中间件具有以下特点:

  - 独立于架构(Insulation Infrastructure)RFID中间件独立并介于RFID读写器与后端应用程序之间,并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接,以减轻架构与维护的复杂性

  - 数据流(Data Flow)RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象,因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性,以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。

  - 处理流(Process Flow)RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送(Store-and-Forward)的功能来提供顺序的消息流,具有数据流设计与管理的能力

  3. RFID的频率划分

  目前定义的RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频(甚高频)、微波等频率范围。不同频段的RFID产品有不同的特性。具体的划分方法如下图:

  - 125KHz~134KHz属于低频;

  - 13.56MHz为高频;

  - 860MHz~915MHz为超高频(甚高频);

  - 2.4GHz~5.0GHz为微波;

3.1 RFID低频

  RFID低频主要应用于畜牧业管理系统、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用、马拉松赛跑系统的应用 、自动停车场收费和车辆管理系统 、自动加油系统的应用、酒店门锁系统的应用、门禁和安全管理系统,其特性如下示:

  - 工作在低频的感应器的一般工作频率从 ==120KHz 到 134KHz==, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为 2500m

  - 除了金属材料影响外,一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离

  - 工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制

  - 低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵,但是有 10 年以上的使用寿命 - 虽然该频率的磁场区域下降很快,但是能够产生相对均匀的读写区域

  - 相对于其他频段的 RFID 产品,该频段数据传输速率比较慢 - 感应器的价格相对与其他频段来说要贵

rfid射频识别系统

  3.2 RFID高频

  RFID高频主要应用于图书管理系统的应用、瓦斯钢瓶的管理应用、服装生产线和物流系统的管理和应用、三表预收费系统、酒店门锁的管理和应用、大型会议人员通道系统、固定资产的管理系统、医药物流系统的管理和应用、智能货架的管理。其特性如下示:

  - 工作频率为 ==13.56MHz==,该频率的波长大概为 22m

  - 除了金属材料外,该频率的波长可以穿过大多数的材料,但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离

  - 该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制

  - 感应器一般以电子标签的形式

  - 虽然该频率的磁场区域下降很快,但是能够产生相对均匀的读写区域

  - 该系统具有防冲撞特性,可以同时读取多个电子标签

  - 可以把某些数据信息写入标签中 - 数据传输速率比低频要快,价格不是很贵

  3.3 RFID超高频

  RFID超高频主要应用于供应链上的管理和应用、生产线自动化的管理和应用、航空包裹的管理和应用、集装箱的管理和应用、铁路包裹的管理和应用、后勤管理系统的应用。其特性如下示:

  - 在该频段,全球的定义不是很相同,欧洲和部分亚洲定义的频率为 868MHz,北美定义的频段为 902 到 905MHz 之间,在日本建议的频段为 950 到 956 之间。该频段的波长大概为 30cm 左右。

  - 目前,该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为 4W,欧洲定义为 500mW)。 可能欧洲限制会上升到 2W EIRP。

  - 高频频段的电波不能通过许多材料,特别是水,灰尘,雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说,该频段的电子标签不需要和金属分开来。

  - 电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计,满足不同应用的需求。

  - 该频段有好的读取距离,但是对读取区域很难进行定义。

  - 有很高的数据传输速率,在很短的时间可以读取大量的电子标签

  3.4 RFID微波

  RFID微波2.4GHz频段主要应用于船舶管理系统、煤矿人员定位系统、动态车辆识别系统、微型胶囊内窥镜系统。其特性如下示:

  - 它是一个全球性的频段,开发产品具有全球通用性;

  - 它整体的频宽胜于其他ISM频段,这就提高了整体数据传输速率,允许系统共存;

  - 2.4GHz无线电和天线的体积相当小,产品体积也更小

  以上就是RFID射频识别系统的介绍,如需更多相关内容,欢迎关注我们……