RFID电子标签基础知识必读.docx

RFID电子标签基础知识必读.docx

《RFID电子标签基础知识必读.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《RFID电子标签基础知识必读.docx（68页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

RFID电子标签基础知识必读

目录

RFID基础知识································1

RFID应用领域································4

RFID相关术语································4

标签····································6

RFID读写设备基本介绍····························8

RFID读写器································10

RFID知识进阶·······························11

RFID工作频率的分类····························13

RFID中间件知识······························15

如何保护RFID内部信息··························19

RFID天线知识·······························21

电子标签耦合·······························23

电子标签的制作及封装···························25

射频标签通信协议简介···························26

射频标签内存信息的写入方式························26

RFID工作频率指南和典型应用························27

从传统条码到RFID·····························30

射频技术和条码的比较···························36

RFID标签能否取代条码技术·························38

使用高频标签会对人体有辐射危害吗·····················39

RFID面临的问题······························39

RFID基础知识

1．什么是RFID

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别。

常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、

非接触卡、电子标签、电子条码，等等。

一套完整RFID系统由Reader与Transponder两部份组成,其动作原理为由Reader发射一特定频率之无

限电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将內部之IDCode送出，此时Reader便接收此IDCode。

Transponder的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污，且晶片密码为世界唯一无法复制，安全性高、

长寿命。

全国生产RFID电子标签厂QQ949499832

RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盜器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、

物料管理。

RFID标签有两种：

有源标签和无源标签。

以下是电子标签内部结构:

芯片+天线与RFID系统组成示意图

2．什么是电子标签

电子标签即为RFID有的称射频标签、射频识别。

它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、

防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优

点。

2．什么是RFID技术？

RFID射频识别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，识别工作

无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码，例如用在工厂的流水线上跟

踪物体。

长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。

4.什么是RFID解决方案

RFID解决方案是RFID技术供应商针对行业发展特点制定的RFID应用方案，可根据不同企业的实际要求“量身

定做”。

RFID解决方案可按照行业进行分类，物流、防伪防盗、身份识别、资产管理、动物管理、快捷支付等等查看

方案请点击此处.

5.什么是RFID中间件

RFID是2005年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一，而中间件（Middleware）可称为是RFID运作的中

枢，因为它可以加速关键应用的问世。

RFID产业潜力无穷，应用的范围遍及制造、物流、医疗、运输、零售、国防等等。

GartnerGroup认为，RFID

是2005年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一，然而其成功之关键除了标签（Tag）的价格、天线的设计、

波段的标准化、设备的认证之外，最重要的是要有关键的应用软件（KillerApplication），才能迅速推广。

而

中间件（Middleware）可称为是RFID运作的中枢，因为它可以加速关键应用的问世。

6.RFID系统的基本组成部分？

最基本的RFID系统由三部分组成：

标签（Tag）：

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；阅读器

（Reader）：

读取（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；

天线（Antenna）：

在标签和读取器间传递射频信号。

7.是什么让零售商如此推崇RFID？

据SanfordC.Bernstein公司的零售业分析师估计，通过采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，

其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。

尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观，但毫无疑问，RFID有助于解决零售业两个最大的难题：

商品断货和损耗（因盗窃和供应链被搅乱

而损失的产品），而现在单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额

能达到这个数字，就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。

研究机构估计，

全国生产RFID电子标签厂QQ949499832

这种RFID技术能

够帮助把失窃和存货水平降低25%。

8.RFID无线识别电子标签基础介绍：

无线射频识别技术（RadioFrequencyIdenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利

