RFID——物联网的“血细胞”.pdf

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1、目 录 RFID基 础 知 识.2RFID应 用 领 域.9RFID相 关 术 语.10标 签.13RFID读 写 设 备 基 本 介 绍.17RFID读 写 器.22RFID知 识 进 阶.24RFID工 作 频 率 的 分 类.29R FID中 间 件 知 识.34如 何 保 护 R FID内 部 信 息.43RFID天 线 知 识.50电 子 标 签 耦 合.55电 子 标 签 的 制 作 及 封 装.58射 频 标 签 通 信 协 议 简 介.60射 频 标 签 内 存 信 息 的 写 入 方 式.61RFID工 作 频 率 指 南 和 典 型 应 用.62从 传 统 条 码 到 RF

2、ID.65射 频 技 术 和 条 码 的 比 较.72RFID标 签 能 否 取 代 条 码 技 术.73使 用 高 频 标 签 会 对 人 体 有 辐 射 危 害 吗.74RFID面 临 的 问 题.75RFID基 础 知 识 1.什 么 是 RFIDRFID是 Radio Frequency Identification的 缩 写，即 射 频 识 别。常 称 为 感 应 式 电 子 晶 片 或 近 接 卡、感 应 卡、非 接 触 卡、电 子 标 签、电 子 条 码,等 等。一 套 完 整 RFID系 统 由 R eader与 Transponder两 部 份 组 成，其 动 作 原 理 为

3、 由 R eader发 射 一 特 定 频 率 之 无 限 电 波 能 量 给 Transponder,用 以 驱 动 Transponder电 路 将 内 部 之 ID Code送 出，此 时 Reader便 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。RFID的 应 用 非 常 广 泛，目 前 典 型 应 用 有 动 物 晶 片、汽 车 晶 片 防 盗 器、门 禁 管 制、停 车 场 管 制、生 产 线 自 动 化、物 料

4、 管 理。RFID标 签 有 两 种：有 源 标 签 和 无 源 标 签。以 下 是 电 子 标 签 内 部 结 构:芯 片+天 线 与 RFID系 统 组 成 示 意 图 2.什 么 是 电 子 标 签 电 子 标 签 即 为 R F ID有 的 称 射 频 标 签、射 频 识 别。它 是 一 种 非 接 触式 的 自 动 识 别 技 术，通 过 射 频 信 号 识 别 目 标 对 象 并 获 取 相 关 数 据，识 别 工 作 无 须 人 工 干 预，作 为 条 形 码 的 无 线 版 本，R F ID技 术 具 有 条 形 码 所 不 具 备 的 防 水、防 磁、耐 高 温、使 用 寿

5、命 长、读 取 距 离 大、标 签 上 数 据 可 以 加 密、存 储 数 据 容 量 更 大、存 储 信 息 更 改 自 如 等 优 点。2.什 么 是 R FID技 术？R F ID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 须 人 工 干 预，可 工 作 于 各 种 恶 劣 环 境。R F ID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。短 距 离 射 频 产 品 不 怕 油 渍、灰 尘 污

6、 染 等 恶 劣 的 环 境，可 在 这 样 的 环 境 中 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 儿 十 米，如 自 动 收 费 或 识 别 车 辆 身 份 等。4.什 么 是 RFID解 决 方 案 RFID解 决 方 案 是 RFID技 术 供 应 商 针 对 行 业 发 展 特 点 制 定 的 RFID应 用 方 案，可 根 据 不 同 企 业 的 实 际 要 求“量 身 定 做”。R F ID解 决 方 案 可 按 照 行 业 进 行 分 类，物 流、防 伪 防 盗、身 份

7、识 别、资 产 管 理、动 物 管 理、快 捷 支 付 等 等 查 看 方 案 请 点 击 此 处.5.什 么 是 RFID中 间 件 RFID是 2005年 建 议 企 业 可 考 虑 引 入 的 十 大 策 略 技 术 之 一，而 中 间 件(Middleware)可 称 为 是 RFID运 作 的 中 枢，因 为 它 可 以 加 速 关 键 应 用 的 问 世。RFID产 业 潜 力 无 穷，应 用 的 范 围 遍 及 制 造、物 流、医 疗、运 输、零 售、国 防 等 等。Gartner Group认 为，RFID是 2005年 建 议 企 业 可 考 虑 引 入 的 十 大 策 略

