RFID的全称是Radio Frequency Identification，即我们经常说到的射频识别，又称电子标签。它是一种通信技术，即通过无线电讯号对对应目标作出识别并进行控制，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的关系。简单来说就是利用视频信号控制和识别物体的一种技术。可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。

简介

许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。

概念

从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。

结构

从结构上讲RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。

近况

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，由于射频技术发展迅猛，应答器有了新的说法和含义，又被叫做智能标签或标签。RFID电子标签的阅读器通过天线与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。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。在未来，中国物联网校企联盟认为，RFID技术的飞速发展对于物联网领域的进步具有重要的意义。

组成部分

应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，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：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器。

应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。

特点

射频技术

射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容 的标准。射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系统，导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准，这种混乱和割据的状况已经制约了整个射频识别行业的增长。许多欧美组织正在着手解决这个问题，并已经取得了一些成绩。标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。

适用性

物流管理的本质是通过对物流全过程的管理，实现降低成本和提高服务水平两个目的。如何以正确的成本和正确的条件，去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点，得到正确的产品，成为物流企业追求的最高目标。一般来说，企业存货的价值要占企业资产总额的25%左右，占企业流动资产的50%以上。所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。在运输管理方面采用射频识别技术，只需要在货物的外包装上的安装电子标签，在运输检查站或中转站设置阅读器，就可以实现资产的可视化管理。与此同时，货主可以根据权限，访问在途可视化网页，了解货物的具体位置，这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。

工作原理

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），或者由标签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。一套完整的RFID系统， 是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据， 送给应用程序做相应的处理。

以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，应答 器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。

产品分类

RFID技术中所衍生的产品大概有三大类：无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。

无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟，市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、银 行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等，这个在我们的日常生活中随处可见，属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ。

有源RFID产品，是最近几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GHZ。有源RFID产品和无源RFID产品，其不同的特性，决定了不同的应用领域和不同的应用模式，也有各自的优势所在。但在本系统中，我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID产品，该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体，在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。

半有源RFID产品，结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势，在低频125KHZ频率的触发下，让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术，利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说，就是近距离激活定位，远距离识别及上传数据。

优势

RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术。可自由工作在各种恶劣环境下：短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，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。射频识别系统主要有以下几个方面系统优势：

读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过 外包装来进行。有效识别距离更大，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上；

识别速度快：标签一进入磁场，解读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；

数据容量大：数据容量最大的二维条形码（PDF417），最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K；

使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；

标签数据可动态更改：利用编程器可以向写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间相比打印条形码更少；

更好的安全性：不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；

动态实时通信：标签以与每秒50～100次的频率与解读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。

技术标准

早在二十世纪九十年代，ISO/IEC已经开始制定集装箱标准ISO 10374标准，后来又制定集装箱电子官方标准ISO 18185，动物管理标准ISO 11784/5、ISO 14223等。随着RFID技术的应用越来越广泛，ISO/IEC认识到需要针对不同应用领域中所涉及的共同要求和属性制定通用技术标准，而不是每一个应用技术标准完全独立制定，这就是上一节的通用技术标准。

在制定物流与供应链ISO 17363～17367系列标准时，直接引用ISO/IEC 18000系列标准。通用技术标准提供的是一个基本框架，而应用标准是对它的补充 和具体规定，这样既保证 不同应用领域RFID技术具有互联互通与互操作性，又兼顾 应用领域的特点，能够很好地满足应用领域的具体要求。应用技术标准与用户应用系统的区别，应用技术标准针对一大类应用系统的共同属性，而用户应用系统针对具体的一个应用。如果用面向对象分析思想来比喻的话，把通用技术标准看成是一个基础类，则应用技术标准就是一个派生类。

社交关联

通常活动上都会分发NFC腕带，但你也可以使用其它类型的高频收发器或超高频标签，同时还需要与收发器匹配的RFID读取器。

软件方面，需要一个应用，可以将RFID收发器上的序列号与用户社交媒体的网站凭证关联起来。同时还需要一个应用程序接口，能通过读取标签这一活动自动登录Facebook或其它社交媒体。一般，活动方可以让访客登录后在特定读取器上触碰收发器来启动“赞”这个动作。至于照片，通常需要设置专门的读写器让用户通过触碰收发器拍照并自动上传到活动Facebook页面。