用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。

电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标

签专用芯片组成。

依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签（Activetag）、无源电子标

签（Passivetag）和半无源电子标签（Semi—passivetag）。

有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装

电池，半无源电子标签（Semi—passivetag）部分依靠电池工作。

电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。

依据封装形

式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。

RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或

写入操作。

典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。

9.RFID发展历程：

RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术——RFID技术。

1948年哈里.斯托克

曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。

1）RFID技术发展的历程表。

在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之

一。

RFID技术的发展可按10年期划分如下：

1941～1950年。

雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。

1951—1960年。

早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。

1961—1970年。

RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。

1971—1980年。

RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。

出现了一些最

早的RFID应用。

1981～1990年。

RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。

1991～2000年。

RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生

活中的一部分。

2001—今。

标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、

无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。

RFID技术的理论得到丰富和完善。

单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的

远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。

RFID工作原理

RFID工作原理和相关原理知识

射频识别系统的基本模型如图8—1所示。

其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器（取决

于电子标签是否可以无线改写数据）。

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、数据的交换。

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。

（1）电感耦合。

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，如图所示:

（2）电磁反向散射耦合：

雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的

是电磁波的空间传播规律

电感耦合方式一般适合于中、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10～20cra。

电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、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，5．8GHz。

识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m.

RFID应用领域

RFID应用的领域相当广泛

1、物流：

物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递

2、零售：

商品的销售数据实时统计，补货，防盗

3、制造业：

生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产

4、服装业：

自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理

5、医疗：

医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗

6、身份识别：

电子护照，身份证，学生证等各种电子证件。

7、防伪：

贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等

8、资产管理：

各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等）

9、交通：

高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等

10、食品：

水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理

11、动物识别：

训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理

12、图书馆：

书店，图书馆，出版社等应用

13、汽车：

制造，防盗，定位，车钥匙

14、航空：

制造，旅客机票，行李包裹追踪

15、军事：

弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪

16、其它：

RFID相关术语

RFID相关术语·射频：

一般指微波。

·微波：

波长为0.1—100厘米或频率在1—100GHZ的电磁波。

·电子标签：

以电子数据形式存储标识物体代码的标签，也叫射频卡。

·被动式电子标签：

内部无电源、靠接收微波能量工作的电子标签。

·主动式电子标签：

靠内部电池供电工作的电子标签。

·微波天线：

用于发射和接受微波信号。

·读出装置：

用于读取电子标签内电子数据。

·阅读器：

用于读取电子标签内电子数据。

·编程器：

用于将电子数据写入电子标签或查阅电子标签内存储数据。

·波束范围：

指天线发射微波的照射功率范围。

·标签容量：

电子标签编程时所能写入的字节数或逻辑位数。

振幅（Amplitude）

无线电波最高点和零值之间的距离。

只读存储（Read-onlymemory，ROM）

一种将信息存储在芯片上的形式，不能被覆盖。

只读芯片要比读写芯片便宜得多。

自动数据采集（Automaticdatacapture,ADC）

用于收集数据并直接将其导入（不涉及人工参与）计算机系统的方法（见自动识别与数据采集）。

智能卡（SmartCard）

内嵌有微芯片的塑料卡（通常是一张信用卡的大小）的通称。

一些智能卡包含一个RFID芯片，所以它们不需要

与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。

RFID智能卡常常被称为“遥控”智能卡。

a-Biz—自动识别技术的应用案例框架

a-Biz是一项自动识别工程，它的终极目标是将自动识别技术与现实世界中的应用案例结合，以此实现"商业自

动化"，或者说是a-Biz。

ASN—高级货运通知

也可称之为DA，此电子文档先于货物被发送出去，以通知对方货物在运送途中。

BIS—商业信息系统

商业信息系统，即BIS，是用来处理商业交易信息的系统。

DA—发货通知

此电子文档先于货物被发送出去，以通知对方货物在运送途中。

EAN—欧洲物品编码组

该组织创建于1974年，是由欧洲12个国家的生产商和分销商建立了一个ad-hoc委员会。

它的任务是调查在欧

洲制订统一的标准化的编码体系的可能性，类似于美国使用的UPC体系。

最终创立了与UPC兼容的"欧洲物品编

码"。

可访问http:

