RFID射频辨认体系

来源:贝博体育ballbet西甲 时间:2022-09-22 08:36:49 阅读:31

  物联网已被确认为我国战略性新兴产业之一,《物联网“十二五”开展规划》的出台,无疑给正在开展的我国物联网又吹来一股微弱的春风,而RFID技能作为物联网开展的关键技能,其运用商场必将跟着物联网的开展而扩展。

  RFID的英文全称是Radio FrequencyIdentification,射频辨认,又称电子标签,无线射频辨认,感应式电子晶片,近接卡、感应卡、非触摸卡、电子条码。

  RFID射频辨认是一种非触摸式的主动辨认技能,它通过射频信号主动辨认方针方针并获取相关数据,辨认作业无须人工干预,可作业于各种恶劣环境。

  RFID技能可辨认高速运动物体并可一起辨认多个标签,操作便利便利。短间隔射频产品不怕油渍、尘埃污染等恶劣的环境,可在这样的环境中代替条码,例如用在工厂的流水线上盯梢物体。长距射频产品多用于交通上,辨认间隔可达几十米,如主动收费或辨认车辆身份等。

  典型的RFID体系首要由阅读器、电子标签、RFID中间件和运用体系软件4部分构成,一般咱们把中间件和运用软件统称为运用体系。

  从功用完结的视点调查,可将RFID体系分红边缘体系和软件体系两大部分, 边缘体系首要是完结信息感知,归于硬件组件部分;软件体系完结信息的处理和运用;通讯设备担任整个RFID体系的信息传递。

  电子标签(Electronic Tag)也称也称应答器或智能标签(Smart Label),是一个微型的无线收发设备,首要由内置天线和芯片组成。

  读写器是一个捕捉和处理RFID标签数据的设备,它可所以独自的个别,也能够嵌入到其他体系之中。读写器也是构成RFID体系的重要部件之一,因为它能够将数据写到RFID标签中,因而称为读写器。

  读写器的硬件部分一般由收发机、微处理器、存储器、外部传感器/执行器,报警器的输入/输出接口、通讯接口及电源等部件组成。

  天线是一种以电磁波方法把前端射频信号功率接纳或辐射出去的设备,是电路与空间的界面器材,用来完结导行波与自在空间波能量的转化。在RFID体系中,天线分为电子标签天线和读写器天线两大类,别离承当接纳能量和发射能量的效果。

  通讯设备为不同的RFID体系办理供给安全通讯衔接,是RFID体系的重要组成部分。通讯设备包含有线或无线网络和读写器或操控器与计算机衔接的串行通讯接口。无线网络可所以个域网(PAN)(如蓝牙技能)、局域网(如802.11x、WiFi),也可所以广域网(如GPRS、3G技能)或卫星通讯网络(如同步轨迹卫星L波段的RFID体系)。

  从电子标签到阅读器之间的通讯及能量感应方法来看,体系一般能够分红两类,即电感耦合(InductiveCoupling)体系和电磁反向散射耦合(Backscatter Coupling)体系。电感耦合通过空间高频交变磁场完结耦合,依据的是电磁感应规则;电磁反向散射耦合,即雷达原理模型,发射出去的电磁波碰到方针后反射,一起带着回方针信息,依据的是电磁波的空间传达规则。

  RFID的电感耦合方法对应于ISO/IEC 14443协议。电感耦合电子标签由一个电子数据载体,一般由单个微芯片及用做天线的大面积的线圈等组成。

  电感耦合方法的电子标签简直都是无源作业的,在标签中的微芯片作业所需的悉数能量由阅读器发送的感应电磁能供给。高频的强电磁场由阅读器的天线线圈发生,并穿越线圈横截面和线圈的周围空间,以使邻近的电子标签发生电磁感应。

  雷达技能为RFID的反向散射耦合方法供给了理论和运用根底。当电磁波遇到空间方针时,其能量的一部分被方针吸收,另一部分以不同的强度散射到各个方向。在散射的能量中,一小部分反射回发射天线,并被天线接纳(因而发射天线也是接纳天线),对接纳信号进行放大和处理,即可取得方针的有关信息。

  当电磁波从天线向周围空间发射时,会遇到不同的方针。抵达方针的电磁波能量的一部分(自在空间衰减)被方针吸收,另一部分以不同的强度散射到各个方向上去。反射能量的一部分终究会回来发射天线,称之为回波。在雷达技能中,可用这种反射波丈量方针的间隔和方位。

  对RFID体系来说,能够选用电磁反向散射耦合作业方法,运用电磁波反射完结从电子标签到阅读器的数据传输。这种作业方法首要运用在915MHz、2.45GNz或更高频率的体系中。

  一个方针反射电磁波的频率由反射横截面来确认。反射横截面的巨细与一系列的参数有关,如方针的巨细、形状和资料,电磁波的波长和极化方向等。因为方针的反射功能一般随频率的升高而增强,所以RFID反向散射耦合方法选用特高频和超高频,应答器和读写器的间隔大于1 m。读写器、应答器(电子标签)和天线构成了一个收发通讯体系。