8、技 术 之 一，然 而 其 成 功 之 关 键 除 了 标 签(T a g)的 价 格、天 线 的 设 计、波 段 的 标 准 化、设 备 的 认 证 之 外，最 重 要 的 是 要 有 关 键 的 应 用 软 件(Killer Application),才 能 迅 速 推 广。而 中 间 件(M iddleware)可 称 为 是 RFID运 作 的 中 枢，因 为 它 可 以 加 速 关 键 应 用 的 问 世。6.RFID系 统 的 基 本 组 成 部 分？最 基 本 的 RFID系 统 由 三 部 分 组 成：标 签(Tag)：由 耦 合 元 件 及 芯 片 组 成，每 个 标 签 具

9、 有 唯 一 的 电 子 编 码,附 着 在 物 体 上 标 识 目 标 对 象；阅 读 器(Reader)：读 取(有 时 还 可 以 写 入)标 签 信 息 的 设 备，可 设 计 为 手 持 式 或 固 定 式；天 线(Antenna)：在 标 签 和 读 取 器 间 传 递 射 频 信 号。7.是 什 么 让 零 售 商 如 此 推 崇 RFID?据 Sanford C.Bernstein公 司 的 零 售 业 分 析 师 估 计，通 过 采 用 R F ID,沃 尔 玛 每 年 可 以 节 省 83.5亿 美 元，其 中 大 部 分 是 因 为 不 需 要 人 工 查 看 进 货 的

10、 条 码 而 节 省 的 劳 动 力 成 本。尽 管 另 外 一 些 分 析 师 认 为 80亿 美 元 这 个 数 字 过 于 乐 观，但 毫 无 疑 问，RFID有 助 于 解 决 零 售 业 两 个 最 大 的 难 题：商 品 断 货 和 损 耗(因 盗 窃 和 供 应 链 被 搅 乱 而 损 失 的 产 品)，而 现 在 单 是 盗 窃 一 项，沃 尔 玛 一 年 的 损 失 就 差 不 多 有 2 0亿 美 元，如 果 一 家 合 法 企 业 的 营 业 额 能 达 到 这 个 数 字，就 可 以 在 美 国 1000家 最 大 企 业 的 排 行 榜 中 名 列 第 694位。研

11、究 机 构 估 计，这 种 RFID技 术 能 够 帮 助 把 失 窃 和 存 货 水 平 降 低 25%。8.RFID无 线 识 别 电 子 标 签 基 础 介 绍：无 线 射 频 识 别 技 术(Radio Frequency Idenfication,R F ID)是 一 种 非 接 触 的 自 动 识 别 技 术，其 基 本 原 理 是 利 用 射 频 信 号 和 空 间 耦 合(电 感或 电 磁 耦 合)或 雷 达 反 射 的 传 输 特 性，实 现 对 被 识 别 物 体 的 自 动 识 别。R F ID系 统 至 少 包 含 电 子 标 签 和 阅 注 器 两 部 分。电 子 标

12、 签 是 射 频 识 别 系 统 的 数 据 载 体，电 子 标 签 由 标 签 天 线 和 标 签 专 用 芯 片 组 成。依 据 电 子 标 签 供 电 方 式 的 不 同，电 子 标 签 可 以 分 为 有 源 电 子 标 签(Activetag)、无 源 电 子 标 签(Passive tag)和 半 无 源 电 子 标 签(Semi passivetag)o有 源 电 子 标 签 内 装 有 电 池，无 源 射 频 标 签 没 有 内 装 电 池，半 无 源 电 子 标 签(Semipassive tag)部 分 依 靠 电 池 工 作。电 子 标 签 依 据 频 率 的 不 同 可

13、 分 为 低 频 电 子 标 签、高 频 电 子 标 签、超 高 频 电 子 标 签 和 微 波 电 子 标 签。依 据 封 装 形 式 的 不 同 可 分 为 信 用 卡 标 签、线 形 标 签、纸 状 标 签、玻 璃 管 标 签、圆 形 标 签 及 特 殊 用 途 的 异 形 标 签 等。R F ID阅 读 器(读 写 器)通 过 天 线 与 R F ID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