//www.ean-int.org获取更多消息。

EPCTM—产品电子码

产品电子码，即EPC,是自动识别体系中用来唯一标识对象的编码。

它的目的类似于GTIN及UPC等。

ONS—对象名解析服务

对象名称解析服务，即ONS，是自动识别系统的一个组件。

类似于Internet中的域名解析服务DNS，跟DNS类

似，ONS也执行名称解析功能。

PML—实体标记语言

自动识别设备使用实体标记语言传递实体信息。

SavantTM

SavantTM是自动识别技术框架的一部分。

它是一个在全球范围内分布的服务器，提供数据路由服务，实现数据

捕获、数据监视及数据传送功能。

UCC—统一编码委员会

统一编码委员会的任务是在全球范围内，其目标是建立与推动物品识别及相关电子通讯技术的多元化工业标准。

提高供应链内的管理水平，为使用者带来附加价值。

可访问http:

//www.uc-council.org获取更多消息。

UML—统一建模语言

统一建模语言，即UML，是一种使用案例和活动图等工具，为商业需求和商业流程建模的描述性语言。

标签

1．什么是电子产品代码标签

电子产品代码是全球产品代码的发展，可以识别视野之外的目标。

电子产品代码并不仅仅是一个无线电波条形

码，它包含著一系列的数据和信息，象产地，日期代码和其他关键的供应信息，这些信息储存在一个小的硅片

中，利用标签，解读器和计算机的联网，生产者和零售商就可以随时了解精确的产品和库存信息。

2．RFID标签的价格是多少？

RFID标签的价格一直是抑制RFID发展的桎梏。

射频标签价格根据标签种类和应用价格从30美分到50美元不等，总的来说，用在高档产品中的智能标签在50

美分以上，主动标签要贵的多，带有复杂灵敏元件的价格在100美元以上。

一段时间前，某公司重磅推出5美分Gen2标签产品，宣称终端用户只要一次标签定购量达到1亿枚，其RFID

Gen2标签价格就可以降到5美分/枚。

而很明显，暂时没有哪家公司的用量有这么大。

而同时，一些机构预

测：

RFID标签的市场潜能非常大，预期到了2010年达到二三十亿美元，但是目前仅是冰山之一角。

而标签的

价格，大概还要另外五年到七年时间，才可能如人们预期的，降到每个5美分。

2．射频标签能用于金属物体吗？

能用于含水成分较高的物品吗？

金属和多水环境也是阻止RFID大量使用的一个很大因素。

无线电波会从金属物体上反射回来，会被水吸收。

这

会使跟踪金属物体或是含水较高的物体产生困难。

但是精心设计的系统能解决这些问题。

4.只读和读写标签有什么区别？

RFID解决方案是RFID技术供应商针对行业发展特点制定的RFID应用方案，可根据不同企业的实际要求“量身

定做”。

RFID解决方案可按照行业进行分类，物流、防伪防盗、身份识别、资产管理、动物管理、快捷支付等等查看

方案请点击此处.

5.什么叫标签冲突？

解读器在同时读取多个标签发射回来的信息会产生标签冲突的问题，商家采用不同的系统使得标签一次发回一

个信息。

解读器又能同时读取多个标签，所以，所有的标签能同时被读取。

6.射频标签能储存多少信息？

标签根据商家种类的不同能储存从512字节到4兆不等的数据。

标签中储存的数据是由系统的应用和相应的标

准决定的。

例如，标签能够提供产品生产，运输，存储情况，也可以辨别机器，动物和个体的身份。

这些类似

于条形码中存储的信息。

标签还可以连接到数据库，存储产品库存编号，当前位置，状态，售价，批号的信息。

相应的，射频标签在读取数据时不用参照数据库可以直接确定代码的含义。

7.射频标签可以和传感器连接吗？

可以，射频标签已经和许多传感器连接了，包括能记录温度，湿度的。

当环境条件发生变化时，标签能够得到

提示，尤其是当变化对物品的储存和使用有重要影响时。

8.应答器，智能标签，射频标签有什么区别？

最初在技术领域，应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块，近些年，由於射频技术发展迅猛，应答器有

