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我的地盘我作主 RFID技术读解

    漫漫长路 RFID逐渐向我们走来

    RFID全名Radio Frequency Identification,即为射频辨识的英文缩写,也俗称为电子标签。它是一种利用无线的方式来对物体的信息进行自动识别的方式。早在第二次世界大战时期原始的RFID技术就已经出现了,其首先被美国装备于空中识别困难的战斗机上,被称为“敌我识别系统(Identify: Friend or Foe,简称IFF)”,其大致的工作流程是装配了高耗电量的主动式卷标(Active Tag)和雷达,当雷达上发战斗机时,就通过雷达发出询问的讯号,如果这些卷标收到信号后作出了适当的反映,就可证明是自己的友军,从而避免了开火的误伤;而如果雷达没有收到反应或者收到了错误的反应,就会被认为是敌军,然后准备开火攻击。

RFID的前身 敌我识别系统识别系统

    由此,RFID开始了自己漫长的发展过程。五六十年代,RFID一直处于实验室和理论的发展阶段,还没有开始商业运行,但确为未来的商业化打下了很好的理论基础。直到七十年代末期,RFID才开始走出实验室,开始了一些原始的商业应用。而到了八十年代,RFID的商业化进程开始大垮步的迈开来,各种规模应用开始出现,RFID的相关产品也开始越来越丰富。

    而九十年代之后,尤其前期发展中各个厂商各自为政,标准并不统一,而导致RFID缺乏通用性,要想进一步的发展,就必需统一标准,从此RFID发展开始进入有序阶段,从而结束了混乱的发展历史。随着RFID相关产品价格的降低,RFID开始得到广泛采用,RFID产品逐渐走到大家的面前,应用也开始越来越丰富,越来越多样化起来。

    直到今天,RFID技术已经被广泛应用于各个领域,不光在军事上RFID应用广泛、物流业、零售业、交通、防盗等等都可以见到其踪影。

    探寻RFID系统的基本架构

    最基本的RFID系统架构并不复杂,从物理上可将其划分为标签、天线、阅读器三个部份。

    标签(Tag)作为RFID系统中识别信息的载体,位于需标示的物体上,是RFID系统最底层,其主要由耦合元件和芯片两部分组成,每个标签具有唯一的电子编码,能够发射出信号供RFID系统进行识别。而按照其工作原理,RFID标签还可分为主动式、半主动式及被动式三种类型。主动式及半主动式标签均需要内置电源,以扩大其有效作用范围,或进一步具有写入数据的功能。

    这些标签比较架构相对复杂,导致体积一般较大,价格也较贵,而且使用寿命也较短,一般不超过10年,但是其功能与作用也就更大。而被动式则不需要内置电源的支持,靠接收到的电磁波信号产生驱动电力而提供能量,其结构简单、体积轻小、价格便宜、而且寿命也可以很长。不过通常这类标签都是一次写入、只读的,而且发射半径较小,需要阅读器具有更强的发射功率。

典型的被动式RFID标签的架构简图

    天线(Antenna)用于标签和读取器间射频信号的相互传递,是RFID系统中的信号发生和接收装置。在实际应用中,除了系统功率,天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收。天线可以被做成各种形状和尺寸,这样就可以用于不同的场地和空间。

用于零售业的各类RFID天线

    阅读器(Reader)可用于读取或者写入标签,是RFID系统中的中枢系统,其基本功能就是提供与标签进行数据传输的途径。标签在接收读写器的通过天线发出的信号后做出必要的响应,把响应发射出去,在由天线接收到后传送给阅读器进行识别,最终就实现了RFID系统。

    为保证接收和的发送的准确无误,阅读器必需对信号的状态控制得相当精确,同时提供奇偶错误校验与更正功能等基本的保证信号准确性功能。同时阅读器还具备一个应用程序接口,通过识别的信号就通过该接口传输到电脑上,尤其完成最终的处理。通常天线都会和阅读器整合在一起,既可以作成做成手持式设备和大型的固定设备。而阅读器的收发距离可长可短,根据它本身的输出功率和使用频率的不同,有几厘米到几十米不等。

外置的RFID固定阅读器

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