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RFID是什么?恒益思为你释诠RFID应用技术-rfid仓储管理系统

RFID是什么?恒益思为你释诠RFID应用技术-rfid仓储管理系统

发布日期:2017-10-01 00:00:00 作者:Ling 点击:614

RFID是什么?恒益思为你释诠RFID应用技术

物联网是以计算机科学为基础,包括网络、电子、射频、感应、无线、人工智能、条码、云计算、自动化、嵌入式等技术为一体的综合性技术及应用。

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恒益思小编今天给大家分享一下RFID电子标签为什么会广泛用于“物联网”:

一、什么是RFID技术?

RFID(Radio Frequency Identification)无线非接触式射频识别技术,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,

主要优势体现主要在以下方面:

扫描识别方面:电子标签(RFID)识别更准确,识别的距离更灵活。可以做到穿透性和无屏障阅读。
2.数据的记忆体容量:RFID最大的容量则有数 MegaBytes,随着记忆载体的发展,数据容量也有不断扩大的趋势。
3.抗污染能力和耐久性:RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性; RFID卷标是将数据存在芯片中,因此可以免受污损。
4.可重复使用:RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据,方便信息的更新。
5.体积小型化、形状多样化:RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外,RFID标签更可往小型化与多样形态发展,以应用于不同产品。
6.安全性:RFID承载的是电子式信息,其数据内容可经由密码保护,使其内容不易被伪造及变造。

二、RIFD组成部分

RFID电子标签(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;

RFID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;

RFID天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。

三、RFID技术的基本工作原理

标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电磁波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。

完整的RFID系统是由Read (RFID读写器)发射一特定频率的无线电波能量给Transponder(RFID电子标签), 用以驱动 Transponder(RFID电子标签)电路将电子标签芯片内部的数据送出,此时 Read(RFID读写器) 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。以RFID 读写器及RFID电子标签之间的通讯及能量感应方式大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)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,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

四.RFID电子标签

RFID电子标签分:UHF超高频、HF高频、LF低频三种工作频率,根据RFID电子标签不同的工作频率和工作原理进行各领域项目方案实施。

4-1.超高频与低频、高频RFID电子标签的区别以及优缺点;

RFID超高频电子标签(UHF):

超高频的射频标签简称为微波射频标签、UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理
工作频率:(902MHz~928MHz)  符合标准:EPC C1G2(ISO 18000-6C 6B)
可用数据区:240位EPC码   标签识别符:(TID) 64位工作模式:可读写
  1. 超高频标签的阅读距离大,可达10米以上。
  2. 超高频作用范围广,现最先进的物联网技术都是采用超高频电子标签技术。
  3. 传送数据速度快,每秒可达单标签读取速率200张/秒(EPC C1G2标签)
  4. 标签存贮数据量大。
  5. 超高频电子标签灵活性强,轻易就可以识别得到。
  6. 有很高的数据传输速率,在很短的时间内可以读取大量的电子标签。
  7. 防冲突机制,适合于多标签读取,单次可批量读取多个电子标签。
  8. 电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计,满足不同应用的需求。
  9. 数据保存时间 >10年。
  10. 手持读写器可对超高频电子标签进行读写操作。
  11. 手持读写器可对超高频电子标签进行批量操作。
  12. 手持读写器带CE操作系统,读取超高频电子标签数据时,可通过WIFI、GPRS实时上传至后台数据库。
  13. 手持读写器相当一台PDA电脑,通过读取超高频电子标签数据,可在手持读写器完成读及写动作,且可在手持读写器即时查询标签数据。(如厂家信息、生产批号、生产日期等等)
  14. 超高频电子标签具有全球唯一的ID号,安全保密性强,不易被破解。
  15. 智能控制;高可靠性;高保密性;易操作;方便查询;读写性能更加完善。

RFID低频(LF)和高频(HF):

低频(LF)和高频(HF)频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理
  高频典型工作频率为13.56MHz。该频段的射频标签,因其工作原理与低频标签完全相同,即采用电感耦合方式工作,所以宜将其归为低频标签类中。另一方面,根据无线电频率的一般划分,其工作频段又称为高频,所以也常将其称为高频标签。
  工作频率: 低频(125KHz)、高频(13.54MHz)
  1. 低频标签的阅读距离只能在5厘米以内。
  2. 低频作用范围现在主要是运用于低端技术领域范围内,如自动停车场收费和车辆管理系统等等。
  3. 传送数据速度较慢。
  4. 标签存贮数据量较少。
  5. 低频电子标签灵活性差,不易被识别。
  6. 数据传输速率低,在短时间内只可以一对一的读取电子标签。
  7. 只能适合低速、近距离识别应用。
  8. 与超高频电子标签相比,标签天线匝数更多,成本更高一些。
  9. 读取的距离小,低频标签与阅读器之间传送数据时,低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于8厘米。
  10. 读取电子标签数据时只能一对一进行读取。
  11. 手持读写器读取电子标签时不能实时上传数据,必须通过USB连接电脑才能把数据上传至后台。
  12. 手持读写器不能实时查询数据。
  13. 大部分低频不可写。
  14. 低频电子标签安全保密性差,易被破解

