射頻識(shí)別,RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù),又稱無線射頻識(shí)別,是一種通信技術(shù),可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
常用的有低頻(125k~134.2K)、高頻(13.56Mhz)、超高頻,微波等技術(shù)。
RFID讀寫器也分移動(dòng)式的和固定式的,目前RFID技術(shù)應(yīng)用很廣,如:圖書館,門禁系統(tǒng),食品安全溯源等。
一、簡(jiǎn)介
射頻識(shí)別(RFID)是一種無線通信技術(shù),可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。
無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng),把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去,以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量,并不需要電池;也有標(biāo)簽本身擁有電源,并可以主動(dòng)發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng))。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息,數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是,射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi),也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
許多行業(yè)都運(yùn)用了射頻識(shí)別技術(shù)。將標(biāo)簽附著在一輛正在生產(chǎn)中的汽車,廠方便可以追蹤此車在生產(chǎn)線上的進(jìn)度。倉庫可以追蹤藥品的所在。射頻標(biāo)簽也可以附于牲畜與寵物上,方便對(duì)牲畜與寵物的積極識(shí)別(積極識(shí)別意思是防止數(shù)只牲畜使用同一個(gè)身份)。射頻識(shí)別的身份識(shí)別卡可以使員工得以進(jìn)入鎖住的建筑部分,汽車上的射頻應(yīng)答器也可以用來征收收費(fèi)路段與停車場(chǎng)的費(fèi)用。
某些射頻標(biāo)簽附在衣物、個(gè)人財(cái)物上,甚至于植入人體之內(nèi)。由于這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)在未經(jīng)本人許可的情況下讀取個(gè)人信息,這項(xiàng)技術(shù)也會(huì)有侵犯?jìng)€(gè)人隱私憂患。
二、概念
從概念上來講,RFID類似于條碼掃描,對(duì)于條碼技術(shù)而言,它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器;而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽,利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。
結(jié)構(gòu)
從結(jié)構(gòu)上講RFID是一種簡(jiǎn)單的無線系統(tǒng),只有兩個(gè)基本器件,該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問器和很多應(yīng)答器組成。
近況
最初在技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)答器是指能夠傳輸信息回復(fù)信息的電子模塊,近些年,由于射頻技術(shù)發(fā)展迅猛,應(yīng)答器有了新的說法和含義,又被叫做智能標(biāo)簽或標(biāo)簽。RFID電子標(biāo)簽的閱讀器通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,操作快捷方便。
在未來,RFID技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的進(jìn)步具有重要的意義。
三、組成部分
應(yīng)答器:由天線,耦合元件及芯片組成,一般來說都是用標(biāo)簽作為應(yīng)答器,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。
閱讀器:由天線,耦合元件,芯片組成,讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備,可設(shè)計(jì)為手持式rfid讀寫器或固定式讀寫器。
應(yīng)用軟件系統(tǒng) :是應(yīng)用層軟件,主要是把收集的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理,并為人們所使用。
四、特點(diǎn)
射頻技術(shù)
射頻識(shí)別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸識(shí)別,它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽,并且閱讀速度極快,大多數(shù)情況下不到100毫秒。有源式射頻識(shí)別系統(tǒng)的速寫能力也是重要的優(yōu)點(diǎn)??捎糜诹鞒谈櫤途S修跟蹤等交互式業(yè)務(wù)。
制約射頻識(shí)別系統(tǒng)發(fā)展的主要問題是不兼容的標(biāo)準(zhǔn)。射頻識(shí)別系統(tǒng)的主要廠商提供的都是專用系統(tǒng),導(dǎo)致不同的應(yīng)用和不同的行業(yè)采用不同廠商的頻率和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),這種混亂和割據(jù)的狀況已經(jīng)制約了整個(gè)射頻識(shí)別行業(yè)的增長(zhǎng)。許多歐美組織正在著手解決這個(gè)問題,并已經(jīng)取得了一些成績(jī)。標(biāo)準(zhǔn)化必將刺激射頻識(shí)別技術(shù)的大幅度發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
適用性
物流管理的本質(zhì)是通過對(duì)物流全過程的管理,實(shí)現(xiàn)降低成本和提高服務(wù)水平兩個(gè)目的。如何以正確的成本和正確的條件,去保證正確的客戶在正確的時(shí)間和正確的地點(diǎn),得到正確的產(chǎn)品,成為物流企業(yè)追求的最高目標(biāo)。一般來說,企業(yè)存貨的價(jià)值要占企業(yè)資產(chǎn)總額的25%左右,占企業(yè)流動(dòng)資產(chǎn)的50%以上。所以物流管理工作的核心就是對(duì)供應(yīng)鏈中存貨的管理。
在運(yùn)輸管理方面采用射頻識(shí)別技術(shù),只需要在貨物的外包裝上的安裝電子標(biāo)簽,在運(yùn)輸檢查站或中轉(zhuǎn)站設(shè)置閱讀器,就可以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的可視化管理。與此同時(shí),貨主可以根據(jù)權(quán)限,訪問在途可視化網(wǎng)頁,了解貨物的具體位置,這對(duì)提高物流企業(yè)的服務(wù)水平有著重要意義。
性能特點(diǎn)
1.快速掃描。RFID辨識(shí)器可同時(shí)辨識(shí)讀取數(shù)個(gè)RFID標(biāo)簽!
