让我们一起了解RFID
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RFID简介
RFID的组成部分是什么?
1. 标签_标签也被称为电子标签或职能标签,它是内存带有天线的芯片,芯片中存储有能够识别目标的信息。RFID标签具有持久性,信息接收传播穿透性强,存储信息容量大、种类多等特点。有些RFID标签支持读写功能,目标物体的信息能随时被更新。2.解读器_分为手持和固定两种,由发送器,接收仪,控制模块和TRANSCEIVER组成,TRANSCEIVER和控制计算机或PLC连接从而实现它的沟通功能。解读器也有天线接收和传输信息。3.数据传输和处理系统
2. 什么是同时识别功能?
标签上的数据是通过射频/无线电波的形式发送,并不要求目标物体在视野范围之内,加上处理数据块的特点,解读器能够达到每秒钟辨认1000个标签的速度。大多数RFID系统能够同时收集到天线范围内的大量标签数据。这种特性被称为同时识别功能。
RFID的工作原理是什么?
解读器通过接收标签发出的无线电波接收读取数据。最常见的是被动射频系统,当解读器遇见RFID标签时,发出电磁波,周围形成电磁场,标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路,芯片转换电磁波,然后发送给解读器,解读器把它转换成相关数据。控制计算器就可以处理这些数据从而进行管理控制。在主动射频系统中,标签中装有电池在有效范围内活动
RFID的优势是什么?
RFID通过自动的方式迅速简便无误的获得关于产品,地点,时间,交易的信息。不用接触,看见目标,即使物品被牢固包装或是环境不适,也不会影响它的识别功能。这是它有别于条形码的一大特点。另外,RFID并不仅仅是代码,它能够读写数据,能够在处理系统中储存资料,并可以将其连接到PC或PLC网络上。RFID能够提高数据质量,货物管理,资料持久保存等。RFID在供货链中的运用能够提高管理,加强终端对终端的连接。RFID的运作不需要人工介入,它无线运作,具有读写功能。
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RFID是一种新发明吗?
RFID于二战期间就产生了,由於其成本昂贵一直没有能在商务应用中普及。直到近些年,人们才注意到RFID。如果射频标签的成本能被大大降低,它就能解决条形码所不能解决的很多问题。射频波能够穿透大多数的非金属材料,因此即使在防水的塑料包装中,它也能发挥作用。同时,射频标签能够储存任何一种产品的信息,并且具有良好的持久性。
既然RFID有这么多的优势,为什么并不是所有公司都在使用它?
很多公司已经投资于RFID系统中,利用它的优势。但是投资使用RFID仅仅限於货物在本公司内部流通时。这是因为除非A和B两个公司使用同一种RFID系统,由A公司储存在射频标签中的信息才能被B公司读取。但是,目前大多数公司都没有使用内控型品质管制,而RFID系统只有在内控型品质管制的公司才能发挥它的优势。另外一个原因就是成本,RFID阅读器价格在1000美元以上,公司需要上万个阅读器才能满足所有工厂,仓库,店铺的需要。这么昂贵的价格对於市场上形形色色价值只有几美元的商品来说,使用射频系统是不现实的。
被动,半主动和主动射频系统有什么区别?
主动射频系统利用标签中的内置电源在标签周围形成有效活动区,标签能够主动获得位置很低或高处以及距离较远的射频,并传送到解读器中。被动系统中,由解读器发出射频激活标签,被动系统需要较强的射频信号,所以当解读器和标签距离较近时才能发挥作用。半主动系统使用内部能量监测周围环境,但也需要解读器发出射频激活标签发出信号。半主动和被动的区别是半自动系统中有内部能量,标签能够发挥其他作用,例如监测周围环境的温度,震荡情况等,也可以扩展射频活动范围。
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无线射频识别技术与条形码的比较
为什么射频技术比条形码具有优越性?
