RFID基础培训资料

RFID培训计划2目录第一、RFID历史.....................................................................................................................3第二、RFID系统组成..............................................................................................................3第三、RFID系统的工作原理..................................................................................................4第四、电子标签分类...............................................................................................................5第五、RFID特点及其优点......................................................................................................6第六、RFID工作频率以及应用..............................................................................................7第七、RFID技术中国应用前景............................................................................................133第一、RFID历史射频识别技术(RFID，即RadioFrequencyIdentification)是从八十年代起走向成熟的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它和同期或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不用接触就可完成识别。射频技术首先应用于动物跟踪、车辆管理、军用等领域。首个大规模商业应用实例：1984年美国通用汽车公司率先在其汽车生产线上采用RFID技术。此后RFID研究发展迅速、应用发展缓慢。后来，由于集成电路产业、IT产业迅速发展以及全球经济发展，使得RFID产品成本降低，所以开始广泛应用于民用领域。第二、RFID系统组成最基本的RFID系统由三部分组成：电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线(Antenna)：电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，即ID号。附着在物体上标识目标对象；当电子标签进入由阅读器天线产生的无线电射频信号区域（电磁场）时，获得能量，然后向阅读器发送储存的信息及数据。有时也称作射频卡、应答器阅读器(Reader)：有时也被称为查询器、通讯器或称为读出装置，用以产生发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回的无线电射频信号，即电子标签数据，经处理后获取电子标签数据信息。同时，也4可通过阅读器往电子标签内写入用户数据信息。阅读器可设计为手持式或固定式。天线(Antenna)：在电子标签和阅读器间传递射频信号。第三、RFID系统的工作原理RFID系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身的数据信息，被阅读器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。上图是RFID射频技术的基本原理图。在电磁场系统中，阅读器（Reader）发出一个电磁（EM）波，电磁波以一个球形波向前传播。电子标签位于电磁场中，淹没在这样传播的电磁波中并从电磁波中收集能量。在任何一个点上，可用的能量的大小与该点距发射机（阅读器天线）的距离有关。5由上可知，阅读器必须在可阅读的距离范围内产生一个合适的能量场以激励电子标签。第四、电子标签分类（1）根据电子标签的不同可分成三种：可读写(RW)、一次写入多次读出(WORM)和只读(RO)。RW电子标签除了其本身的ID号外，还可以存储用户的数据信息，存储量由其内存而定。WORM电子标签是用户可以一次性写入的电子标签，写入后数据不能改变；RO卡只存有一个唯一的ID号码,不能更改，RO电子标签最便宜。电子标签可以做得很薄很小，例如1厘米长度或更小。（2）电子标签也可分为有源的及无源的两种。有源电子标签由其内的电池供电，识别距离较长，主动往外发送数据信息，可达几米甚至几十米或更远。但是它的电池寿命有限（3～10年）并且价格较高；无源电子标签不含有电池，从阅读器器发射的电磁场中获取能量而作为自己的供电能量。它的重量轻、体积小、寿命可以非常长、价格便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十厘米到一米，且需要阅读器器的发射功率大。目前，我公司只有433MHz和2.45GHz的产品属于有源产品，其他都属于无源产品。6第五、RFID特点及其优点特点：1、是一种集成电路2、通过射频信号与外界交换信息3、能够存储信息4、能够被附着在物体或包含在物体中5、是信息收集系统的信息载体6、将取代已经有几十年历史的条形码技术优点：1、不需要光源，甚至可以透过外部材料读取数据2、使用寿命长，能在恶劣环境下工作3、能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上4、读取距离更远5、可以写入及存取数据，写入时间相比打印条形码更少6、标签的内容可以动态改变7、能够同时处理多个标签8、标签的数据存取有密码保护，安全性更高9、可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位与其它识别技术比较：目前广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、IC、射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及适于应用的场合。7几种识别技术的比较：信息载体信息量读/写性读取方式保密性抗干扰能力寿命成本条码纸、塑料薄膜、金属表面小只读CCD或激光束扫描差差较短最低磁卡磁性物质一般读写电磁转换一般较差短低IC卡EEPROM大读写电擦除、写入最好好长较高RFID标签EEPROM大读写无线通信最好最好最长较高第六、RFID工作频率以及应用目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和特高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。下面详细介绍无源的电子标签在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。一、低频(从125KHz到134KHz)其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作,也就是在读写器天线和电子标签天线间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用在电子标签天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用。8特性：1、工作在低频的电子标签的一般工作频率从120KHz到134KHz,TI的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.2、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。3、工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。4、低频产品有不同的封装形式（卡状、环状、钮扣状、钉状）。有10年以上的使用寿命。5、相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。6、防碰撞的功能很差。一次只能识别一个电子标签。所谓碰撞是指多个电子标签进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有电子标签，它的并行工作方式大大提供系统的效率。主要应用：1、畜牧业的管理系统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、自动停车场收费和车辆管理系统5、自动加油系统的应用6、酒店门锁系统的应用7、门禁和安全管理系统9符合的国际标准：a)ISO11784RFID畜牧业的应用－编码结构b)ISO11785RFID畜牧业的应用－技术理论c)ISO14223-1RFID畜牧业的应用－空气接口d)ISO14223-2RFID畜牧业的应用－协议定义e)ISO18000-2定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议f)DIN30745主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准二、高频(工作频率为13.56MHz)在该频率的电子标签不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作天线。电子标签一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过电子标签上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离电子标签对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从电子标签传输到读写器。特性：1、工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m。2、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。3、该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。4、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。105、该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。6、数据传输速率比低频要快。主要应用：1、图书管理系统的应用2、瓦斯钢瓶的管理应用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5、大型会议人员通道系统6、固定资产的管理系统7、医药物流系统的管理和应用8、智能货架的管理符合的国际标准：a)ISO/IEC14443近耦合IC卡，最大的读取距离为10cm.b)ISO/IEC15693疏耦合IC卡，最大的读取距离为1m.c)ISO/IEC18000-3该标准定义了13.56MHz系统的物理层，防冲撞算法和通讯协议。d)13.56MHzISMBandClass1定义13.56MHz符合EPC的接口定义。三、特高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)特高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，11但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。特性：1、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。2、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2WEIRP。3、特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，该频段的电子标签需要和金属分开来。4、电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性极化和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。5、该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。6、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。7、防冲突性比高频好，可同时读取多张电子标签主要应用：1、供应链上的管理和应用2、生产线自动化的管理和应用123、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、后勤管理系统的应用符合的国际标准：a)ISO/IEC18000-6定义了甚高频的物理层和通讯协议；空气接口定义了TypeA和TypeB两部分；支持可读和可写操作。b)EPCglobal定义了电子物品编码的结构和甚高频的空气接口以及通讯的协议。例如：Class0,Class1,UHFGen2。c)UbiquitousID日本的组织，定义了UID编码结构和通信管理协议。四、高频433MHz目前，我公司的该频率的产品属于有源产品。电子标签内有电池，为电子标签工作提供能量，其电池寿命3年左右，电池可以更换。其一般应用到车辆管理领域。符合国际标准：ISO/IEC18000-7标准。五、微波频率2.45GHz目前，我公司的该频率的产品属于有源产品。电子标签内有电池，为