RFID基础知识培训

RFID基础知识培训2010年无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，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，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行相关处理。RFID发展历史RFID频段分布对一个RFID系统来说，它的频段概念是指读写器通过天线发送、接收并识读的标签信号频率范围。从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率，直接决定系统应用的各方面特性。在RFID系统中，系统工作就像我们平时收听调频广播一样，射频标签和读写器也要调制到相同的频率才能工作。RFID典型应用频段RFID频段分布2RFID系统结构中间件及应用软件数据协议处理器标签驱动(射频单元)应用系统读写器电子标签响应单元编码存储器解码物理接口(调制解调)读数据写数据命令查询写入读取应用程序接口(API)空中接口(AirInterface)芯片天线封装数据能量RFID产业架构RFIDTotalSolution“OneWorldwithSontecbyRFID/USNTech”物联网ThingofinternetRFIDTagRFIDReaderRFIDMiddlewareRFID/USNUSNBusinessRFIDSolution&ConsultingU-CityRFID系统基本组成手持阅读器固定阅读器阅读器天线电子标签阅读器（Reader）：读取（或写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。天线（Antenna）：在标签和阅读器间传递射频信号。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，附着在物体上标识目标对象；每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID，UID是在制作芯片时放在ROM中的，无法修改。用户数据区(DATA)是供用户存放数据的，可以进行读写、覆盖、增加的操作。手持阅读器RFID阅读器基本形式固定式阅读器：固定安装在某个作业位置。分离式阅读器：天线和阅读器分离制造，天线不怕水，阅读器则可以安装在室内一体式阅读器：天线和阅读器集成制造，形体比较简单，但是安装比较地不灵活手持式阅读器：单纯的手持标签阅读器或带有PDA掌上电脑的阅读器。数据可以通过电缆或者无线传输给电脑/网络。阅读距离较近，作为补检、抽检之用；发卡器或者标签注册机：标签注册之用，实际上是一个近距离的阅读器。其必须和实际工况中的阅读器同质，包括频率、协议等；移动式阅读器：可以移动的固定式阅读器。可以作为库房盘点等用。车载阅读器属于移动阅读器；OEM模块；工业阅读器：特殊场合应用，如防水等一体式阅读器桌面式发卡器移动式阅读器RF模块分离式阅读器RFID标签结构RFID标签类型按供电方式分：标签分为被动标签(Passivetags)和主动标签(Activetags)两种。主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远，体积较大，成本较高，也称为有源标签，无源电子标签在接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，成本低并具有很长的使用寿命。按照存储芯片分：标签也被分为只读式标签（readonly）、可读写标签（readandwrite）和CPU标签。按工作频率分：低频标签（主要应用于动物识别、进出控制、物品追踪、容器识别等）、高频标签（典型应用包括电子身份证，电子车票，电子付费，门禁系统等）、超高频标签（主要于物流供应链的管理）、微波标签（有源标签，用于车辆远距离管理，典型应用为ETC系统）。低频标签高频标签超高频标签微波标签电子标签天线制造技术目前，有三种天线制造技术：蚀刻/冲压天线(etched/punchedantenna)、印刷天线(printedantenna)和绕线式天线。上述三种天线制作方法分别适用于不同频率的RFID电子标签产品。低频RFID电子标签天线基本是绕线方式制作而成，高频RFID电子标签天线利用以上三种方式均可实现，但以蚀刻天线为主，其材料一般为铝或铜，UHFRFID电子标签天线则以印刷天线为主。蚀刻法也称为减法制作技术。其制作流程如下（以铜质天线为例）：首先在一个塑料薄膜上层压一个平面铜箔片；然后在铜箔片上涂覆光敏胶，干燥后通过一个正片（具有所需形状的图案）对其进行光照；放入化学显影液中，此时感光胶的光照部分被洗掉，露出铜；最后放入蚀刻池，所有未被感光胶覆盖部分的铜被蚀刻掉，从而得到所需形状的铜线圈。蚀刻印制天线因为其精度高，耐用年限长，特性能够与读写器的询问信号相匹配，同时在天线的阻抗、应用到物品上的射频性能等都很好，但是它惟一的缺点就是成本太高。利用线圈绕制法制作RFID标签时，要在一个绕制工具上绕制标签线圈并进行固定，此时要求天线线圈的匝数较多(典型匝数50-l500匝)。这种方法用于频率范围在125-134KHz的RFID标签，其缺点是成本高，生产速度慢。印刷天线是直接用导电油墨在绝缘基板（薄膜）上印刷导电线路，形成天线和电路，又叫添加法制作技术。主要的印刷方法已从只用丝网印刷扩展到胶印、柔性版印刷、凹印等制作方法，较为成熟的制作工艺为网印与凹印技术。印刷技术的进步及其进一步应用于RFID天线的制作使RFID标签的生产成本降低，从而促进了RFID电子标签的应用。