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射频识别
阅读:6471时间:2011-09-19 09:45:15

  射频识别RFID是Radio Frequency Identification的缩写。它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有着广阔的应用前景,物流仓储、零售、制造业、医疗等领域都是RFID的潜在应用领域。

发展史

  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。

  至今,射频识别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射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。

组成

  1. 信号发射机

  在RFID 系统中,信号发射机为了不同的应用目的,会以不同的形式存在,典型的形式是标签(TAG)。标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要识别传输的信息,另外,与条码不同的是,标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。

  2. 信号接收机

  在RFID系统中,信号接收机一般叫做阅读器。根据支持的标签类型不同与完成的功能不同,阅读器的复杂程度是显着不同的。与红外线接收头不同,阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外,阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中除了存储需要传输的信息外,还必须含有一定的附加信息,如错误校验信息等。识别数据信息和附加信息按照一定的结构编制在一起,并按照特定的顺序向外发送。阅读器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。一旦到达阅读器的信息被正确的接收和译解后,阅读器通过特定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次,或者知道发射器停止发信号,这就是"命令响应协议"。使用这种协议,即便在很短的时间、很小的空间阅读多个标签,也可以有效地防止"欺骗问题"的产生。

  3. 编程器

  只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般来说是离线(OFF-LINE)完成的,也就是预先在标签中写入数据,等到开始应用时直接把标签黏附在被标识项目上。也有一些RFID应用系统,写数据是在线(ON-LINE)完成的,尤其是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时。

  4.天线

  天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、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,需要人员对系统的天线进行设计、安装。

工作原理

  RFID的工作原理是:标签进入磁场后,如果接收到阅读器发出的特殊射频信号,就能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(即Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(即Active Tag,有源标签或主动标签),阅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。

  RFID技术由Auto-ID中心开发,其应用形式为标记(tag)、卡和标签(label)设备。 标记设备由RFID芯片和天线组成,标记类型分为三种:自动式,半被动式和被动式。现在市场上开发的基本上是被动式RFID标记,因为这类设备造价较低,且易于配置。 被动标记设备运用无线电波进行操作和通信,信号必须在识别器允许的范围内,通常是10英尺(约3米)。这类标记适合于短距离信息识别,如一次性剃须刀或可移动刀片包装盒这类小商品。 RFID芯片可以是只读的,也可是读/写方式,依据应用需求决定。被动式标记设备采用E2PROM(电擦写可编程只读存储器),便于运用特定电子处理设备往上面写数据。一般标记设备在出厂时都设定为只读方式。Auto-ID规范中还包含有死锁命令,以在适当情形下阻止跟踪进程。

  Auto-ID中心开发的电子产品代码(EPC)规范能识别目标,以及所有与目标相关的数据。EPC系统运用正确的数据库链接到EPC码,厂商和零售商能依据权限进行查询、管理和变更操作。 一旦标记贴到产品或设备上,RFID识别器便能读取存储于标记中的数据。Auto-ID计划将EPC系统发展成为全球标准,该标准主要包括:识别目标的特定代码(EPC);定义数据的所有者(EPC管理器);定义代码及标记的其余信息;定义货物参数,如库存单元号;将EPC代码转换为Internet地址(目标命名服务ONS);对目标进行描述(物理置标语言PML);聚集和处理RFID数据(专家软件);分配给每类目标的特定号码(串行号);用于互操作性的规范最小集(标记及识别规范),采用RFID技术的好处是可以对企业的供应链进行透明管理,有效地降低成本。

应用

  射频识别技术可应用的领域十分广泛,主要决定因素是该项技术在相应领域中的经济效益。经常提到的具体应用包括:

  1.钞票及产品防伪技术

  2.身份证、通行证(包括门票)

  3.电子收费系统

  4.家畜或野生动物识别

  5.病人识别及电子病历

  6.物流管理,RFID技术可以实现从商品设计、原材料采购、半成品与制成品之生产、运输、仓储、配送、销售,甚至退货处理与售後服务等所有供应链环节之即时监控,准确掌握产品相关资讯,诸如各类、生产商、生产时间、地点、顔色、尺寸、数量、到达地、接收者等

  7.行李分拣,香港国际机场、荷兰阿姆斯特丹国际机场等都部署了基於被动式无源标签的RFID行李分拣解决方案。同基於条码行李分拣解决方案相比,基於被动式无源标签的RFID行李分拣解决方案可从不同角度识别行李标签的ID,识读速度更快,结果更准确,标签上的信息存储量也比条码多。

  8.门禁系统,许多办公室、大学 (如香港城市大学、香港理工大学)都在大门及房门设有读卡器,用以控制何人,何时,何地的出入。

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