  声外表波(Surface Acoustic Wave,SAW)器材以压电效应和与外表弹性相关的低速传达的声波为依据。SAW器材的体积小、重量轻、作业频率高、相对带宽较宽,并且能够选用与集成电路工艺相同的平面加工工艺,制作简略,重取得性和规划灵活性高。

  声外表波器材具有广泛的运用,如通讯设备中的滤波器。在RFID运用中,声外表波应答器的作业频率现在首要为2.45GHz。

  SAW标签由叉指换能器和若干反射器组成,换能器的两条总线与电子标签的天线相衔接。阅读器的天线周期地发送高频问询脉冲,在电子标签天线的接纳范围内,被接纳到的高频脉冲通过叉指换能器转变成声外表波,并在晶体外表传达。反射器组成对入射外表波部分反射,并回来到叉指换能器,叉指换能器又将反射脉冲串转变成高频电脉冲串。因为声外表波的传达速率低,有用的反射脉冲串在通过及奇妙的延迟时刻后才回到阅读器。

  因为SAW器材自身作业在射频波段,无源且抗电磁干扰能力强,所以SAW技能完结的电子标签具有必定的共同优势,是对集成电路(IC)技能的弥补。

  信息的读取上并不受芯片尺度巨细与形状约束,不需为了读取精确度而合作纸张的固定尺度和印刷质量,并且,RFID标签正往小型化与多样形状开展,以运用于不同产品。

  技能老练度不行。RFID技能呈现时刻较短,在技能上还不是十分老练。因为超高频RFID电子标签具有反向反射性特色,使得其在金属、液体等产品中运用比较困难。

  本钱高。RFID电子标签相关于一般条码标签价格较高,为一般条码标签的几十倍,假如运用量大的话,就会形本钱钱太高,在很大程度上下降了商场运用RFID技能的积极性。

  安全性不行强。RFID技能面对的安全性问题首要表现为RFID电子标签信息被不合法读取和歹意篡改。

  技能规范不一致。RFID技能现在还没有构成一致的规范,并且商场上多种规范并存,致使不同企业产品的RFID标签互不兼容,从而在必定程度上构成RFID技能的运用的紊乱。

  跟着RFID设备本钱的不断下降,规范的逐渐一致,数字信息技能在各职业的深化广泛运用,规划运用职业的扩展,RFID技能将会有更宽广的开展前景,其潜在的价值将会发挥出来,RFID 技能产业将逐渐强大与老练。

  RFID技能诞生于二战期间,最早被英国皇家空军用于辨认自家和盟军的战机。英国为了辨认归航的飞机,就在盟军的飞机上配备了一个无线电收发器,从而当操控塔上的打听器向归航的飞机发射一个问询信号后,飞机上的收发器接纳到这个信号后,回传一个信号给打听器,打听器依据接纳到的回传信号来辨认敌我。这是有记载的第一个RFID敌我辨认体系,也是第一个RFID的第一次实践运用。

  之后,RFID技能也被连续运用于野生动物盯梢,公路收费体系等范畴。20世纪90年代往后,跟着集成电路制作和信息技能的飞速开展,RFID技能日趋老练,其本钱也越来越低,开端逐渐引起人们的重视。

  RFID射频辨认技能现已逐渐开展成为独立跨学科的专业范畴。RFID射频辨认技能将很多的来自彻底不同的专业范畴的技能(例如,高频技能、电磁兼容技能、半导体技能、数据维护和密码学技能、电信技能、制作技能等)归纳起来。

  近十多年来,RFID射频辨认技能得到了快速开展,逐渐被广泛运用于工业主动化、商业主动化、交通运输操控办理等很多的溯源和防伪运用范畴。而跟着技能进步,根据RFID射频辨认技能产品的品种将越来越丰厚,运用也将越来越广泛,可估计,在往后的几年中,RFID射频辨认技能将继续坚持高速开展的气势。

  职业规范以及相关产品规范还不一致,电子标签迄今为止全球也还没有正式构成一个一致的(包含各个频段)国际规范。

  现在美国一个电子标签最低的价格是20美分左右,这样的价格是无法运用于某些价值较低的单件产品,只要电子标签的单价下降到10美分以下,才或许大规划运用于整箱整包的产品。

  虽然在RFID电子标签的单项技能上现已趋于老练,但总体上产品技能还不行老练,还存在较高的差错率(RFID被误读的比率有时高达20%),在集成运用中也还需要霸占很多的技能难题。

  当时广泛运用的无源RFID体系还没有十分牢靠的安全机制,无法对数据进行很好的保密,RFID数据还简单遭到进犯,首要是因为RFID芯片自身,以及芯片在读或许写数据的过程中都很简单被黑客所运用。

  RFID将构建虚拟国际与物理国际的桥梁。能够预见,在不久的将来,RFID技能不只会在各行各业被广泛选用,终究RFID技能将会与普适计算技能相交融,对人类社会发生深远影响。

  作为全球的制作业基地,我国将是未来全球最大的RFID运用商场。这关于国内的科研机构和企业将是一次可贵的机会。

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