RFID无线射频识别标签系统

RFID无线射频识别标签系统RFID简介•无线射频识别技术(RFID)是一种非接触的自动识别术，其基本原理是利用射频信号和空间(电感或电磁耦合)传输特性，实现对被识别物体的自动识别。射频识别系统一般有三个部分组成，即电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和应用系统，其基本模型如图所示。其中电子标签为数据载体，又称为应答器，电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的转换。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种:RFID简介•(1)电感耦合(低频系统)•电感耦合采取的变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。电感耦合方式一般适用于中、低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有:125kHz,225kHz和13.56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10－20cm。RFID简介•（2）电磁反向散射耦合(高频系统)•电磁反向散射耦合采取的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标消息，依据的是电磁波的空间传播规律。电磁反向散射耦合方式一般适用于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有:433MHz,915MHz,2.45GHz和5.8GHz。识别距离大于1m，典型作用距离为3-10m。RFID基本模型图RFID之特性（1）•(一)数据的读写（ReadWrite）机能：•只要通过RFIDReader即可不需接触，直接读取讯息至数据库內，且可一次处理多个标签，并可以将物流处理的状态写入标签，供下一阶段物流处理的读取判断之用。•(二)容易小型化和多样化的形狀：•RFID在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFIDTAG更可往小型化与多样形态发展，以应用在不同产品。RFID之特性（2）•(三)耐环境性：•纸张一受到污染就會看不到，但RFID对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID在黑暗或脏的环境之中，也可以读取数据。•(四)可重复使用：•由于RFID为电子数据，可以反复被复写，因此可以回收标签重复使用。如无源式RFID，不需要电池就可以使用，沒有维护保养的需要。RFID之特性（3）•(五)穿透性：•RFID若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包复的话，也可以进行穿透性通讯。不过如果是铁质金属的话，就无法进行通信。•(六)数据的记忆容量大：•数据容量會随着记忆规格的发展而扩大，未來物品所需携带的资料量越来越大，对标签所能扩充容量的需求也增加，对此RFID不会受到限制。RFID之样式RF之使用頻率现况•为避免各国无线电频率使用标准不一，造成使用上的混乱与困扰，国际上大多遵守国际电信联合会（ITU）的规范。目前RFID使用的頻率有6种，分別为135KHz以下、13.56MHz、433.92MHz、860M~930MHz（即UHF）、2.45GHz以及5.8GHz，其各有特色和缺陷。135KHz以下传输距离短，約10公分左右，通讯速度慢。此頻段在绝大多数的国家属于开发，不涉及法规开放和执照申请的问题，因此使用最广，主要使用在宠物、门禁管制和防盜追踪。RFID的未來趋势•13.56MHz的效果最佳传输距离为1公尺以下，代表性应用为会员卡、识别灯、飞机机票和建筑物出入管理，通讯距离10公分左右的近距离非接触式IC卡发展快速。RFID与条形码之差异性比较•条形码是只读的、需要对准标签的、一次只能读一个、且容易破损；而RFID是可擦写的、使用时不需对准标签的、同时可读取多个、坚固全天候使用，可不需人力介入操作。