什么是RFID电子标签技术？

什么是RFID电子标签技术？

RFID的含义RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术，俗称电子标签。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。 埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术："第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。" 什么是RFID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。一套完整的系统还需具备：数据传输和处理系统。RFID技术的基本工作原理是什么？RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。 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。Gartner Group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（Killer Application），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。 是什么让零售商如此推崇RFID？据Sanford C. 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码芹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迟缓毕：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，这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。RFID典型应用领域和具体应用[编辑本段]车辆自动识别治理 铁路车号自动识别是射频识别技术最普遍的应用。高速公路收费及智能交通系统 高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一，它充分体现了非接触识别的优势。在车辆高速通过收费站的同时完成缴费，解决了交通的瓶颈问题，提高了车行速度，避免拥堵，提高了收费结算效率。 货物的跟踪、治理及监控 射频识别技术为货物的跟踪、治理及监控提供了快捷、准确、自动化的手段。以射频识别技术为核心的集装箱自动识别，成为全球范围最大的货物跟踪治理应用。 仓储、配送等物流环节 射频识别技术目前在仓储、配送等物流环节已有许多成功的应用。随着射频识别技术在开放的物流环节统一标准的研究开发，物流业将成为射频识别技术最大的受益行业。 电子钱包、电子票证 射频识别卡是射频识别技术的一个主要应用。射频识别卡的功能相当于电子钱哪兄包，实现非现金结算。目前主要的应用在交通方面。 生产线产品加工过程自动控制 主要应用在大型工厂的自动化流水作业线上，实现自动控制、监视，提高生产效率，节约成本。 动物跟踪和治理 射频识别技术可用于动物跟踪。在大型养殖厂，可通过采用射频识别技术建立饲养档案、预防接种档案等，达到高效、自动化治理牲畜的目的，同时为食品安全提供了保障。射频识别技术还可用于信鸽比赛、赛马识别等，以准确测定到达时间。无源RFID标签结构组成以及工作原理[编辑本段]无源RFID标签本身不带电池，依靠读卡器发送的电磁能量工作。由于它结构简单、经济实用，因而获得广泛的应用。无源RFID标签由RFID IC、谐振电容C和天线L组成，天线与电容组成谐振回路，调谐在读卡器的载波频率，以获得最佳性能。 生产厂商大多遵循国际电信联盟的规范，RFID使用的频率有6种，分别为135KHz、13.56MHz、43.3-92MHz、860-930MHz（即UHF）、2.45GHz以及5.8GHz。无源RFID主要使用前二种频率。 RFID标签结构 RFID标签天线有两种天线形式：（1）线绕电感天线；（2）在介质基板上压印或印刷刻腐的盘旋状天线。天线形式由载波频率、标签封装形式、性能和组装成本等因素决定。例如，频率小于400KHz时需要mH级电感量，这类天线只能用线绕电感制作；频率在4~30MHz时，仅需几个礖，几圈线绕电感就可以，或使用介质基板上的刻腐天线。 选择天线后，下一步就是如何将硅IC贴接在天线上。IC贴接也有两种基本方法：（1）使用板上芯片（COB）；（2）裸芯片直接贴接在天线上。前者常用于线绕天线；而后者用于刻腐天线。CIB是将谐振电容和RFID IC一起封装在同一个管壳中，天线则用烙铁或熔焊工艺连接在COB的2个外接端了上。由于大多数COB用于ISO卡，一种符合ISO标准厚度（0.76）规格的卡，因此COB的典型厚度约为0.4mm。两种常见的COB封装形式是IST采用的IOA2（MOA2）和美国HEI公司采用的WorldⅡ。 裸芯片直接贴接减少了中间步骤，广泛地用于低成本和大批量应用。直接贴接也有两种方法可供选择，（1）引线焊接；（2）倒装工艺。采用倒装工艺时，芯片焊盘上需制作专门的焊球，材料是金的，高度约25祄，然后将焊球倒装在天线的印制走线上。引线焊接工艺较简单，裸芯片直接用引线焊接在天线上，焊接区再用黑色环氧树脂密封。对小批量生产，这种工艺的成本较低；而对于大批量生产，最好采有倒装工艺。 基本工作原理 无线RFID标签的性能受标签大小，调制形式、电路Q值、器件功耗以及调制深度的极大影响。下面简要地介绍它的工作原理。 RFID IC内部备有一个154位存储器，用以存储标签数据。IC内部还有一个通导电阻极低的调制门控管（CMOS），以一定频率工作。当读卡器发射电磁波，使标签天线电感式电压达到VPP时，器件工作，以曼彻斯特格式将数据发送回去。 数据发送是通过调谐与去调谐外部谐振回路来完成的。具体过程如下：当数据为逻辑高电平时，门控管截止，将调谐电路调谐于读卡器的截波频率，这就是调谐状态，感应电压达到最大值。如此进行，调谐与去调谐在标签线圈上产生一个幅度调制信号，读卡器检测电压波形包络，就能重构来自标签的数据信号。 门控管的开关频率为70KHz，完成全部154位数据约需2.2ms。在发送完全部数据后，器件进入100 ms的休眠模式。当一个标签进入休眠模式时，读卡器可以去读取其它标签的数据，不会产生任何数据冲突。当然，这个功能受到下列因素的影响：标签至读卡器的距离、两者的方位、标签的移动以及标签的空间分布。 设计实例 MCRF 355/360是Microchip公司生产的13.56MHz器件。355既可用于COB，也可用于直接贴接；而360内部有1个100pf电容，只需外部电感。该器件近乎以100%调制发送数据，调制深度决定了标签的线圈电压从“高”至“低”的变化，亦即区分调谐状态和去调谐状态。 外接元件值通常在三分之一至二分之一处优化。例如，在天线A与天线B之间电感线圈是3圈的话，那未天线B至VSS之间为1圈。当MCRF 355制作成COB时，内置2个串联的68Pf相同电容。电容C1连接在天线A至天线B之间，C2在天线B至VSS之间。 为了达到设计的性能，标签应准确地调谐在读卡器的载波频率。然而使用的元件总会有偏差的，引起读数距离的变化。电感的误差可控制在1~2%以内，因此读数距离主要由电容误差引起的。外接电容的误差应在5%以内，Q值大于100。MCRF360R的内部电容是用氧化硅制作的，同一硅片上的误差在5%以内，而不同批次的误差在10%左右。 MCRF355/360的存储器数据可以托付生产厂在出厂前编程好，也可以在现场用接触式编程器编程.