五、RFID读写器频率有几种

目前定义RFID读写器的工作频率有低频、高频和超高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID读写器会有不同的特性。其中读卡器有无源和有源两种方式,下面详细介绍无源的读卡器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。

5-1、低频(从125KHz到134KHz)

其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作, 也就是在读写器线圈和RFID标签线圈间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用在天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用。 磁场区域能够很好的被定义,但是场强下降的太快。
特性:
1、工作在低频的读卡器的一般工作频率从120KHz到134KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m。
2、除了金属材料影响外,一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。
3、工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。
4、低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵,但是有10年以上的使用寿命。
5、虽然该频率的磁场区域下降很快,但是能够产生相对均匀的读写区域。
6、相对于其他频段的RFID读写器,该频段数据传输速度比较慢。
7、读卡器的价格相对与其他频段来说要贵。
主要应用:
1、畜牧业动物的管理系统
2、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用
3、马拉松赛跑系统的应用
4、自动停车场收费和车辆管理系统
5、自动加油系统的应用
6、酒店门锁系统的应用
7、门禁和安全管理系统
符合的国际标准:
a) ISO 11784 RFID畜牧业的应用-编码结构
b) ISO 11785 RFID畜牧业的应用-技术理论
c) ISO 14223-1 RFID畜牧业的应用-空气接口
d) ISO 14223-2 RFID畜牧业的应用-协议定义
e) ISO 18000-2 定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议
f) DIN 30745 主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准

5-2、高频(工作频率为13。56MHz)

在该频率的读卡器不再需要线圈进行绕制,可以通过蚀刻印刷的方式制作天线。读卡器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过读卡器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化,实现用远距离读卡器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开,那么这些数据就能够从读卡器传输到读写器。
特性:
1、工作频率为13.56MHz,该频率的波长大概为22m。
2、除了金属材料外,该频率的波长可以穿过大多数的材料,但是往往会降低读取距离。读卡器天线需要离开金属一段距离。
3、该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。
4、感应器一般以电子标签的形式。
5、虽然该频率的磁场区域下降很快,但是能够产生相对均匀的读写区域。
6、该系统具有防冲撞特性,可以同时读取多个电子标签。
7、可以把某些数据信息写入标签中。
8、数据传输速率比低频要快,价格不是很贵。

主要应用:
1、图书档案管理系统的应用
2、瓦斯钢瓶的管理应用
3、服装生产线和物流系统管理和应用
4、三表预收费系统
5、酒店门锁的管理和应用
6、大型会议人员通道系统
7、物流与供应链管理解决方案
8、医药物流与供应链管理
9、智能货架的管理

符合的国际标准:
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡,最大的读取距离为250px。
b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡,最大的读取距离为1M。
c) ISO/IEC 18000-3 该标准定义了13.56MHz系统的物理层,防冲撞算法和通讯协议。
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定义13.56MHz符合EPC的接口定义。

5-3、超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)

超高频系统通过电场来传输能量,电场的能量下降的不是很快,但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远,无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。
特性:
1、在该频段,全球的定义不是很相同-欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz,北美定义的频段为902到928MHz之间,在日本建议的频段为950到956之间。该频段的波长大概为750px左右。

2、目前,该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为4W,欧洲定义为500mW)。 可能欧洲限制会上升到2W EIRP。
3、超高频频段的电波不能通过许多材料,特别是水和金属,灰尘和雾等悬浮颗粒也有影响。相对于高频的电子标签来说,该频段的电子标签不需要和金属分开来。
4、电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线极性和圆极化两种设计,满足不同应用的需求。
5、该频段有好的读取距离,但是对读取区域很难进行定义。
6、有很高的数据传输速率,在很短的时间可以读取大量的电子标签。

主要应用:
1、物流与供应链管理解决方案
2、生产线自动化的管理和应用
3、航空包裹的管理和应用
4、集装箱的管理和应用
5、铁路包裹的管理和应用
6、后勤管理系统的应用

符合的国际标准:
a) ISO/IEC 18000-6 定义了超高频的物理层和通讯协议;空气接口定义了Type A和Type B两部分;支持可读和可写操作。
b) EPCglobal 定义了电子物品编码的结构和超高频的空气接口以及通讯的协议。例如:Class 0, Class 1, UHF Gen2。
c) Ubiquitous ID 日本的组织,定义了UID编码结构和通信管理协议。