物联网识别技术射频识别RFID系统

RFID系统架构RFID工作流程读写器和电子标签RFID通讯原理项目实践

项目场景射频识别技术（RadioFrequencyIdentifiCation，RFID）是一种利用射频信号空间耦合（交变磁场或电磁场）实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID技术在20世纪40年代产生，最初单纯用于军事领域中辨别敌我飞机身份，从20世纪90年代开始在企业内部等闭环内逐步推广使用。现在随着物联网概念的产生，RFID技术逐步运用到各行各业之中。

任务目标RFID射频技术是物联网感知层的一个重要组成部分。本任务的目标为了解RFID技术的特点，了解RFID在物联网体系中的应用，RFID系统组件构成，每个组件的基本结构和通信原理。

RFID的发展历史1940-1950由于雷达技术的应用和改进，产生了RFID技术，也奠定了RFID技术的基础。在这个探索期，RFID技术主要是在实验室进行研究，具有使用成本高、设备体积大等特点。1960-1980RFID技术成为了现实。无线理论以及其他电子技术(如集成电路和微处理器)的发展，为RFID技术的商业化奠定了基础。在应用方面，欧洲出现了商品电子监视器，是RFTD技术第一次在商业系统应用。此后，RFID技术逐步进入商业应用阶段，RFID技术成为了现实。1980-1990RFID技术的普及期。RFID产品种类更加丰富，标准化问题日趋为人们所重视，电子标签成本不断降低，规模应用行业不断扩大。发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将RFID用于安全和控制系统。1990至今2003年，世界最大的连锁超市沃尔玛公司要求供应商为货物配备电子标签为标志，RFID进入全球化全面普及应用阶段

商业巨头对RFID技术的推动作用2003年，美国沃尔玛公司要求100个主要供应商在其货箱和托盘上应用RFID电子标签。沃尔玛是世界最大的连锁超市，沃尔玛的高级供应商每年要把80亿一100亿箱货物运送到零售商店，一旦这些货箱贴上电子标签，就需要安装相关的RFID设施。因此，沃尔玛的这项决议使RFID技术在各行业的应用迅速扩展。在全球范围内极大地推动了RFID技术的普及。

RFID系统架构典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4部分构成。

RFID读写器和射频标签读写器读取或写入电子标签信息的设备，具有读取、显示和数据处理等功能。射频标签标签最主要的功能就是能够存储一定量的数据，并以非接触的方式将存储的数据发送给读写器。

读写器遵守主从原则在RFID应用系统中，要从一个电子标签中读出数据或者向一个电子标签中写入数据，需要非接触式的读写器作为接口。读写器与电子标签的所有动作均由应用软件控制，对一个电子标签的读写操作是严格按照“主从”原则进行的。在这个“主从”原则中，应用软件是主动方,读写器是从动方，只对应用软件的读写指令做出反应。

RFID工作流程应用软件向读写器发出读取某一电子标签信息的命令读写器进行搜索，查看电子标签是否在读写器的作用范围内该电子标签向读写器回答出某个序列号读写器对该电子标签的身份进行验证读写器通过对该电子标签的身份验证后，读取该电子标签的信息读写器将该电子标签的信息送往应用软件

读写器基本任务启动电子标签与电子标签建立通信冲突避免和身份验证重要功能发射电磁波为无源电子标签提供能量来源工作方式电感耦合，原理类似变压器电磁反向散射耦合，原理类似雷达

读写器的分类按工作频率分类：低频读写器、中高频读写器、超高频读写器和微波读写器等。低频读写器30KHz-300KHz常用频率125KHz中高频读写器0.3MHz-30MHz常用频率13.56MHz超高频读写器860-930MHz常用频率915MHz微波读写器30GHz以下常用频率2.4GHz

射频标签在RFID系统中，射频标签的复杂程度虽然远不如读写器，但是应用中标签被广泛部署，数量庞大。标签功能如下：存储数据标签内存储和物品相关的信息：标识符、生产日期、生产厂家等非接触式读写标签可在距离读写器一定距离的范围内被识别能量获取标签可从读写器发射的电磁场中吸收能量，为标签自身工作供电安全加密标签和读写器之间的通信遵循一定的安全协议碰撞退让即多标签与多读写器场景下的响应机制等

射频标签分类按能量来源分类有源标签又称为主动标签有源标签工作的能量依靠自身携带的电池。无源标签自身没有能源依靠反射读写器发射的载波信号获得电能半无源标签有源标签和无源标签的结合集成电路板上也有电池作为辅助性的能量来源

射频标签分类按工作频率分类低频标签工作频率范围为30kHz-300kHz。一般为无源标签，阅读距离一般情况下小于1米。中高频标签工作频率一般为3MHz~30MHz。一般也采用无源方式。超高频与