射頻識別(RFID)是 Radio Frequency Identification 的縮寫。其原理為閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信,達到識別目標的目的。RFID 的應用非常廣泛,典型應用有動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產(chǎn)線自動化、物料管理。
無線射頻識別即射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID),是自動識別技術(shù)的一種,通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信,利用無線射頻方式對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)進行讀寫,從而達到識別目標和數(shù)據(jù)交換的目的,其被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g(shù)之一。
無線射頻識別技術(shù)通過無線電波不接觸快速信息交換和存儲技術(shù),通過無線通信結(jié)合數(shù)據(jù)訪問技術(shù),然后連接數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),加以實現(xiàn)非接觸式的雙向通信,從而達到了識別的目的,用于數(shù)據(jù)交換,串聯(lián)起一個極其復雜的系統(tǒng)。在識別系統(tǒng)中,通過電磁波實現(xiàn)電子標簽的讀寫與通信。根據(jù)通信距離,可分為近場和遠場,為此讀/寫設(shè)備和電子標簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也對應地被分為負載調(diào)制和反向散射調(diào)制。
RFID技術(shù)的基本工作原理并不復雜:標簽進入閱讀器后,接收閱讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag,無源標簽或被動標簽),或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標簽或主動標簽),閱讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。一套完整的RFID系統(tǒng), 是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應答器及應用軟件系統(tǒng)三個部分所組成,其工作原理是閱讀器(Reader)發(fā)射一特定頻率的無線電波能量,用以驅(qū)動電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出,此時Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù), 送給應用程序做相應的處理。
以RFID 卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成:感應耦合及后向散射耦合兩種。一般低頻的RFID大都采用第一種方式,而較高頻大多采用第二種方式。
閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置,是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和標簽之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換,同時閱讀器通過耦合給無源標簽提供能量和時序。在實際應用中,可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。
射頻識別技術(shù)依據(jù)其標簽的供電方式可分為三類,即無源RFID,有源RFID,與半有源RFID。1、無源RFID。在三類RFID產(chǎn)品中,無源RFID出現(xiàn)時間最早,最成熟,其應用也最為廣泛。在無源RFID中,電子標簽通過接受射頻識別閱讀器傳輸來的微波信號,以及通過電磁感應線圈獲取能量來對自身短暫供電,從而完成此次信息交換。因為省去了供電系統(tǒng),所以無源RFID產(chǎn)品的體積可以達到厘米量級甚至更小,而且自身結(jié)構(gòu)簡單,成本低,故障率低,使用壽命較長。但作為代價,無源RFID的有效識別距離通常較短,一般用于近距離的接觸式識別。無源RFID主要工作在較低頻段125KHz、13.56MKHz等,其典型應用包括:公交卡、二代身份證、食堂餐卡等。 2、有源RFID。有源RFID興起的時間不長,但已在各個領(lǐng)域,尤其是在高速公路電子不停車收費系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用。有源RFID通過外接電源供電,主動向射頻識別閱讀器發(fā)送信號。其體積相對較大。但也因此擁有了較長的傳輸距離與較高的傳輸速度。一個典型的有源RFID標簽能在百米之外與射頻識別閱讀器建立聯(lián)系,讀取率可達1,700read/sec。有源RFID主要工作在900MHz、2.45GHz、5.8GHz等較高頻段,且具有可以同時識別多個標簽的功能。有源RFID的遠距性、高效性,使得它在一些需要高性能、大范圍的射頻識別應用場合里必不可少。3、半有源RFID。無源RFID自身不供電,但有效識別距離太短。有源RFID識別距離足夠長,但需外接電源,體積較大。而半有源RFID就是為這一矛盾而妥協(xié)的產(chǎn)物。半有源RFID又叫做低頻激活觸發(fā)技術(shù)。在通常情況下,半有源RFID產(chǎn)品處于休眠狀態(tài),僅對標簽中保持數(shù)據(jù)的部分進行供電,因此耗電量較小,可維持較長時間。當標簽進入射頻識別閱讀器識別范圍后,閱讀器先現(xiàn)以125KHz低頻信號在小范圍內(nèi)精確激活標簽使之進入工作狀態(tài),再通過2.4GHz微波與其進行信息傳遞。也即是說,先利用低頻信號精確定位,再利用高頻信號快速傳輸數(shù)據(jù)。其通常應用場景為:在一個高頻信號所能所覆蓋的大范圍中,在不同位置安置多個低頻閱讀器用于激活半有源RFID產(chǎn)品。這樣既完成了定位,又實現(xiàn)了信息的采集與傳遞。