RFID技術(shù)原理、特點(diǎn)及應(yīng)用詳解
發(fā)布時(shí)間:2017-01-10 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】RFID是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。目前,RFID雖然得到了巨大的發(fā)展,但對(duì)于遠(yuǎn)程的RFID還是存在著傳輸距離、防碰撞算法等一些問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)RFID技術(shù)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用,讓讀者更好的了解這個(gè)技術(shù)。
1 遠(yuǎn)程RFID原理
1 )遠(yuǎn)程RFID的組成
在探討遠(yuǎn)程RFID的原理之前,我們必須先要研究一下RFID的組成。RFID的系統(tǒng)包括以下3個(gè)部分:電子標(biāo)簽(TAG)、讀寫(xiě)器(Reader)和計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用軟件。電子標(biāo)簽主要由內(nèi)置天線和電路芯片組成的,功能是與射頻天線之間完成通信;讀寫(xiě)器主要由天線、控制單元、射頻收發(fā)前段和通信接口這四個(gè)部分組成的,主要功能是讀取或?qū)懭腚娮訕?biāo)簽的信息;計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件的功能則是通過(guò)讀寫(xiě)器的通信接口而連接外部計(jì)的算機(jī),或者是連接上位機(jī)主系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
2 )遠(yuǎn)程RFID的工作原理
讀寫(xiě)器(Reader)與電子標(biāo)簽(TAG)組成了應(yīng)答器(Transponder),其工作原理是。Reader發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量給Transponder用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出,此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù),送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。
rfid技術(shù)
2 遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)
目前無(wú)源遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)有兩種工作頻段UHF和2.45 GHz。無(wú)源超高頻系統(tǒng)的讀寫(xiě)距離可以長(zhǎng)達(dá)十米以上,比2.45 GHz系統(tǒng)要遠(yuǎn)很多,因此已經(jīng)成為了遠(yuǎn)程識(shí)別系統(tǒng)的主流部分。其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
1)實(shí)時(shí)性:可以實(shí)時(shí)響應(yīng),自動(dòng)讀出ID號(hào),得到其信息;
2)防偽性:形成的微波標(biāo)示是不可偽造、更改和不可復(fù)制的;
3)聯(lián)網(wǎng)性:通過(guò)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)物流進(jìn)行監(jiān)控;
4)準(zhǔn)確性:讀出信息的準(zhǔn)確率非常高,可以高達(dá)99.99%;
5)低成本:使用時(shí),只需要數(shù)元;
6)可靠性:適應(yīng)惡劣環(huán)境條件,如:多塵、潮濕等;
7)壽命長(zhǎng):使用時(shí)不需要電池,只需無(wú)源卡,并且終身免維修;
由于遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)采用的是無(wú)線傳輸模式,無(wú)線環(huán)境又極其復(fù)雜,因此有很多因素都會(huì)影響遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)讀寫(xiě)距離,主要有如下幾方面:
1)影響射頻卡讀寫(xiě)距離的因素是讀寫(xiě)器的RF輸出功率、反射的能量和射頻卡的功耗、讀寫(xiě)器的接收的能量和接收靈敏度;
2)影響上述指標(biāo)的是射頻卡天線的有效接收和反射截面積,讀寫(xiě)器的接收天線有效面積;
3)在視場(chǎng)范圍同樣的條件下,當(dāng)頻率升高時(shí),無(wú)源RFID系統(tǒng)的作用距離就會(huì)減小。
3 RFID技術(shù)的應(yīng)用
(1)高速公路收費(fèi)及智能交通系統(tǒng)
高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是射頻識(shí)別技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。
