什么是rfid(解读物联网系列之RFID)

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什么是rfid(解读物联网系列之RFID)

一、什么是射频辨认?

射频辨认(RFID)是一种无线通讯技巧,可以通过无线电讯号辨认特定目的并读写相干数据,而无需辨认体系与特定目的之间树立机械或者光学接触。射频辨认最主要的长处是非接触辨认,它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法应用的恶劣环境浏览标签,并且浏览速度极快,大多数情形下不到100毫秒。

射频辨认技巧的优势不在于监测装备及环境状况,而在于“辨认”。即通过自动辨认进入到磁场辨认规模内的物体来做相应的处置。RFID不是传感器,它重要通过百思特网标签对应的唯一ID号辨认标记物。而传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按必定规律变换成为电信号或其他所需情势的信息输出,以满足信息的传输、处置、存储、显示、记载和掌握等请求。它是实现主动检测和主动掌握的重要环节。

二、射频辨认体系组成及工作原理

1、射频辨认体系组成

射频辨认体系重要由三部分组成:标签、天线、浏览器。此外,还须要专门的运用体系对浏览器辨认做相应处置。

图1 RFID体系按组成

1)标签:电子标签或称射频标签、应答器,由芯片及内置天线组成。芯片内保留有必定格局的电子数据,作为待辨认物品的标识性信息,是射频辨认体系的数据载体。内置天线用于和射频天线间进行通讯。

2)浏览器:读取或读/写电子标签信息的装备,重要义务是掌握射频模块向标签发射读取信号,并吸收标签的应答,对标签的对象标识信息进行解码,将对象标识信息连带标签上其它相干信息传输到主机以供处置。

3)天线:标签与浏览器之间传输数据的发射、吸收装置。

2、射频辨认体系运行原理

电子标签进入天线磁场后,如果吸收到浏览器发出的特别射频信号,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(无源标签),或者自动发送某一频率的信号(有源标签),浏览器读取信息并解码后,送至中央信息百思特网体系进行有关数据处置。

图2 浏览器获得读写指令

图3 浏览器射频调制器将信号发送到天线

图4 天线讯问标签

图5 天线将获得的标签信息回传

此外,依照读写器与标签之间射频信号的耦合方法,可以把它们之间的通讯分为:电感耦合和电磁反向散射耦合。

1)电感耦合:根据电磁感应定律,通过空间高频交变磁场实现耦合。电感耦合方法一般合适于中、低频工作的近距离RFID体系。

2)电磁反向散射耦合:根据电磁波的空间流传规律,发射出去的电磁波碰到目的后产生反射,从而携带回相应的目的信息。电磁反向散射耦合方法一般合适于高频、微波工作的远距离RFID体系。

图6 两种耦合方法比较

通俗的懂得,电感耦合这种模式重要运用在低频(LF)、中频(HF)波段,由于低频RFID体系的波长更长,能量相对较弱,因此重要依附近距离的感应来读取信息。电磁反向散射耦合重要运用在高频(HF)、超高频(UHF)波段,由于高频率的波长较短,能量较高。因此,浏览器天线可以向标签辐射电磁波,部分电磁波经标签调制后反射回浏览器天线,经解码以后发送到中央信息体系吸收处置。

三、射频辨认体系分类

目前,依照RFID体系应用的频率规模,可将RFID体系划分为四个运用频段:低频、高频、超高频和微波。

表7 RFID体系频率分类

表8 RFID标签分类

依照工作频率的不同,RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类。其中,LF和HF频段RFID电子标签一般采取电磁耦合原理(电磁感应),而UHF及微波频段的RFID一般采取电磁发射(电磁流传)原理。

1、低频射频标签

低频段射频标签,简称为低频标签,其工作频率规模为30kHz~300kHz。典范工作频率有12(原创版权www.isoyu.com)5KHz和133KHz。低频标签一般为无源标签,其工作能量通过电感耦合方法从浏览器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与浏览器之间传送数据时,低频标签需位于浏览器天线辐射的近场区内。低频标签的浏览距离一般情形下小于1米。

典范运用:动物辨认、容器辨认、工具辨认、电子闭锁防盗(带有内置应答器的汽车钥匙百思特网)等。

2、高频射频标签

高频段射频标签的工作频率一般为3MHz~30MHz。典范工作频率为13.56MHz。该频段的射频标签,因其工作原理与低频标签完整雷同,即采取电感耦合方法工作,所以宜将其归为低频标签类中。但另一方面,依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。

高频标签一般也采取无源为主,其工作能量同低频标签一样,也是通过电感(磁)耦合方法从浏览器耦合线圈的辐射近场中获得。标签与浏览器进行数据交流时,标签必需位于浏览器天线辐射的近场区内。中频标签的浏览距离一般情形下也小于1米。

典范运用:电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗(电子遥控门锁掌握器)、小区物业管理、大厦门禁体系等。

3、UHF、微波射频标签

超高频与微波频段的射频标签简称为微波射频标签,其典范工作频率有433.92MHz、862(902)MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。

微波射频标签可分为有源标签与无源标签两类。工作时,射频标签位于浏览器天线辐射场的远区场内,标签与浏览器之间的耦合方法为电磁耦合方法。浏览器天线辐射场为无源标签供给射频能量,将有源标签唤醒。相应的射频辨认体系浏览距离一般大于1m,典范情形为4m~6m,最大可达10m以上。浏览器天线一般均为定向天线,只有在浏览器天线定向波束规模内的射频标签可被读/写。由于浏览距离的增长,运用中有可能在浏览区域中同时涌现多个射频标签的情形,从而提出了多标签同时读取的需求。

典范运用:铁路车辆主动辨认、集装箱辨认,还可用于公路车辆辨认与主动收费体系中。

四、RFID与物联网

RFID是物联网感知外界的的主要支持技巧。传感器可以监测感应到各种信息,但缺少对物品的标识才能,而RFID技巧恰恰具有壮大的标识物品才能。因此,对于物联网的发展,传感器和RFID两者缺一不可。

如果没有RFID对物体的辨认才能,物联网将无法实现万物互联的最高幻想。缺乏RFID技巧的支持,物联网的运用规模将受到极大的限制。但另一方面,由于RFID射频辨认技巧只能实现对磁场规模内的物体进行辨认,其读写规模受到读写器与标签之间距离的影响。因此,进步RFID体系的感应才能,扩展RFID体系的笼罩才能是当前亟待解决的问题。同时,斟酌到传感网较长的有效距离能很好的拓展RFID技巧的运用规模。未来实现RFID与传感网的融会将是一个必定方向。

就目前RFID的发展情形而言,在很多工业行业中已经实现了RFID与传感网络运用的初步融会,两者取长补短的互补优势正在深化物联网运用,它们的相互融会和体系集成必将极大地推进全部物联网产业的发展,运用远景不可估计。