射频技术不一定比条形码“好”,他们是两种不同的技术,有不同的适用范围,有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是“可视技术”,扫描仪在人的指导下工作,只能接收它视野范围内的条形码。相比之下,射频识别不要求看见目标。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点,如果标签被划破,污染或是脱落,扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品,并不能辨认具体的商品,贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样,无法辨认哪些产品先过期。
射频技术和条形码有什么区别?
从概念上来说,两者很相似,目的都是快速准确地确认追踪目标物体。主要的区别如下:有无写入信息或更新内存的能力。条形码的内存不能更改。射频标签不像条形码,它特有的辨识器不能被复制。标签的作用不仅仅局限于视野之内,因为信息是由无线电波传输,而条形码必须在视野之内。由于条形码成本较低,有完善的标准体系,已在全球散播,所以已经被普遍接受,从总体来看,射频技术只被局限在有限的市场份额之内。目前,多种条形码控制模版已经在使用之中,在获取信息渠道方面,射频也有不同的标准。
目前,在成本方面,只能标签和条形码有什么差别?
由於组成部分不同,智能标签要比条形码贵得多,条形码的成本就是条形码纸张和油墨成本,而有内存芯片的主动射频标签价格在2美元以上,被动射频标签的成本也在1美元以上。但是没有内置芯片的标签价格只有几美分,它可以用于对数据信息要求不那么高的情况,同时又具有条形码不具备的防伪功能。
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RFID无线射频识别技术基本介绍:
无线射频识别技术(Radio Frequency Idenfication,RFID)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同,电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有源电子标签内装有电池,无源射频标签没有内装电池,半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠电池工作。
电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。
RFID阅读器(读写器)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。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
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2)RFID技术的发展
RFID直接继承了雷达的概念,并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术——RFID技术。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。
1)RFID技术发展的历程表。在20世纪中,无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。RFID技术的发展可按10年期划分如下:
1941~1950年。雷达的改进和应用催生了RFID技术,1948年奠定了RFID技术的理论基础。
1951—1960年。早期RFID技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。
1961—1970年。RFID技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。
1971—1980年。RFID技术与产品研发处于一个大发展时期,各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。
1981~1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。
1991~2000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视,RFID产品得到广泛采用,RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2001—今。标准化问题日趋为人们所重视,RFID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。
RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。
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2)RFID技术国内外发展状况。
RFID技术在国外的发展较早也较快。尤其是在美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非目前均有较为成熟且先进的RFID系统。
其中,低频近距离RFID系统主要集中在125kHz、13.56MHz系统;高频远距离RFID
系统主要集中在UHF频段(902MHz—928MHz)915MHz、2.45GHz、5.8GHz。UHF频段的远距离RFID系统在北美得到了很好的发展;欧洲的应用则以有源2.45GHz系统得到了较多的应用。5.8GHz系统在日本和欧洲均有较为成熟的有源RFID系统。