标签类别

被动式

被动式标签没有内部供电电源。其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动，这些电磁波是由RFID读取器发出的。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读取器发出数据。这些数据 不仅包括ID号（全球唯一标示ID），还可以包括预先存在于标签内EEPROM中的数据。

由于被动式标签具有价格低廉，体积小巧，无需电源的优点。市场的RFID标签主要是被动式的。

半主动式

一般而言，被动式标签的天线有两个任务，第一：接收读取器所发出的电磁波，藉以驱动标签IC；第二：标签回传信号时，需要靠天线的阻抗作切换，才能产生0与1的变化。问题是，想要有最好的回传效率的话，天线阻抗必须设计在“开路与短路”，这样又会使信号完全反射，无法被标签IC接收，半主动式标签就是为了解决这样的问题。半主动式类似于被动式，不过它多了一个小型电池，电力恰好可以驱动标签IC，使得IC处于工作的状态。这样的好处在于，天线可以不用管接收电磁波的任务，充分作为回传信号之用。比起被动式，半主动式有更快的反应速度，更好的效率。

主动式

与被动式和半主动式不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部IC所需电源以产生对外的讯号。一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量可以用来储存读取器所传送来的一些附加讯息。

技术发展

发展进程

1940-1950年：雷达的改进和应用 催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基础。

1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。

1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。

1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。

1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。

1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。

2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，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。

实用方案

用于病患监测的双接口无源RFID系统设计

病患监测设备通常用于测量病患的生命迹象，例如，血压、心率等参数，管理这些重要数据的要求远远超出 了简单的库存控制范围，需要设备能够提供设备检查、校准和自检结果，与静态的标签贴纸不同，动态的双接口RFID EEPROM电子标签解决方案则能够记录测量参数，以备日后读取，还能把新数据输入系统。

基于RFID的物联网智能公交系统应用方案

基于物联网技术的公交停车场站安全监管系统，主要由车辆出入口管理系统、场站智能视频监控系统两部分组成，利用先进的“物物相联技术”，将用户端延伸和扩展到公交车辆、停产场站中的任何物品间进行数据交换和通信，全面立体的解决公交行业监管问题。

基于RFID技术的小区安防系统设计解决方案

在小区的各个通道和人员可能经过的通道中安装若干个阅读器，并且将它们通过通信线路与地面监控中心的计算机进行数据交换。同时在每个进入小区的人员车辆上放置安置有RFID电子标签身份卡，当人员车辆进入小区，只要通过或接近放置在通道内的任何一个阅读器，阅读器即会感应到信号同时立即上传到监控中心的计算机上，计算机就可判断出具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击小区内的任一位置，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。同时，一旦小区内发生事故（如：火灾、抢劫等），可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点周围的人员车辆情况，然后可再用探测器在事故处进一步确定人员准确位置，以便帮助公安部门准确快速的方式营救出遇险人员和破案。

市场发展

物联网已被确定为中国战略性新兴产业之一，《物联网“十二五”发展规划》的出台，无疑给正在发展的中国物联网又吹来一股强劲的东风，而RFID技术作为物联网发展的最关键技术，其应用市场必将随着物联网的发展而扩大。

RFID巨大的市场空间即将打开，而一个企业成功的关键就在于，是否能够在需求尚未形成之时就牢牢的锁定并捕捉到它。伴随行业的发展，业内的竞争不断加剧，国内优秀的RFID企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对行业发展环境和产品购买者的深入研究。

教材目录

《物联网-射频识别核心 技术详解（第2版）》

第一篇 物联网RFID系统架构

第1章 物联网与RFID技术

第2章 物联网RFID的系统构成

第3章 物联网RFID的工作原理

第二篇 RFID的工作原理

第4章 RFID使用的频率及电磁波的工作特点

第5章 天线基础

第6章 RFID中的天线技术

第7章 RFID电感耦合方式的射频前端

第8章 RFID电磁反向散射方式的射频前端

第9章 编码与调制

第10章 数据的完整性与数据的安全性

第11章 电子标签的体系结构

第12章 读写器的体系结构

第13章 RFID中间件

第14章 物联网RFID标准体系

第三篇 物联网RFID应用实例

第15章 物联网RFID在交通运输领域的应用

第16章 物联网RFID在制造与物流领域的应用

第17章 物联网RFID在防伪和公共安全领域的应用

附录 缩略语英汉对照表