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RFID無線電射頻技術(shù)詳解

RFID技術(shù)其實(shí)就是指無線電射頻技術(shù),其技術(shù)主要借助于磁場或者是電磁場原理,通過無線射頻方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的雙向通信,從而實(shí)現(xiàn)交換數(shù)據(jù)的功能,該技術(shù)最大特點(diǎn)就是不用接觸就可以獲得對方的信息,ETC、物流、圖書館就是比較典型的幾個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景RFID技術(shù)常用的無線電波頻段主要包括:低頻、高頻、超高頻和微波幾個(gè)頻段。

RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)主要由讀寫器、電子標(biāo)簽和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)3個(gè)部分組成。

RFID系統(tǒng)組成

讀寫器(Reader):也叫閱讀器,主要用于將電子標(biāo)簽中的信息讀出,或?qū)?biāo)簽所需信息寫入標(biāo)簽的設(shè)備。根據(jù)用途不同,閱讀器分為只讀閱讀器和讀/寫閱讀器,是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。在 RFID系統(tǒng)工作時(shí),由閱讀器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)送射頻能量形成電磁場,區(qū)域的大小取決于發(fā)射功率。在閱讀器覆蓋區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽被觸發(fā),發(fā)送儲存在其中的數(shù)據(jù),或根據(jù)閱讀器在指令修改儲存在其中的數(shù)據(jù)并能通過接口與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

電子標(biāo)簽(Tag):電子標(biāo)簽主要用于儲存一定的數(shù)據(jù)信息,同時(shí)它會接受來自閱讀器的信號,并把所要求的數(shù)據(jù)送回給閱讀器,電子標(biāo)簽一般會被貼到或者固定安裝到物品上。

電子標(biāo)簽

? 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng):主要工作是處理閱讀器傳輸來的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,同時(shí)完成用戶需要的功能。例如下面這個(gè)系統(tǒng)流程:

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

RFID系統(tǒng)工作原理

當(dāng)電子標(biāo)簽處于閱讀器的識別范圍內(nèi)時(shí),閱讀器發(fā)射特定頻率的無線電波能量,電子標(biāo)簽將接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號,并產(chǎn)生感應(yīng)電流。借助該電流所產(chǎn)生的能量,電子標(biāo)簽發(fā)送出存儲在其芯片中的信息。這類電子標(biāo)簽一般稱為無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽,或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號到閱讀器,這類電子標(biāo)簽一般稱為有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽。閱讀器接收到電子標(biāo)簽返回的信息后,進(jìn)行解碼,然后送至相關(guān)應(yīng)用軟件或者數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

RFID技術(shù)分類

RFID技術(shù)依據(jù)其標(biāo)簽的供電方式可分為三類,即無源RFID技術(shù)、有源RFID技術(shù) 和半有源RFID技術(shù)。

1.無源RFID技術(shù)

無源RFID系統(tǒng)通過電磁感應(yīng)線圈獲取能量來對自身短暫供電,完成信息交換。其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、故障率低,使用壽命較長。然而,無源 RFID的有效識別距離通常較短,一般用于近距離的接觸式識別。無源RFID主要工作在較低頻段125kHz、13.56MHz等。無源RFID系統(tǒng)的典型應(yīng)用包括:公交卡、二代身份證和食堂餐卡等。

2.有源RFID技術(shù)

有源RFID系統(tǒng)研發(fā)起步較晚,但已應(yīng)用在各領(lǐng)域。例如ETC,采用了有源 RFID系統(tǒng)。有源RFID通過外接電源或者內(nèi)置電池供電,主動(dòng)向閱讀器發(fā)送信號,擁有了較遠(yuǎn)的傳輸距離與較快的傳輸速度。有源RFID標(biāo)簽可在100m范圍與閱讀器建立數(shù)據(jù)通信,讀取率可達(dá)1700次/s。有源RFID主要工作在90OMHz、2.45GHz、5.8GHz等超高頻段和微波頻段,且具有可以同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽的功能。有源RFID 系統(tǒng)的上述特性使其廣泛應(yīng)用于高性能、大范圍的RFID場景。

3.半有源RFID技術(shù)

由于無源RFID系統(tǒng)有效識別距離較短;有源RFID識別距離足夠長,但需外接電源或者內(nèi)置電池,體積較大。為了解決這一矛盾,半有源RFID系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。半有源RFID技術(shù)又稱為低頻激活觸發(fā)技術(shù)。在通常情況下,半有源RFID標(biāo)簽處于休眠狀態(tài),僅對標(biāo)簽中保持?jǐn)?shù)據(jù)的部分進(jìn)行供電,因此耗電量較小,可維持較長的時(shí)間。當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入RFID閱讀器的識別范圍后,閱讀器先以125kHz的低頻信號在小范圍內(nèi)精確激活標(biāo)簽使之進(jìn)入工作狀態(tài),再通過2.4GHz的微波與其進(jìn)行信息傳遞。也就是說,在不同位置安置多個(gè)低頻閱讀器用于激活半有源RFID 產(chǎn)品,由此,既能實(shí)現(xiàn)定位,又能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸。

實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)資產(chǎn)管理,可以考慮采用NB-IOT窄帶傳輸技術(shù)或者Lora無線技術(shù),將RFID讀寫器采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)?/span>Lora模塊基站,并上傳到后端。目前了解,有些公司已經(jīng)在做嘗試了,RFID無線技術(shù)做識別,NB-iot無線技術(shù)或者Lora無線技術(shù)數(shù)傳通信無線傳輸。如果自己開發(fā)的話需要做硬件的對接和數(shù)據(jù)對接,然后做后臺,市面上應(yīng)該有成熟的硬件方案了,但是軟件后臺肯定需要自己開發(fā),一般硬件公司會提供SDK。目前RFID技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,涉及到社會生活方方面面在物流、零售、制造業(yè)、服裝業(yè)、醫(yī)療、身份識別、防偽、資產(chǎn)管理、交通、食品、汽車、軍事、金融支付等領(lǐng)域均可應(yīng)用PFID技術(shù)應(yīng)該會是一個(gè)非常有前景的一個(gè)發(fā)展方向。

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