在RFID技术发展的前10年中,有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈,国际标 准化组织ISO/IEC联合技术委员会JTCl下的SC31下级委员会成立了RFID标准化研究 工作组WG4。尤其是在
a.提出产品电子代码EPC(Electronic Product Code)概念及其格式规划。为减化电子标签芯片功能设计,降低电子标签成本,扩大RFID应用领域奠定了基础。
b.提出了实物互联网的概念及构架,为EPC进入互联网搭建了桥梁。
c.建立了开放性的国际自动识别技术应用公用技术研究平台,为推动低成本的RFID标签和读写器的标准化研究开创了条件。
我国在RFID技术的研究方面也发展很快,市场培育已初步开花结果。比较典型的是在中国铁路车号自动识别系统建设中,推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。
中国铁路车号自动识别系统研究正式起步阶段可追溯到国家/k2/~计划。铁道部曾将货车自动抄车号项目列为八五重点攻关技术研究课题。在20世纪90年代中期,国内有多家研究机构参与了该项技术的研究,探索了多种实现方案,最终确定了RFID技术为解决货车自动抄车号的最佳方案。进而,在RFID实现技术方面又探索了有源标签方案、无源标签倍频方案等。最后选定了无源标签RFID方案。经过多年的现场运行考验,铁路车号自动识别系统工程于1999年全面投入建设。经过两年左右的建设与试运行,目前铁路车号自动识别系统工程已发挥出了系统设计功能,圆了铁路人的梦想,并且其辐射与渗透到其他应用方面的作用日渐明显。
在近距离RFID应用方面,许多城市已经实现了公交射频卡作为预付费电子车票应用,预付费电子饭卡等。
在RFID技术研究及产品开发方面,国内已具有了自主开发低频、高频与微波RFID电子标签与读写器的技术能力及系统集成能力。与国外RFID先进技术之间的差距主要体现在RFID芯片技术方面。尽管如此,在标签芯片设计及开发方面,国内已有多个成功的低频RFID系统标签芯片面市
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RFID的工作原理(图解):
射频识别系统的基本模型如图8—1所示。其中,电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;阅读器又称为读出装置,扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内,根据时序关系,实现能量的传递、数据的交换。
发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。
(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,如图所示。
(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
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电子产品代码是全球产品代码的发展,可以识别视野之外的目标。电子产品代码并不仅仅是一个无线电波条形码,它包含著一系列的数据和信息,象产地,日期代码和其他关键的供应信息,这些信息储存在一个小的硅片中,利用标签,解读器和计算机的联网,生产者和零售商就可以随时了解精确的产品和库存信息。
RFID标签的价格是多少?
射频标签价格根据标签种类和应用价格从30美分到50美元不等,总的来说,用在高档产品中的智能标签在50美分以上,主动标签要贵的多,带有复杂灵敏元件的价格在100美元以上。
可以。无线电波会从金属物体上反射回来,会被水吸收。这会使跟踪金属物体或是含水较高的物体产生困难。但是精心设计的系统能解决这些问题。
内存有读写微芯片的标签,可以在现有信息的基础上增加信息,应用在某些专业领域,但是由於它比只读芯片贵得多,对於价值不高的商品来说,就不太现实。一些只读芯片在产品生产时就储存有信息,不能再做更改。
什么叫标签冲突 ?
解读器在同时读取多个标签发射回来的信息会产生标签冲突的问题,商家采用不同的系统使得标签一次发回一个信息。解读器又能同时读取多个标签,所以,所有的标签能同时被读取。
标签根据商家种类的不同能储存从512字节到4兆不等的数据。标签中储存的数据是由系统的应用和相应的标准决定的。例如,标签能够提供产品生产,运输,存储情况,也可以辨别机器,动物和个体的身份。这些类似于条形码中存储的信息。标签还可以连接到数据库,存储产品库存编号,当前位置,状态,售价,批号的信息。相应的,射频标签在读取数据时不用参照数据库可以直接确定代码的含义。
可以,射频标签已经和许多传感器连接了,包括能记录温度,湿度的。当环境条件发生变化时,标签能够得到提示,尤其是当变化对物品的储存和使用有重要影响时。
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,由於射频技术发展迅猛,应答器有了新的说法和含义,又被叫做智能标签或标签。智能标签确切的说是射频标签的一种创新,由具有粘性的标签和超薄射频标签组成。智能标签将射频技术和方便灵活的标签印刷优点结合起来,具有读写功能的智能标签能被多次编程,遵循标签最初制作时的编码规律。
标签能在有水的环境下正常工作吗?金属会破坏它的功能吗?在什么温度下它能正常工作?含水量较高的产品,金属物品,很高或是很低的温度对於标签的工作都会是一项挑战。但是经过精心设计的系统能克服这些缺点,因此根据应用功能和对象的不同,标签的种类也大相径庭。射频标签的目的是使用一种统一标准的电子产品代码,使产品在不同领域都能被辨识。
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