目前中國(guó)的高速公路發(fā)展非??欤貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先決條件就是有便利的交通條件,而高速公路收費(fèi)卻存在一些問(wèn)題,一是交通堵塞,在收費(fèi)站口,許多車(chē)輛要停車(chē)排隊(duì)交費(fèi),成為交通瓶頸問(wèn)題;二是少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污收取的過(guò)路費(fèi),使國(guó)家蒙受了財(cái)政收入損失。
REID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上能夠充分體現(xiàn)該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。在車(chē)輛高速通過(guò)收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成繳費(fèi),解決了交通的瓶頸問(wèn)題,提高了車(chē)行速度,避免了擁堵,提高了收費(fèi)計(jì)算效率,同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污收取的過(guò)路費(fèi)的問(wèn)題。
(2)生產(chǎn)的自動(dòng)化及過(guò)程控制
RFID技術(shù)因其具有抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、非接觸識(shí)別等特點(diǎn),在生產(chǎn)過(guò)程控制中有很多應(yīng)用。通過(guò)在大型工廠的自動(dòng)化流水作業(yè)線上使用RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)了物料跟蹤和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制、監(jiān)視,提高了生產(chǎn)效率,改進(jìn)了生產(chǎn)方式,降低了成本:
在生產(chǎn)線的自動(dòng)化及過(guò)程控制方面,德國(guó)BMW公司為保證汽車(chē)在流水線各位置準(zhǔn)確地完成裝配任務(wù),將RFID系統(tǒng)應(yīng)用在汽車(chē)裝配線上。而Motoro 1 a公司則采用了RFID技術(shù)的自動(dòng)識(shí)別工序控制系統(tǒng),滿足了半導(dǎo)體生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的特殊要求,同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。
(3)車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別以及防盜
通過(guò)建立采用射頻識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng),能夠隨時(shí)了解車(chē)輛的運(yùn)行情況,不僅實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛的自動(dòng)跟蹤管理,還可以大大減少發(fā)生事故的可能性,并且可以通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)車(chē)輛的主人進(jìn)行有效驗(yàn)證,防止車(chē)輛偷盜發(fā)生,在車(chē)輛丟失以后可以有效尋找丟失的車(chē)輛。
采用射頻識(shí)別技術(shù)可以對(duì)道路交通流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、調(diào)度,還可以用作車(chē)輛闖紅燈記錄報(bào)警,被盜(可疑)車(chē)輛報(bào)警與跟蹤,特殊車(chē)輛跟蹤,肇事逃逸車(chē)輛排查等。據(jù)報(bào)道,英國(guó)計(jì)劃在汽車(chē)上安裝射頻芯片,行駛超速時(shí)將被自動(dòng)“舉報(bào)”。
(4)電子票證
使用電子標(biāo)簽來(lái)代替各種“卡”,實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)金結(jié)算,解決了現(xiàn)金交易不方便也不安全以及以往的各種磁卡、IC卡容易損壞等問(wèn)題。同時(shí)電子標(biāo)簽用起來(lái)方便、快捷,還可以同時(shí)識(shí)別幾張電子標(biāo)簽,并行收費(fèi)。。
射頻識(shí)別系統(tǒng),特別是非接觸IC卡(電子標(biāo)簽)應(yīng)用潛力最大的領(lǐng)域之一就是公共交通領(lǐng)域。用電子標(biāo)簽作為電子車(chē)票,具有使用方便、可以縮短交易時(shí)間、降低運(yùn)營(yíng)成本等優(yōu)勢(shì)。
1996年1月韓國(guó)在首爾的600輛公共汽車(chē)上安裝射頻識(shí)別系統(tǒng)用于電子月票,實(shí)現(xiàn)了非現(xiàn)金結(jié)算,方便了市民出行。而德國(guó)漢莎航空公司則開(kāi)始試用射頻卡(電子標(biāo)簽)作為飛機(jī)票,改變了傳統(tǒng)的機(jī)票購(gòu)銷(xiāo)方式,簡(jiǎn)化了機(jī)場(chǎng)入關(guān)手續(xù)。
(5)貨物跟蹤管理及監(jiān)控
射頻識(shí)別技術(shù)為貨物的跟蹤管理及監(jiān)控提供了方便、快捷、準(zhǔn)確的自動(dòng)化技術(shù)手段。