14、阅 读 器 天 线。9.RFID发 展 历 程：R F ID直 接 继 承 了 雷 达 的 概 念，并 由 此 发 展 出 一 种 生 机 勃 勃 的 AIDC新 技 术 R FID技 术。1948年 哈 里.斯 托 克 曼 发 表 的“利 用 反 射 功 率 的 通 讯”奠 定 了 射 频 识 别 R F ID的 理 论 基 础。DRFID技 术 发 展 的 历 程 表。在 2 0世 纪 中，无 线 电 技 术 的 理 论 与 应 用 研 究 是 科 学 技 术 发 展 最 重 要 的 成 就 之 一。RFID技 术 的 发 展 可 按 10年 期 划 分 如 下：1941 1950年。雷

15、达 的 改 进 和 应 用 催 生 了 RFID技 术，1948年 奠 定 了 RFID技 术 的 理 论 基 础。1951 1960年。早 期 RFID技 术 的 探 索 阶 段，主 要 处 于 实 验 室 实 验 研 究。1961 1970年。R FID技 术 的 理 论 得 到 了 发 展，开 始 了 一 些 应 用 尝 试。1971 1980年。R FID技 术 与 产 品 研 发 处 于 一 个 大 发 展 时 期，各 种 RFID技 术 测 试 得 到 加 速。出 现 了 一 些 最 早 的 RFID应 用。19811990年。R FID技 术 及 产 品 进 入 商 业 应 用

16、阶 段，各 种 规 模 应 用 开 始 出 现。1991 2000年。RFID技 术 标 准 化 问 题 日 趋 得 到 重 视，RFID产 品 得 到 广 泛 采 用，RFID产 品 逐 渐 成 为 人 们 生 活 中 的 一 部 分。2001今。标 准 化 问 题 日 趋 为 人 们 所 重 视，RFID产 品 种 类 更 加 丰 富，有 源 电 子 标 签、无 源 电 子 标 签 及 半 无 源 电 子 标 签 均 得 到 发 展，电 子 标 签 成 本 不 断 降 低，规 模 应 用 行 业 扩 大。RFID技 术 的 理 论 得 到 丰 富 和 完 善。单 芯 片 电 子 标 签、多

17、 电 子 标 签 识 读、无 线 可 读 可 写、无 源 电 子 标 签 的 远 距 离 识 别、适 应 高 速 移 动 物 体 的 RFID正 在 成 为 现 实。RFID工 作 原 理 RFID工 作 原 理 和 相 关 原 理 知 识 射 频 识 别 系 统 的 基 本 模 型 如 图 8-1 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

18、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。发 生 在 阅 读 器 和 电 子 标 签 之 间 的 射 频 信 号 的 耦 合 类 型 有 两 种。电 感 耦 合。变 压 器 模 型，通 过 空 间 高 频 交 变 磁 场 实 现 耦 合，依 据 的 是 电 磁 感 应 定 律，如 图 所 示：（2）电 磁 反 向 散 射 耦 合：雷 达 原 理 模 型，发 射 出 去 的 电 磁 波，碰 到 目 标 后 反 射，同 时 携 带 回 目 标 信 息，依 据 的 是 电 磁 波 的 空 间

19、 传 播 规 律 电 感 耦 合 方 式 一 般 适 合 于 中、低 频 工 作 的 近 距 离 射 频 识 别 系 统。典 型 的 工 作 频 率 有：125kHz、225kHz和 13.56MHz。识 别 作 用 距 离 小 于 1 m,典 型 作 用 距 离 为 10 20cra。电 磁 反 向 散 射 耦 合 方 式 一 般 适 合 于 高 频、微 波 工 作 的 远 距 离 射 频 识 别 系 统。典 型 的 工 作 频 率 有：433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。识 别 作 用 距 离 大 于 1 m,典 型 作 用 距 离 为 3 10m.RFID应 用 领

20、 域 R FID应 用 的 领 域 相 当 广 泛 1、物 流：物 流 过 程 中 的 货 物 追 踪，信 息 自 动 采 集，仓 储 应 用，港 口 应 用，邮 政，快 递 2、零 售：商 品 的 销 售 数 据 实 时 统 计，补 货，防 盗 3、制 造 业：生 产 数 据 的 实 时 监 控，质 量 追 踪，自 动 化 生 产 4、服 装 业：自 动 化 生 产，仓 储 管 理，品 牌 管 理，单 品 管 理，渠 道 管 理 5、医 疗：医 疗 器 械 管 理，病 人 身 份 识 别，婴 儿 防 盗 6、身 份 识 别：电 子 护 照，身 份 证，学 生 证 等 各 种 电 子 证 件。