2.體積小型化、形狀多樣化。RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制,不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外,RFID標(biāo)簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展,以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。
3.抗污染能力和耐久性。傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張,因此容易受到污染,但RFID對(duì)水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性。此外,由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上,所以特別容易受到折損;RFID卷標(biāo)是將數(shù)據(jù)存在芯片中,因此可以免受污損。
4.可重復(fù)使用?,F(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改,RFID標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除RFID卷標(biāo)內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù),方便信息的更新。
5.穿透性和無屏障閱讀。在被覆蓋的情況下,RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì),并能夠進(jìn)行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下,才可以辨讀條形碼。
6.數(shù)據(jù)的記憶容量大。一維條形碼的容量是50Bytes,二維條形碼最大的容量可儲(chǔ)存2至3000字符,RFID最大的容量則有數(shù)MegaBytes.隨著記憶載體的發(fā)展,數(shù)據(jù)容量也有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。未來物品所需攜帶的資料量會(huì)越來越大,對(duì)卷標(biāo)所能擴(kuò)充容量的需求也相應(yīng)增加。
7.安全性。由于RFID承載的是電子式信息,其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù),使其內(nèi)容不易被偽造及變?cè)臁?/p>
RFID因其所具備的遠(yuǎn)距離讀取、高儲(chǔ)存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個(gè)企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率,還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián),從而更加準(zhǔn)確地接收反饋信息,控制需求信息,優(yōu)化整個(gè)供應(yīng)鏈。
五、工作原理
RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜:標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后,接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào),憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽),或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag,有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽),解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)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(biāo)簽也就是所謂的應(yīng)答器及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成,其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量,用以驅(qū)動(dòng)電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出,此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù), 送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。
以RFID 卡片閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成:感應(yīng)耦合及后向散射耦合兩種。一般低頻的RFID大都采用第一種式,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。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換,同時(shí)閱讀器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時(shí)序。在實(shí)際應(yīng)用中,可進(jìn)一步通過Ethernet或WLAN等實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。應(yīng)答器是RFID系統(tǒng)的信息載體,應(yīng)答器大多是由耦合原件(線圈、微帶天線等)和微芯片組成無源單元。
六、產(chǎn)品分類
RFID技術(shù)中所衍生的產(chǎn)品大概有三大類:無源RFID產(chǎn)品、有源RFID產(chǎn)品、半有源RFID產(chǎn)品。
無源RFID產(chǎn)品發(fā)展最早,也是發(fā)展最成熟,市場(chǎng)應(yīng)用最廣的產(chǎn)品。比如,公交卡、食堂餐卡、銀行卡、賓館門禁卡、二代身份證等,這個(gè)在我們的日常生活中隨處可見,屬于近距離接觸式識(shí)別類。其產(chǎn)品的主要工作頻率有低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ,超高頻915MHZ。
有源RFID產(chǎn)品,是最近幾年慢慢發(fā)展起來的,其遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別的特性,決定了其巨大的應(yīng)用空間和市場(chǎng)潛質(zhì)。在遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域,如智能監(jiān)獄,智能醫(yī)院,智能停車場(chǎng),智能交通,智慧城市,智慧地球及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域有重大應(yīng)用。有源RFID在這個(gè)領(lǐng)域異軍突起,屬于遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別類。產(chǎn)品主要工作頻率有超高頻433MHZ,微波2.45GHZ和5.8GHZ。
有源RFID產(chǎn)品和無源RFID產(chǎn)品,其不同的特性,決定了不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的應(yīng)用模式,也有各自的優(yōu)勢(shì)所在。但在本系統(tǒng)中,我們著重介紹介于有源RFID和無源RFID之間的半有源RFID產(chǎn)品,該產(chǎn)品集有源RFID和無源RFID的優(yōu)勢(shì)于一體,在門禁進(jìn)出管理,人員精確定位,區(qū)域定位管理,周界管理,電子圍欄及安防報(bào)警等領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢(shì)。
半有源RFID產(chǎn)品,結(jié)合有源RFID產(chǎn)品及無源RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì),在低頻125KHZ頻率的觸發(fā)下,讓微波2.45G發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。半有源RFID技術(shù),也可以叫做低頻激活觸發(fā)技術(shù),利用低頻近距離精確定位,微波遠(yuǎn)距離識(shí)別和上傳數(shù)據(jù),來解決單純的有源RFID和無源RFID沒有辦法實(shí)現(xiàn)的功能。簡(jiǎn)單的說,就是近距離激活定位,遠(yuǎn)距離識(shí)別及上傳數(shù)據(jù)。
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