RFID射频识别技术介绍及简单应用

1、RFID技术是什么

RFID作为物联网的关键技术之一开yun体育app入口登录，定位在物联网三层架构中的感知层。它代表Radio Frequency Identification，亦即无线射频识别技术，本质上是一种无线短距离通信手段。该技术能够通过无线电信号识别特定的对象，并实现对相关数据的读取和写入，整个过程无需识别系统与目标对象之间进行机械或光学接触。射频识别技术可根据标签的供电模式划分为三大类：分别是无源RFID、有源RFID以及半有源RFID。此外，它还可以按照频率的不同被细分为四类：超高频RFID、高频RFID、低频RFID和微波RFID。

该RFID硬件系统由阅读器和电子标签两大组件构成，其运作机制是阅读器发出特定频率的无线电波能量，该能量被电子标签接收并驱动其电路，从而将内部的ID代码传输出去，随后阅读器接收并读取该ID代码。Tag的独特之处在于其无需电池、无需接触、无需刷卡，因此即便面临脏污也不受影响。此外，其晶片密码是全球独一无二的，无法被复制，从而确保了极高的安全性和较长的使用寿命。以门禁锁为例，其实现主要依赖于无源RFID的短距离传输技术。在这里，门禁卡就是Tag，而与之对应的接收设备则是Reader。（附：门禁系统的基础制作方法）

2、RFID技术产生背景与发展历程

自1940年始，随着雷达技术的不断发展和完善，RFID技术应运而生，并且RFID技术的理论框架在1948年得以正式提出。自1950至1960年代，公众逐渐开启了这项技术的探索之旅；进入60年代，RFID技术初步融入日常生活；而到了70年代，该技术持续革新，产品研究日益精进，对RFID的测试进程也明显加快，同时，相关系统的应用也得到了实现。自21世纪起，公众对RFID标准化议题的关注度逐渐提升，RFID系统在日常生活领域的应用也日益广泛。鉴于这一技术的广泛应用开yun体育官网入口登录app，人们着手寻求降低其生产成本的方法。在充分认识到标准化的重要性后，RFID技术依据标签供电方式的不同，被划分为有源、半有源和无源三大类别。RFID产品的种类持续增多，不断进步。如今，人们已经研发出了单芯片电子标签、多标签识读技术、无线读写功能以及适用于高速移动物体的RFID技术。这些技术不仅得到了发展，而且相关产品已经融入我们的日常生活，并得到了广泛的运用。具体到生活中的应用，比如公交卡、第二代身份证、门禁卡以及食堂的餐卡等。

3、RFID工作原理及基本硬件组成

1.基本工作原理

图示展示了射频识别系统的基本架构。在此系统中，电子标签亦称作射频标签、应答器或数据载体；而阅读器则被称作读出装置、扫描器、通讯器或读写器（这取决于电子标签是否具备无线改写数据的能力）。电子标签与阅读器之间，通过耦合元件实现了射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道中，依据时序关系，实现了能量的传递与数据的交换。

RFID技术的运作机制相对简单，当标签被送入阅读器范围内时，它会接收到阅读器发射的无线电波信号。随后开元棋官方正版下载，标签利用感应电流获取的能量，将存储在芯片内的产品数据传输出去，这些数据可能来自无源标签、也称为无源标签或被动标签，或者来自主动标签、有源标签或主动标签，它们会主动发送特定频率的信号。阅读器接收到这些信息并进行解码后，将数据传输至中央信息系统，以便进行相应的数据处理。

一个完整的RFID系统包括阅读器、电子标签，即通常所说的应答器，以及应用软件系统这三个主要部分。其运作机制是，阅读器发射特定频率的无线电波能量，以此激活电路并传输内部数据，随后阅读器按顺序接收并解析这些数据，并将它们传递给应用程序进行相应的处理。

从RFID卡片阅读器与电子标签间的通信和能量感应手段分析，大致可以分为感应耦合与后向散射耦合两大类。通常情况下，低频段的RFID系统多采用感应耦合技术，而高频段的RFID系统则普遍采用后向散射耦合技术。

阅读器依据其采用的架构与技术，可能是一种单纯的读取设备，亦或是兼具读写功能的装置，它在RFID系统中扮演着信息控制和处理的核心角色。它通常由耦合模块、收发模块、控制模块以及接口单元等部分构成。阅读器与标签之间的信息交流通常采用半双工通信模式，与此同时，阅读器通过耦合方式为无源标签供电并同步时序。在实际应用场景中，可以进一步借助以太网或无线局域网等技术手段，对物体的识别信息进行采集、处理，并实现远程传输等管理功能。

2.基本硬件组成：

阅读器(Reader)组成：

阅读器具备读取标签信息或向标签写入所需数据的职能。其功能根据所采用的结构和技术各异，既可以是读写一体设备，也可成为RFID系统中信息控制和处理的枢纽。当RFID系统运行时，阅读器会在特定区域内发射射频能量，从而产生电磁场，该区域的范围由发射功率的大小所决定。阅读器覆盖范围内的标签一旦被激活，便会传输存储于其内的信息，亦或遵照阅读器的指令对数据进行调整，同时，它还能通过接口与互联网实现数据交换。通常，阅读器主要由以下部分构成：接收与发送天线、频率发生器、锁相环、调制电路、微处理器、存储单元、解调电路以及外部设备接口。

收发天线负责向标签发射射频信号，同时接收到标签反馈的响应信号和标签的相关信息。

(2)频率产生器：产生系统的工作频率。

(3)锁相环：产生所需的载波信号。

调制电路负责将传输给标签的信号加载至载波，并通过射频电路将其发送出去。

微处理器负责生成发送至标签的信号，同时对接收到的标签信号进行解码处理，并将解码后的数据反馈至应用程序。在加密系统中，还需执行解密步骤。