21、7、防 伪：贵 重 物 品（烟，酒，药 品）的 防 伪，票 证 的 防 伪 等 8、资 产 管 理：各 类 资 产（贵 重 的 或 数 量 大 相 似 性 高 的 或 危 险 品 等）9、交 通：高 速 不 停 车，出 租 车 管 理，公 交 车 枢 纽 管 理，铁 路 机 车 识 别 等 10、食 品：水 果，蔬 菜，生 鲜，食 品 等 保 鲜 度 管 理 11、动 物 识 别：训 养 动 物，畜 牧 牲 口，宠 物 等 识 别 管 理12、图 书 馆：书 店，图 书 馆，出 版 社 等 应 用 13、汽 车：制 造，防 盗，定 位，车 钥 匙 14、航 空：制 造，旅 客 机 票，行 李

22、包 裹 追 踪 15、军 事：弹 药，枪 支，物 资，人 员，卡 车 等 识 别 与 追 踪 16、其 它:RFID相 关 术 语 R FID相 关 术 语,射 频：一 般 指 微 波。微 波：波 长 为 0.1 100厘 米 或 频 率 在 1 100GHZ的 电 磁 波。电 子 标 签：以 电 子 数 据 形 式 存 储 标 识 物 体 代 码 的 标 签，也 叫 射 频 卡。被 动 式 电 子 标 签：内 部 无 电 源、靠 接 收 微 波 能 量 工 作 的 电 子 标 签。主 动 式 电 子 标 签：靠 内 部 电 池 供 电 工 作 的 电 子 标 签。微 波 天 线：用 于 发

23、射 和 接 受 微 波 信 号。读 出 装 置：用 于 读 取 电 子 标 签 内 电 子 数 据。阅 读 器：用 于 读 取 电 子 标 签 内 电 子 数 据。编 程 器：用 于 将 电 子 数 据 写 入 电 子 标 签 或 查 阅 电 子 标 签 内 存 储 数 据。波 束 范 围：指 天 线 发 射 微 波 的 照 射 功 率 范 围。标 签 容 量：电 子 标 签 编 程 时 所 能 写 入 的 字 节 数 或 逻 辑 位 数。振 幅(Amplitude)无 线 电 波 最 高 点 和 零 值 之 间 的 距 离。只 读 存 储(Read-only memory,ROM)一 种 将

24、 信 息 存 储 在 芯 片 上 的 形 式，不 能 被 覆 盖。只 读 芯 片 要 比 读 写 芯 片 便 宜 得 多。自 动 数 据 采 集(Automatic data capture,ADC)用 于 收 集 数 据 并 直 接 将 其 导 入(不 涉 及 人 工 参 与)计 算 机 系 统 的 方 法(见 自 动 识 别 与 数 据 采 集)。智 能 卡(SmartCard)内 嵌 有 微 芯 片 的 塑 料 卡(通 常 是 一 张 信 用 卡 的 大 小)的 通 称。一 些 智 能 卡 包 含 一 个 RFID芯 片，所 以 它 们 不 需 要 与 读 写 器 的 任 何 物 理 接

25、 触 就 能 够 识 别 持 卡 人。RFID智 能 卡 常 常 被 称 为“遥 控”智 能 卡。a-Biz 自 动 识 别 技 术 的 应 用 案 例 框 架 a-B iz是 一 项 自 动 识 别 工 程，它 的 终 极 目 标 是 将 自 动 识 别 技 术 与 现 实 世 界 中 的 应 用 案 例 结 合，以 此 实 现“商 业 自 动 化”，或 者 说 是 a-Biz。ASN高 级 货 运 通 知 也 可 称 之 为 D A,此 电 子 文 档 先 于 货 物 被 发 送 出 去，以 通 知 对 方 货 物 在 运 送 途 中。BIS商 业 信 息 系 统 商 业 信 息 系 统，