电子标签天线制造技术频率工艺典型厂商备注HF绕线法沈阳凯泰、中山达华集中在钥匙扣、动物耳标、IC卡等产品形式蚀刻法上海inlay、温州福特安、杭州诺瓦伦特只提供天线，后两者由EAS转入电镀法镇江苍南温州格洛博印刷ASK，海达利、台湾资茂、东莞盈德银浆印刷工艺，尤以纸标签著称UHF蚀刻上海inlay印刷海达利、台湾资茂溅射HUECKFOLIEN奥地利厂商，上海有代理电镀同HFRFID标签常用名词RFID标签芯片品牌及协议品牌型号内存协议飞利浦（NXP）ICODESLISL2ICS201024BitISO15693MifareStd1kMF1ICS501kBYTEISO14443-AMifareStd1kMF1ICS704KBYTEMifareUltralightMF10ICU1512BitUCODEEPCHSL1024BitISO18000-6BG2XL96BitISO18000-6CG2XM512Bit意法半导体（ST）LRI2K2KBitISO15693XRAG432BitISO18000-6CIMPINJMonza296BitMonza396BitALIENHiggs296BitHiggs3512BitRFID标签封装公司名称主要产品支持频率生产设备上海集速HF13.56MHz德国纽豹中山达华HF/UHF13.56MHz/915MHz深圳华阳HF/UHF13.56MHz/915MHz印刷品名不详，封装及复合信达汇聪HF/UHF13.56MHz/915MHz德国纽豹，一次封装航天金卡HF/UHF13.56MHz/915MHz德国纽豹，封装及二次复合均有亚仕同方HF13.56MHz德国纽豹，封装及二次复合均有中国UHFRFID频段标准频率是国家资源，在我国，851~960MHz的频段都已经被现有的应用所占用，涉及的范围包括集群通信、GSM、CDMA等。为了更好的推动UHFRFID在我国使用，同时在频率分配上考虑到现有的应用，故推出了试运行UHFRFID频段标准。920~925MHz的频段在我国属于立体声广播传输的频段，是否在全国范围内都不会影响到原有的应用或者周边的应用并且不会被上述应用所影响，暂时恐怕还难以下定论。840~845MHz这个频段目前没有被占用，影响其他应用的可能性要小一些。世界各国频段标准RFID技术标准现状目前，RFID还未形成统一的全球化标准，市场为多种标准并存的局面，但随着全球物流行业RFID大规模应用的开始，RFID标准的统一已经得到业界的广泛认同。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。目前已经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关的，其中包括电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范、以及RFID标签的数据内容编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断演变中。RFID标准争夺的核心主要在RFID标签的数据内容编码标准这一领域。目前，形成了五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。EPCGlobal是由北美UCC产品统一编码组织和欧洲EAN产品标准组织联合成立，在全球拥有上百家成员，得到了零售巨头沃尔玛，制造业巨头强生、宝洁等跨国公司的支持。而AIM、ISO、UID则代表了欧美国家和日本；IP-X的成员则以非洲、大洋洲、亚洲等国家为主。比较而言，EPCGlobal由于综合了美国和欧洲厂商，实力相对占上风。EPCGlobal是由UCC和EAN联合发起的非盈利性机构，全球最大的零售商沃尔玛连锁集团、英国Tesco等100多家美国和欧洲的流通企业都是EPC的成员，同时由美国BEA公司、IBM公司、微软、Auto-IDLab等进行技术研究支持。此组织除发布工业标准外，还负责EPCgobal号码注册管理。EPCGlobal系统是一种基于EAN·UCC编码的系统。作为产品与服务流通过程信息的代码化表示，EAN·UCC编码具有一整套涵盖了贸易流通过程各种有形或无形的产品所需的全球唯一的标识代码，包括贸易项目、物流单元、位置、资产、服务关系等标识代码。EAN·UCC标识代码随着产品或服务的产生在流通源头建立，并伴随着该产品或服务的流动贯穿全过程。EAN·UCC标识代码是固定结构、无含义、全球唯一的全数字型代码。在EPC标签信息规范1.1中采用64-96位的电子产品编码；在EPC标签2.0规范中采用96-256位的电子产品编码。EPCGlobal介绍RFID标准体系-EPC按照EPC，电子标签系统可以分为：CLASS0：只读CLASS1：一次写入，多次读出CLASS2：可读写CLASS3：半主动系统CLASS4：主动系统EPC数据编码规则EPC（ElectronicProductCode）产品电子代码，是国际编码组织推出的新一代产品编码体系，原来的产品条码仅是对产品分类的编码，EPC码则是所有单品都赋予一个全球唯一编码，EPC编码96位（二进制）方式的编码体系。96位的EPC码，可以为2.68亿公司赋码，每个公司可以有1600万种产品分类，每类产品有680亿的独立产品编码，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码,因此，能够做到对全世界的每件商品唯一识别。EPC数据编码规则2RFID标准体系-ISO国际标准化组织（ISO）以及其他国际标准化机构如国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）等是RFID国际标准的主要制定机构。大部分标准都是由ISO（或与IEC联合组成）的技术委员会（TC）或分技术委员会（SC）制定的。RFID标准体系-UID日本的UniquitousIDCenter（UID）主要由日系厂商组成，有日本电子厂商、信息企业和印刷公司等，总计达352家。该识别中心实际上就是日本有关电子标签的标准化组织，提出了的UID编码体系。UID编码规则UID共128Bits，编码没有特别的位码规定，比较灵活RFID技术特点及优势RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性的应用技术，识别工作无须人工干预，它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下：短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可