以射頻識(shí)別技術(shù)為核心的集裝箱自動(dòng)識(shí)別,成為全球范圍內(nèi)最大的貨物跟蹤管理應(yīng)用。將記錄有集裝箱位置、物品類(lèi)別、數(shù)量等數(shù)據(jù)的電子標(biāo)簽安裝在集裝箱上,借助射頻識(shí)別技術(shù),就可以確定集裝箱在貨場(chǎng)內(nèi)的確切位置。系統(tǒng)還可以識(shí)別未被允許的集裝箱移動(dòng),有利于管理和安全。
在貨物的跟蹤、管理及監(jiān)控方面,澳大利亞和英國(guó)的希斯羅機(jī)場(chǎng)將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于旅客行李管理中,大大提高了分揀效率,降低了出錯(cuò)率。在幾年前,歐共體就要求從1997年開(kāi)始生產(chǎn)的新車(chē)型必須具有基于射頻識(shí)別技術(shù)的防盜系統(tǒng)。目前我國(guó)鐵路部門(mén)也計(jì)劃推廣行包自動(dòng)追蹤管理系統(tǒng),但真正應(yīng)用還要假以時(shí)日。
(6)倉(cāng)儲(chǔ)、配送等物流環(huán)節(jié)
將射頻識(shí)別系統(tǒng)用于智能倉(cāng)庫(kù)貨物管理,可以有效地解決倉(cāng)庫(kù)里與貨物流動(dòng)相關(guān)的信息的管理,監(jiān)控貨物信息,實(shí)時(shí)了解庫(kù)存情況,自動(dòng)識(shí)別貨物,確定貨物的位置。
(7)郵件、郵包的自動(dòng)分揀系統(tǒng)
射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用到郵政領(lǐng)域的郵包自動(dòng)分揀系統(tǒng)中,該系統(tǒng)具有非接觸、非視線數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn),所以包裹傳送中可以不考慮包裹的方向性問(wèn)題。另外,當(dāng)多個(gè)目標(biāo)同時(shí)進(jìn)入識(shí)別區(qū)域時(shí),可以同時(shí)識(shí)別,大大提高了貨物分揀能力和處理速度。另外,由于電子標(biāo)簽可以記錄包裹的所有特征數(shù)據(jù),更有利于提高郵包分揀的準(zhǔn)確性。
(8)動(dòng)物跟蹤和管理
射頻識(shí)別技術(shù)可以用于動(dòng)物跟蹤與管理。將用小玻璃封裝的電子標(biāo)簽植于動(dòng)物皮下,可以標(biāo)識(shí)牲畜,監(jiān)測(cè)動(dòng)物健康狀況等重要信息,為牧場(chǎng)的管理現(xiàn)代化提供了可靠的技術(shù)手段。在大型養(yǎng)殖場(chǎng),可以通過(guò)采用射頻識(shí)別技術(shù)建立飼養(yǎng)檔案、預(yù)防接種檔案等,達(dá)到高效、自動(dòng)化管理牲畜的目的,同時(shí)為食品安全提供保障。
在動(dòng)物的跟蹤及管理方面,許多發(fā)達(dá)國(guó)家采用射頻識(shí)別技術(shù),通過(guò)對(duì)牲畜個(gè)體識(shí)別,保證牲畜大規(guī)模疾病爆發(fā)期間對(duì)感染者的有效跟蹤及對(duì)未感染者進(jìn)行隔離控制。
(9)門(mén)禁保安
未來(lái)的門(mén)禁保安系統(tǒng)都可以應(yīng)用電子標(biāo)簽,一卡可以多用,比如做工作證、出入證、停車(chē)證、飯店住宿證甚至旅游護(hù)照等。使用電子標(biāo)簽可以有效地識(shí)別人員身份,進(jìn)行安全管理以及高效收費(fèi),簡(jiǎn)化了出入手續(xù),提高了工作效率,并且有效地進(jìn)行了安全保護(hù)。人員出入時(shí)該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別身份,非法闖入時(shí)會(huì)有報(bào)警。安全級(jí)別要求高的地方,還可以結(jié)合其他的識(shí)別方式,將指紋、掌紋或顏面特征存入電子標(biāo)簽。
(10)防偽
偽造問(wèn)題在世界各地都是令人頭疼的問(wèn)題,現(xiàn)在應(yīng)用的防偽技術(shù)如全息防偽等同樣會(huì)被不法分子偽造。將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),它具有成本低而又很難偽造的優(yōu)點(diǎn)。電子標(biāo)簽的成本相對(duì)便宜,且芯片的制造需要有昂貴的工廠,使偽造者望而卻步。電子標(biāo)簽本身具有內(nèi)存,可以?xún)?chǔ)存、修改與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù),利于進(jìn)行真?zhèn)蔚蔫b別。利用這種技術(shù)不用改變現(xiàn)行的數(shù)據(jù)管理體制,唯一的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)完全可以做到與已用數(shù)據(jù)庫(kù)體系兼容。
推薦閱讀:
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 貿(mào)澤電子持續(xù)擴(kuò)充工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品陣容
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺(tái)
- 中微公司成功從美國(guó)國(guó)防部中國(guó)軍事企業(yè)清單中移除
- 華邦電子白皮書(shū):滿足歐盟無(wú)線電設(shè)備指令(RED)信息安全標(biāo)準(zhǔn)
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索