26、即 B I S,是 用 来 处 理 商 业 交 易 信 息 的 系 统。DA一 发 货 通 知此 电 子 文 档 先 于 货 物 被 发 送 出 去，以 通 知 对 方 货 物 在 运 送 途 中。EAN欧 洲 物 品 编 码 组 该 组 织 创 建 于 1974年，是 由 欧 洲 12个 国 家 的 生 产 商 和 分 销 商 建 立 了 一 个 ad-hoc委 员 会。它 的 任 务 是 调 查 在 欧 洲 制 订 统 一 的 标 准 化 的 编 码 体 系 的 可 能 性，类 似 于 美 国 使 用 的 UPC体 系。最 终 创 立 了 与 UPC兼 容 的 欧 洲 物 品 编 码。可

27、访 问 http:/www.ean-int.org获 取 更 多 消 息。EPCTM产 品 电 子 码 产 品 电 子 码，即 EPC,是 自 动 识 别 体 系 中 用 来 唯 一 标 识 对 象 的 编 码。它 的 目 的 类 似 于 G T IN及 U P C等。ONS一 对 象 名 解 析 服 务 对 象 名 称 解 析 服 务，即 O N S,是 自 动 识 别 系 统 的 一 个 组 件。类 似 于 Internet中 的 域 名 解 析 服 务 D N S,跟 D N S类 似，O N S也 执 行 名 称 解 析 功 能。PML实 体 标 记 语 言 自 动 识 别 设 备 使

28、 用 实 体 标 记 语 言 传 递 实 体 信 息。SavantTMSavantTM是 自 动 识 别 技 术 框 架 的 一 部 分。它 是 一 个 在 全 球 范 围 内 分 布 的 服 务 器，提 供 数 据 路 由 服 务，实 现 数 据 捕 获、数 据 监 视 及 数 据 传 送 功 能。u c c一 统 一 编 码 委 员 会 统 一 编 码 委 员 会 的 任 务 是 在 全 球 范 围 内，其 目 标 是 建 立 与 推 动 物 品 识别 及 相 关 电 子 通 讯 技 术 的 多 元 化 工 业 标 准。提 高 供 应 链 内 的 管 理 水 平，为 使 用 者 带 来 附

29、 加 价 值。可 访 问 http:/www.uc-council.org获 取 更 多 消 息。UML一 统 一 建 模 语 言 统 一 建 模 语 言，即 U M L,是 一 种 使 用 案 例 和 活 动 图 等 工 具，为 商 业 需 求 和 商 业 流 程 建 模 的 描 述 性 语 言。标 签 1.什 么 是 电 子 产 品 代 码 标 签 电 子 产 品 代 码 是 全 球 产 品 代 码 的 发 展，可 以 识 别 视 野 之 外 的 目 标。电 子 产 品 代 码 并 不 仅 仅 是 一 个 无 线 电 波 条 形 码，它 包 含 著 一 系 列 的 数 据 和 信 息，象

30、产 地，日 期 代 码 和 其 他 关 键 的 供 应 信 息，这 些 信 息 储 存 在 一 个 小 的 硅 片 中，利 用 标 签，解 读 器 和 计 算 机 的 联 网，生 产 者 和 零 售 商 就 可 以 随 时 了 解 精 确 的 产 品 和 库 存 信 息。2.RFID标 签 的 价 格 是 多 少？RFID标 签 的 价 格 一 直 是 抑 制 RFID发 展 的 桎 梏。射 频 标 签 价 格 根 据 标 签 种 类 和 应 用 价 格 从 3 0美 分 到 5 0美 元 不 等，总 的 来 说，用 在 高 档 产 品 中 的 智 能 标 签 在 5 0美 分 以 上，主 动

31、 标 签 要 贵 的 多，带 有 复 杂 灵 敏 元 件 的 价 格 在 100美 元 以 上。一 段 时 间 前，某 公 司 重 磅 推 出 5 美 分 Gen 2 标 签 产 品，宣 称 终 端 用 户 只 要 一 次 标 签 定 购 量 达 到 1亿 枚，其 RFID Gen 2 标 签 价 格 就 可 以 降 到 5 美 分/枚。而 很 明 显，暂 时 没 有 哪 家 公 司 的 用 量 有 这 么 大。而 同 时，一 些 机 构 预 测：R F ID标 签 的 市 场 潜 能 非 常 大，预 期 到 了 2010年 达 到 二 三 十 亿 美 元，但 是 目 前 仅 是 冰 山 之