了新的说法和含义，又被叫做智能标签或标签。

智能标签确切的说是射频标签的一种创新，由具有粘性的标签

和超薄射频标签组成。

智能标签将射频技术和方便灵活的标签印刷优点结合起来，具有读写功能的智能标签能

被多次编程，遵循标签最初制作时的编码规律。

电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。

依据封装形

式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。

RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或

写入操作。

典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。

9.哪种标签适合我的客户的产品

标签能在有水的环境下正常工作吗？

金属会破坏它的功能吗？

在什么温度下它能正常工作？

含水量较高的产

品，金属物品，很高或是很低的温度对於标签的工作都会是一项挑战。

但是经过精心设计的系统能克服这些缺

点，因此根据应用功能和对象的不同，标签的种类也大相径庭。

射频标签的目的是使用一种统一标准的电子产

品代码，使产品在不同领域都能被辨识。

RFID读写设备基本介绍

1．什么是RFID读写器

无线射频识别技术（RadioFrequencyIdenfication，RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利

用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。

RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线

通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。

典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、

控制单元以及阅读器天线。

2．RFID的工作原理

射频识别系统的基本模型如图8—1所示。

其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为

读出装置，扫描器、通讯器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。

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、数据的交换。

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。

（1）电感耦合。

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，如右图所示。

（2）电磁反向散射耦合：

雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据

的是电磁波的空间传播规律

电感耦合方式一般适合于中、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10～20cra。

电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、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，5．8GHz。

识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。

RFID读写器技术原理图:

电感耦合模型的读写器电磁反向散射耦合型的RFID读写器

3．RFID读写器防冲撞（防碰撞）实理机理

RFID分类的第二个重要的看点在于是否需要同时读取复数个标签。

为了实现这个功能在通信上所采取的技术是

（防冲撞）＂防碰撞＂．同时读取复数个标签是常被人们谈及的RFID比图形码远为优越的地方，但是如果没有

防碰撞（防冲撞）的功能时，RFID系统只能读写一个标签。

在这种情况下如果有两个以上的标签同时处于可

读取的范围内就会导致读取的错误。

其次，我们来简单地说明防碰撞（防冲撞）功能的工作原理。

即使是具有防碰撞（防冲撞）功能的RFID系统，

实际上并非同时读取所有标签的内容。

在同时查出有复数个标签存在的情况下，检索信号并防止冲突的功能开

始动作。

为了进行检索，首先要确定检索条件。

例如，13.56MHz频带的RFID系统里应用的ALOHA方式的防碰

撞功能的工作步骤如下。

1）、首先，阅读器指定电子标签内存的特定位数（1~4位左右）为次数批量。

2）、电子标签根据次数批量，将响应的时机离散化。

例如在两位数的次数批量“00、01、10、11”时，读写器

将以不同的时机对这四种可能性逐一进行响应。

3）、若在各个时机里同时响应的电子标签只有一个的场合下才能得到这个电子标签的正常数据。

信息读取之后

阅读器对于这个电子标签发送在一定的时间内不再响应的睡眠的指令（Sleep/Mute）使之在休眠，避免再次向

应。

4）、若在各个时机内同时由几个电子标签响应，判别为“冲突”。

在这种情况下，内存内的另外两位数所记录的

次数批量，重复以上从2）开始的处理。

5）、所有的电子标签都完成响应之后，阅读器向他们发送唤醒的指令（WakeUp），从而完成对所有电子标签的

信息读取。

在这种搭载有防碰撞（防冲撞）功能的RFID系统中，为了只读一个标签，几经调整次数批量反复读取进行检索。

所以，一次性读取具有一定数量的标签的情况下，所有的标签都被读到为止其速度是不同的，一次性读取的标

签数目越多，完成读取所需时间要比单纯计算所需的时间越长。

实现防止抗碰撞（防冲撞）的功能是RFID在物流领域中取代图形码所必不可少的条件。

例如，在超市中，商品

是装在购物车里面进行计价的。

为了实现这种计价方式，抗碰撞（防冲撞）功能必须完备。

另一方面，在电子

货币和个人认证方面利用RFID系统时，同时识别几个标签是发生差错的主要原因。

具有抗碰撞（防冲撞）功能的RFID系统的价格比不具有这种功能的系统的要昂贵。

当个人用户在制作RFID系

统的时候，如果没有必要进