RFID与条形码差异如表一RFID与条形码比较如表二RFID应用范围（1）•RFID之应用相当广泛，最常见的应用为：•*门禁管制：人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理•*回收资产：栈板、货柜等可回收容器管理•*货物管理：航空运输的行李识别，存货、物流运输管理•*物料处理：工厂的物料清点、物料控制系統•*废物处理：垃圾回收处理、废弃物管控系統•*医疗应用：医院的病历系统、危险或管制之生化物品管理RFID应用范围（2）•*交通运输：高速公路的收费系统•*防盜应用：超市的防盜、图书馆或书店的防盜管理•*动物监控：畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪•*自动控制：汽车、家电、电子业之组装生产•*联合票证：联合多种用途的智能型储值卡、红利积点卡发展RFID之可能瓶颈•(一)隐私权问题：•RFIDJournal和市场研究机构ABI，共同进行的一项名为「RFIDJournalLive」的调查显示「采用RFID技术最大的好处是可以对企业的供应链进行透明管理，有效降低成本，但最近RFID的安全性也非常令人关注，很多公司推出了增强安全性能的RFID产品。」因为沒有人会因為它使用起來方便而自愿让个人隐私权曝光。发展RFID之可能瓶颈•(二)失业問題：•企业采用射频识別系統后，將接手原來由人工完成的工作并进一步取代人工操作，其衍生而來的问题，將是许多的劳工面临失去工作的危机。发展RFID之可能瓶颈•(三)技术的突破：•根据机构Auto-IDCenter所做的一項调查显示，即使贴上双重标签，RFID标签仍有3％无法判断；只贴一個标签的吊牌则只有78％正确判读。此外，射频识别标签与读取机具有方向性及射频识别讯号容易被物物体所阻断，亦為射频识别技术未來发展的一大挑战。发展RFID之可能瓶颈•(四)成本的降低：•RFID系統无论是标签、读取器和天线可望随着各大业者应用而使制造成本大幅降低，另外著名顾问公司麦肯锡分析指出，厂商不能只着眼于RFID未來价格下跌就垂涎不已，因为这项技术还需进行企业资源规划（ERP）软件升级，而这部份可能费用不扉。发展RFID之可能瓶颈•(五)国际标准的制定与推行：•标准化是推动产品广泛获得市场接受的必要措施，但射频识别读取机与标签的技术仍未见统一。而不同制造商所开发的标签通讯协议，使用于不同的頻率，且封包格式不一。就目前看來，现在普遍使用的134KHz和13.56MHz因传输距离不够长而限制了阅读器和RFID标签间的传输距离，使得若干标签不能有效地被读取，而跨越UHF頻段的最大问题是有绝大多数的RFID系统和标签供货商，以及设备无法支持UHF頻段。也因此，各公司、自动识别中心与国际标准组织都正致力于定制射频识别标签的标准，以求所有的标签都能与任何读取机兼容。RFID与zigbee技术的对比•专门用于长距离识别的的有源RFID系统,不仅读写器往往需要固定位置安装,对RFID卡的方向位置和读写器天线的方向的匹配还有一定的要求,因而系统的灵活性大受限制,而且整个系统(包括有源卡)的成本已经不再便宜.RFID与zigbee技术的对比•RFID系统中的标签与读写器之间是一种主从关系，它们之间的通信完全依赖于RFID标签耦合或反射出的信号。而要通过这种通信方式来增加通信距离非常困难。因而，它们不得不在读写器上下工夫-提高接收灵敏度，在发射天线上下工夫-增大发射功率，以及增加发射接收的方向性，因而，不仅提高了成本，而且更加降低了它的安装和使用的灵活性，此外，当高频微薄的发射功率过大时，它不仅超出国家无委会的功率限制，还有可能对人体带来伤害。RFID与zigbee技术的对比•实际上，当使用RFID在进行远距离读写时，它已经超出了它最初设计的应用领域，即作为一种代替条码标签的低成本，近距离的射频身份识别系统的领域。而进入到微功率无线收发机的领域。RFID系统中的标签与读写器之间的主从通信关系，与微功率收发机之间的对等通信关系比起来，在远距离通信上，RFID系统当然处于劣势，而且，在使用灵活性和多功能方面，根本就无法与微功率收发机相比。RFID与zigbee技术的对比•RFID的优点是标签便宜，使用寿命长。当RFID变成有源时，价格优势也就丧失了。微功率收发机通过在降低成本，降低功耗，在用电管理上，在通过睡眠唤醒功能上的改进，已经大大缩小了这个差距;当微功率收发机特别是采用直序扩频通信方式，低功耗的zigbee微功率收发机问世以后，在远距离身份识别和无线网络定位领域，就显示了无以伦比的优越性。ZigBee有源RFID的优势是？•ZigBeeRFID标签成本虽然较有源式高，但仍具下列优势：•较长的传输距离(hands-free)•可以传输温度、卡片距离等額外资讯，同时进行控制•可以进行人员与物品定位(仓储管理)•可以调整感应距离(危险区域控制)•同时监控庞大数量的标签(65536=2bytes，4ms/个)ZigBeeRFID与ActiveRFID的差异是？ZigBeeTagActiveRFIDTag双向传输优良网络覆盖范围大中抗同频干扰强弱最大标签数65535200~1000ZigBee适合应用哪些方案•货物仓储管理无需额外人工盘点与存取货•医疗监控取得病人位置与病人的履历资料(功率小)•老人看护构筑老人更便利的生活环境•停车场管理无需进行过卡动作•车辆管理•Hands-Free门禁系統出入更方便谢谢