32、一 角。而 标 签 的 价 格，大 概 还 要 另 外 五 年 到 七 年 时 间，才 可 能 如 人 们 预 期 的，降 到 每 个 5 美 分。2.射 频 标 签 能 用 于 金 属 物 体 吗？能 用 于 含 水 成 分 较 高 的 物 品 吗？金 属 和 多 水 环 境 也 是 阻 止 R FID大 量 使 用 的 一 个 很 大 因 素。无 线 电 波 会 从 金 属 物 体 上 反 射 回 来，会 被 水 吸 收。这 会 使 跟 踪 金 属 物 体 或 是 含 水 较 高 的 物 体 产 生 困 难。但 是 精 心 设 计 的 系 统 能 解 决 这 些 问 题。4.只 读 和 读

33、 写 标 签 有 什 么 区 别？RFID解 决 方 案 是 RFID技 术 供 应 商 针 对 行 业 发 展 特 点 制 定 的 RFID应 用 方 案，可 根 据 不 同 企 业 的 实 际 要 求“量 身 定 做”。R F ID解 决 方 案 可 按 照 行 业 进 行 分 类，物 流、防 伪 防 盗、身 份 识 别、资 产 管 理、动 物 管 理、快 捷 支 付 等 等 查 看 方 案 请 点 击 此 处.5.什 么 叫 标 签 冲 突？解 读 器 在 同 时 读 取 多 个 标 签 发 射 回 来 的 信 息 会 产 生 标 签 冲 突 的 问 题，商 家 采 用 不 同 的 系

34、统 使 得 标 签 一 次 发 回 一 个 信 息。解 读 器 又 能 同 时 读 取 多 个 标 签，所 以，所 有 的 标 签 能 同 时 被 读 取。6.射 频 标 签 能 储 存 多 少 信 息？标 签 根 据 商 家 种 类 的 不 同 能 储 存 从 512字 节 到 4兆 不 等 的 数 据。标 签 中 储 存 的 数 据 是 由 系 统 的 应 用 和 相 应 的 标 准 决 定 的。例 如，标 签 能 够 提 供 产 品 生 产，运 输，存 储 情 况，也 可 以 辨 别 机 器，动 物 和 个 体 的 身 份。这 些 类 似 于 条 形 码 中 存 储 的 信 息。标 签

35、还 可 以 连 接 到 数 据 库，存 储 产 品 库 存 编 号，当 前 位 置，状 态，售 价，批 号 的 信 息。相 应 的，射 频 标 签 在 读 取 数 据 时 不 用 参 照 数 据 库 可 以 直 接 确 定 代 码 的 含 义。7.射 频 标 签 可 以 和 传 感 器 连 接 吗？可 以，射 频 标 签 已 经 和 许 多 传 感 器 连 接 了，包 括 能 记 录 温 度，湿 度 的。当 环 境 条 件 发 生 变 化 时，标 签 能 够 得 到 提 示，尤 其 是 当 变 化 对 物 品 的 储 存 和 使 用 有 重 要 影 响 时。8.应 答 器，智 能 标 签，射

36、频 标 签 有 什 么 区 别？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 於 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。智 能 标 签 确 切 的 说 是 射 频 标 签 的 一 种 创 新，由 具 有 粘 性 的 标 签 和 超 薄 射 频 标 签 组 成。智 能 标 签 将 射 频 技 术 和 方 便 灵 活 的 标 签 印 刷 优 点 结 合 起 来，具 有 读 写 功 能 的 智 能 标 签 能 被 多 次 编 程，遵 循

37、标 签 最 初 制 作 时 的 编 码 规 律。电 子 标 签 依 据 频 率 的 不 同 可 分 为 低 频 电 子 标 签、高 频 电 子 标 签、超 高 频 电 子 标 签 和 微 波 电 子 标 签。依 据 封 装 形 式 的 不 同 可 分 为 信 用 卡 标 签、线 形 标 签、纸 状 标 签、玻 璃 管 标 签、圆 形 标 签 及 特 殊 用 途 的 异 形 标 签 等。R FID阅 读 器（读 写 器）通 过 天 线 与 R FID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

