初识射频识别技术RFID

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频识别技术RFID（Radio Frequency Identification Technology）是从二十世纪九十年代开始兴起的一项自动识别技术。与其它自动识别系统一样，它也是由信息载体、信息获取装置组成。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系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它的应用场合更广泛。

射频识别技术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，可工作于各种恶劣环境。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。超高频段由于其识读距离长和传输速度快，产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或车辆管理等。

RFID系统组成

最基本的RFID系统基本上由三部分组成：电子标签、阅读器和天线(Antenna)。

电子标签是射频识别系统的核心，又称为射频标签，其英文名为TAG，也有称为LABEL的。电子标签是射频识别系统真正的数据载体。一般情况下，射频标签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；当受无线电射频信号照射时，能反射回携带有数字字母编码信息的无线电射频信号，供阅读器处理识别。依据射频标签供电方式的不同，可以分为有源（Active Tag）和无源（Passive Tag）,有源标签内装有电池，无源标签内部没有电池。

阅读器是读或读/写电子标签的电子装置，有时也被称为读写器（Reading Device）、查询器（Interrogator）、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，经处理后获取标签数据信息，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。在标签和阅读器间传递射频信号，读写器的天线可以内置也可以外置。

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，图1所示便是RFID感应技术的基本原理图。

对于无源标签，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有关处理。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中收集一些能量。在任何一个点上，可用能量的大小与该点距发射机的距离有关。

在目前有关的射频约束下，在大部分地区各向同性有效辐射功率限制在500mW，这样的辐射功能在915MHz，可近似达到1米。

有源标签由于内部装有电池，可以主动地向读写器发送射频信号，一般读写距离比较远。无源标签和有源标签不同的特点使得它们可以用在不同需要的场合，表1是无源标签和有源标签之间的比较。

RFID发展现状

目前RFID的研究主要围绕RFID技术标准、RFID标签成本、RFID技术和RFID应用系统等多个方面展开。

RFID技术标准

作为一种将深入影响每个人日常生活的技术，为了实现对世界范围内的物品进行统一管理，同时也为了规范标签及读写器的开发工作，解决RFID系统的互联和兼容问题，必须对RFID技术进行规范。RFID的标准化是目前亟需解决的重要问题，各国及相关国际组织都在积极推进RFID技术标准的制定，但目前尚未形成完善的关于RFID的国际和国内标准。

RFID的标准化涉及标识编码规范、操作协议及应用系统接口规范等多个部分。其中标识编码规范包括标识长度、编码方法等；操作协议包括空中接口、命令集合、操作流程等规范。目前主要的RFID相关规范有欧美的EPC规范、日本的UID（Ubiquitous ID）规范和ISO 18000系列标准，其中ISO标准主要定义标签和阅读器之间互操作的空中接口。

EPC规范由Auto-ID中心及后来成立的EPCglobal负责制定。Auto-ID中心于1999年由美国麻省理工大学（MIT）发起成立，其目标是创建全球“实物互联”网（Internet Ofthings），该中心得到了美国政府和企业界的广泛支持。2003年10月，成立了新的EPCglobal组织接替以前Auto-ID中心的工作，管理和发展EPC规范。关于标签，EPC规范已经颁布第一代规范。规范把标签细分为Class 0、Class 1、Class 2三种。其中Class 0和Class 1标签都是一次写入多次读取标签。Class 0标签只能由厂商写入信息，用户无法修改，因而又称为只读标签，主要用于供应链管理。Class 1则提供了更多的灵活性，信息可由用户写入一次。Class 0和Class 1标签采用不同的空中接口标准进行通信，因此两类标签不能互操作。Class 2标签具备多次写入能力，并增加了部分存储空间用于存储用户的附加数据。

Class 2标签允许加入安全与访问控制、感知网络和Ad hoc网络等功能支持。目前EPCglobal正在制定第二代标签标准，即UHF Class 1 Generation 2（Gen2）。Gen2具有随时更新标签内容的能力，保证标签始终保存最新信息。EPC规范1.0版本目前包括EPC Tag数据规范、Class 0（900MHz）标签规范、Class 1（860MHz～930MHz）标签射频与逻辑通讯接口规范、物理标识语言（Physical Markup Language，PML）。

UID规范由日本泛在ID中心负责制定，该中心由T-Engine论坛发起成立，其目标是建立和推广物品自动识别技术并最终构建一个无所不在的计算环境。该规范对频段没有强制要求，标签和读写器都是多频段设备，能同时支持13.56MHz或2.45GHz频段。UID标签泛指所有包含ucode码的设备，如条码、RFID标签、智能卡和主动芯片等，并定义了9种不同类别的标签。与RFID标签相关的包括：Class 1只读RFID标签、Class 2可读写RFID标签、Class 5带电源RFID标签。除了标签，UID网络还包含另两个关键部分：一是读取标签的终端，称为普适通信器（Ubiquitous Communicators，UCs），它除了能和标签通信外，还提供3G、PHS、802.11等多种接入方式与广域网上的信息服务器相连；另一个是ucode解析服务器，提供由ucode获取信息服务器地址的功能。

EPC编码目前有三个版本，其主要区别在于编码长度不同，分别为64位、96位和256位。使用64位编码的目的是为了减少Tag存储量，从而降低Tag生产成本。96位编码则为取得性能与成本之间的平衡。但为了满足为世界上任意物体提供标识的目标，则必须采用至少256位编码。三个版本的EPC编码都由统一的四个域组成，依次为：版本号、管理域（对应生产厂家）、类别（商品种类）以及序列号（标识单件物品）。