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RFID技术及其所面临的挑战

作者:何颖 邝育军2007.08.03阅读 3422

      引言 

       近年来,无线射频识别(RFID)技术逐渐成为一种主流应用技术,该技术使快速物品识别成为可能。RFID技术与早期的条形码识别技术不同,它不需要近距离使用读码器,通过射频信号,可以实现远距离识别。RFID标签还可以将产品生产商、产品类型以及环境变量等各种信息作为身份的标识控制工程网版权所有,不必像条形码那样使用斑马线标签。另外,RFID系统还能从不同方向自动识别RFID标签,与条形码识别相比,极大提高了识别速率。
      

      尽管RFID在诞生之初就展现出很大优势,但其高昂的费用阻碍了它在商业上的应用。随着电子工业的进步、电子设备的集成化和小型化,使RFID设备成本逐步下降,因而使它具有了与传统的条形标签相竞争的能力。在某些大型商业场所,RFID对于商品监管的优势是普通识别技术难以比拟的。
   

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      1、RFID原理 

       RFID是一种非接触式的自动识别技术,它利用射频信号通过电感耦合或电磁耦合自动识别目标对象,并获取相关数据。标签是RFID技术的关键部分。RFID标签含有一个发送应答机,可以向RFID阅读器发送特定信号,绝大多数的RFID标签都有一个ID序列号(如SKU码)。阅读器在收到ID号后可以从数据库中检索相关数据,并按指示进行操作。RFID标签也可以具有可读写的存储器控制工程网版权所有,用于存储向不同阅读器发送的信息,这些信息用于对贴附标签的物体进行识别。RFID系统原理如图1所示。       

RFID技术及其所面临的挑战如图

      图1 RFID系统原理 

      RFID标签按是否有源分为主动式标签和被动式标签。主动式RFID标签自带电源(如板载电池),被动式标签的能源则利用电磁感应通过读写器获取。同样,读写器也根据所读取标签的类型分为主动式读写器和被动式读写器。 
   

  1.1 主动式标签 

      主动式标签内部自带电池进行供电控制工程网版权所有,具有可读写的特性。由于自带电源,主动式标签能传输较强信号,因而具有更远的读写距离。但是板载电源会使标签体积变大而且更加昂贵,所以主动RFID系统一般用于大型航空工具以及普通交通工具等的远距离识别。低功耗的主动标签通常比一副扑克稍大。主动标签可以在物体未进入识别距离时处于休眠状态。也可以处于广播状态持续向外广播信号。 
       

       由于自带电源,主动标签能在较高的频率下工作,如455MHz、2.45GHz及5.8GHz等,这取决于实际的识别距离和存储器需求。在这些频率下,读写器可以在20m~100m的范围内工作。
      

      1.2 被动式标签 

       被动式标签内部不带电池,从读写器产生的磁场中获得工作所需的能量。当标签进入读写器的识别范围后,标签通过天线感知电磁场变化,由电磁感应产生感应电流,标签通过集成的电容保存产生的能量。当电容蓄积了足够的电荷后控制工程网版权所有,RFID标签就可以利用电容提供的能量向读写器发送带有标签ID信息的调制信号。由于被动式标签自身不带电源,因而比主动标签价格要低很多,在美国控制工程网版权所有,通常一个标签花费20美分左右。随着微电子技术的不断进步,可以将标签做得更小、更便宜。由于价格上的优势,它比主动式标签具有更广的应用领域。
      

       除了价格低之外,被动标签还非常小。但目前的天线技术会限制标签的大小,标签越大有效识别距离越远。目前的被动标

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