38、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。9.哪 种 标 签 适 合 我 的 客 户 的 产 品 标 签 能 在 有 水 的 环 境 下 正 常 工 作 吗？金 属 会 破 坏 它 的 功 能 吗？在 什 么 温 度 下 它 能 正 常 工 作？含 水 量 较 高 的 产 品，金 属 物 品，很 高 或 是 很 低 的 温 度 对 於 标 签 的 工 作 都 会 是 一 项 挑 战。但 是 经 过 精 心 设 计 的 系 统 能 克 服 这 些 缺 点，因 此 根 据 应 用 功 能 和 对 象 的 不 同，标 签 的 种 类

39、 也 大 相 径 庭。射 频 标 签 的 目 的 是 使 用 一 种 统 一 标 准 的 电 子 产 品 代 码，使 产 品 在 不 同 领 域 都 能 被 辨 识。RFID读 写 设 备 基 本 介 绍 1.什 么 是 RFID读 写 器 无 线 射 频 识 别 技 术（Radio Frequency Idenfication,RFID）是 一 种 非 接 触 的 自 动 识 别 技 术，其 基 本 原 理 是 利 用 射 频 信 号 和 空 间 耦 合（电 感 或 电 磁 耦 合）或 雷 达 反 射 的 传 输 特 性，实 现 对 被 识 别 物 体 的 自 动 识 别。RFID系 统 至

40、 少 包 含 电 子 标 签 和 阅 读 器 两 部 分。RFID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。2.RFID的 工 作 原 理 射 频 识 别 系 统 的 基 本 模 型 如 图 8-1 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

41、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。发 生 在 阅 读 器 和 电 子 标 签 之 间 的 射 频 信 号 的 耦 合 类 型 有 两 种。（1）电 感 耦 合。变 压 器 模 型，通 过 空 间 高 频 交 变 磁 场 实 现 耦 合，依 据 的 是 电 磁 感 应 定 律，如 右 图 所 示。（2）电 磁 反 向

42、 散 射 耦 合：雷 达 原 理 模 型，发 射 出 去 的 电 磁 波，碰 到 目 标 后 反 射，同 时 携 带 回 目 标 信 息，依 据 的 是 电 磁 波 的 空 间 传 播 规 电 感 耦 合 方 式 一 般 适 合 于 中、低 频 工 作 的 近 距 离 射 频 识 别 系 统。典 型 的 工 作 频 率 有：125kHz、225kHz和 13.56MHz。识 别 作 用 距 离 小 于 1 m,典 型 作 用 距 离 为 10 20cra。电 磁 反 向 散 射 耦 合 方 式 一 般 适 合 于 高 频、微 波 工 作 的 远 距 离 射 频 识 别 系 统。典 型 的 工

43、作 频 率 有：433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。识 另 I J作 用 距 离 大 于 1 m,典 型 作 用 距 离 为 310m。RFID读 写 器 技 术 原 理 图:图 8-1电 感 耦 合 模 型 的 读 写 器 电 磁 反 向 散 射 耦 合 型 的 RFID读 写 器3.R FID读 写 器 防 冲 撞（防 碰 撞）实 理 机 理 R F ID分 类 的 第 二 个 重 要 的 看 点 在 于 是 否 需 要 同 时 读 取 复 数 个 标 签。为 了 实 现 这 个 功 能 在 通 信 上 所 采 取 的 技 术 是（防 冲 撞）防 碰 撞.同 时 读

44、取 复 数 个 标 签 是 常 被 人 们 谈 及 的 R F I D 比 图 形 码 远 为 优 越 的 地 方，但 是 如 果 没 有 防 碰 撞（防 冲 撞）的 功 能 时，R FID系 统 只 能 读 写 一 个 标 签。在 这 种 情 况 下 如 果 有 两 个 以 上 的 标 签 同 时 处 于 可 读 取 的 范 围 内 就 会 导 致 读 取 的 错 误。其 次，我 们 来 简 单 地 说 明 防 碰 撞（防 冲 撞）功 能 的 工 作 原 理。即 使 是 具 有 防 碰 撞（防 冲 撞）功 能 的 R FID系 统，实 际 上 并 非 同 时 读 取 所 有 标 签 的 内

45、容。在 同 时 查 出 有 复 数 个 标 签 存 在 的 情 况 下，检 索 信 号 并 防 止 冲 突 的 功 能 开 始 动 作。为 了 进 行 检 索，首 先 要 确 定 检 索 条 件。例 如,13.56MHz频 带 的 R F ID系 统 里 应 用 的 A LO H A方 式 的 防 碰 撞 功 能 的 工 作 步 骤 如 下。1）、首 先，阅 读 器 指 定 电 子 标 签 内 存 的 特 定 位 数（1 4位 左 右）为 次 数 批 量。2）、电 子 标 签 根 据 次 数 批 量，将 响 应 的 时 机 离 散 化。例 如 在 两 位 数 的 次 数 批 量“00、01、1

46、0、11”时，读 写 器 将 以 不 同 的 时 机 对 这 四 种 可 能 性 逐 一 进 行 响 应。3）、若 在 各 个 时 机 里 同 时 响 应 的 电 子 标 签 只 有 一 个 的 场 合 下 才 能 得 到 这 个 电 子 标 签 的 正 常 数 据。信 息 读 取 之 后 阅 读 器 对 于 这 个 电 子 标 签 发 送 在 一 定 的 时 间 内 不 再 响 应 的 睡 眠 的 指 令（Sleep/Mute）使 之 在 休 眠,避 免 再 次 向 应。4）、若 在 各 个 时 机 内 同 时 由 儿 个 电 子 标 签 响 应，判 别 为“冲 突”。在 这 种 情 况 下

47、，内 存 内 的 另 外 两 位 数 所 记 录 的 次 数 批 量，重 复 以 上 从 2）开 始 的 处 理。5）、所 有 的 电 子 标 签 都 完 成 响 应 之 后，阅 读 器 向 他 们 发 送 唤 醒 的 指 令（Wake Up）,从 而 完 成 对 所 有 电 子 标 签 的 信 息 读 取。在 这 种 搭 载 有 防 碰 撞（防 冲 撞）功 能 的 RFID系 统 中，为 了 只 读 一 个 标 签，儿 经 调 整 次 数 批 量 反 复 读 取 进 行 检 索。所 以，一 次 性 读 取 具 有 一 定 数 量 的 标 签 的 情 况 下，所 有 的 标 签 都 被 读 到

48、 为 止 其 速 度 是 不 同的，一 次 性 读 取 的 标 签 数 目 越 多，完 成 读 取 所 需 时 间 要 比 单 纯 计 算 所 需 的 时 间 越 长。实 现 防 止 抗 碰 撞（防 冲 撞）的 功 能 是 R FID在 物 流 领 域 中 取 代 图 形 码 所 必 不 可 少 的 条 件。例 如，在 超 市 中，商 品 是 装 在 购 物 车 里 面 进 行 计 价 的。为 了 实 现 这 种 计 价 方 式，抗 碰 撞（防 冲 撞）功 能 必 须 完 备。另 一 方 面，在 电 子 货 币 和 个 人 认 证 方 面 利 用 R FID系 统 时，同 时 识 别 儿 个

49、标 签 是 发 生 差 错 的 主 要 原 因。具 有 抗 碰 撞（防 冲 撞）功 能 的 R FID系 统 的 价 格 比 不 具 有 这 种 功 能 的 系 统 的 要 昂 贵。当 个 人 用 户 在 制 作 R FID系 统 的 时 候，如 果 没 有 必 要 进 行 复 数 个 I D同 时 认 识 时 就 没 有 必 要 选 择 抗 碰 撞 机 能 的 读 写 器。RFID读 写 器 1.R FID读 写 器 频 率 分 类 和 我 们 听 的 收 音 机 道 理 一 样，射 频 标 签 和 阅 读 器 也 要 调 制 到 相 同 的 频 率 才 能 工 作。L F,H F,U H

50、F就 对 应 著 不 同 频 率 的 射 频。L F代 表 低 频 射 频，在 125KHz左 右，H F代 表 高 频 射 频，在 13.54MHz左 右，UHF代 表 超 高 频 射 频，在 8 5 0至 910M H z范 围 之 内，还 有 2.4 G的 微 波 读 写 器。2.为 什 么 要 使 用 不 同 的 频 率?在 操 作 中 有 4 种 波 段 的 频 率，低 频(12 5 K H z),高 频(13.54MHz),超 高 频(850-9lO M Fz),微 波(2.45GHz).每 一 种 频 率 都 有 它 的 特 点,被 用 在 不 同 的 领 域，因 此 要 正 确