RFID射頻識別技術和市場

2021-04-06 20:27:38 字數 4682 閱讀 3136

射頻識別作為一種新興的自動識別技術,在中國擁有巨大的發展潛力。射頻識別技術(rfid,radio frequency identification)實際上是自動識別技術(aei,automatic equipment identification)在無線電技術方面的具體應用與發展。該項技術的基本思想是,通過採用一些先進的技術手段,實現人們對各類物體或裝置 (人員、物品) 在不同狀態(移動、靜止或惡劣環境)下的自動識別和管理。

1 .射頻識別技術簡介

射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通訊,以達到識別目的並交換資料。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。rfid系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別,因此它可在更廣泛的場合中應用。

典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。

射頻卡是將幾個主要模組整合到一塊晶元中,完成與讀寫器的通訊。晶元上有eeprom用來儲存識別碼或其它資料。eeprom容量從幾位元到幾萬位元。

晶元外圍僅需連線天線(和電池),可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式,比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、ic卡等同期或早期的識別技術相比,射頻卡具有非接觸、工作距離長、適於惡劣環境、可識別運動目標等優點。

在多數rfid系統中,讀寫器在乙個區域內發射電磁波(區域大小取決於工作頻率和天線尺寸)。卡片內有乙個lc串聯諧振電路,其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時,在電磁波的激勵下,lc諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端,接有乙個單嚮導通的電子幫浦,將電容內的電荷送到另乙個電容內儲存。當所積累的電荷達到2v時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內資料發射出去或接取讀寫器的資料。讀寫器接收到卡的資料後,解碼並進行錯誤校驗來決定資料的有效性,然後,通過rs232、rs422、rs485或無線方式將資料傳送到計算機網路。簡單的rfid產品就是一種非接觸的ic卡,而複雜的rfid產品能和外部感測器介面連線來測量、記錄不同的引數,甚至可與gps系統連線來跟蹤物體。

2 .射頻識別技術的分類

射頻識別技術主要按以下四種方式分類。

(1)工作頻率

根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小於30mhz的系統。其基本特點是:射頻卡的成本較低、標籤內儲存的資料量較少、閱讀距離較短(無源情況,典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用於短距離、低成本的應用中,如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大於400mhz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內儲存的資料量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動效能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用於需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合,像火車監控、高速公路收費等系統。

(2)射頻卡

根據射頻卡的不同可分成可讀寫(rw)卡、一次寫入多次讀出(worm)卡和唯讀(ro)卡三種。rw卡一般比worm卡和ro卡貴得多,如**卡、信用卡等。一般情況下改寫資料所花費的時間遠大於讀取資料所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級,閱讀花費的時間為ms級)。worm卡是使用者可以一次性寫入的卡,寫入後資料不能改變,且比rw卡要便宜。ro卡存有乙個唯一的號碼,不能逐改,保證了安全性。ro卡最便宜。

(3)射頻卡的有源與無源

射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長,可達十幾m,但是它的壽命有限(3~10年),且**較高;無源射頻卡不含電池,利用讀寫器發射的電磁波提供能量,重量輕、體積小、壽命長、很便宜,但它的發射距離受限制,一般是幾十cm,且需要讀寫器的發射功率大。

(4)調製方式

根據調製方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地傳送資料給讀寫器。②被動式的射頻卡,使用調製散射方式發射資料。它必須利用讀寫器的載波調製自己的訊號,適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只啟用一定範圍之內的射頻卡。

目前使用的多數系統中,一次只能讀寫乙個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離,確保一次只能有乙個卡在讀寫區域內。讀寫距離長,射頻卡之間的距離就要大,應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能,這對於rfid來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時訊號互相干擾的情況。具有防碰撞效能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡,它的並行工作方式大大提高了系統的效率。

3. 國際射頻識別技術發展狀況

射頻識別技術在國外發展得很快。rfid產品種類很多,像德州儀器、 motoro1a、philips、microchip等世界著名廠家都生產rfid產品。他們的產品各有特點,自成系列。射頻識別技術被廣泛應用於工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的rfid產品用於澳機場旅客行李管理中並發揮了出色的作用;瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝rfid自動識別系統,排程員可以實時掌握火車運**況,不僅利於管理,還大大減小了發生事故的可能性;德國bmw公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。

4. 射頻識別技術在我國的發展

我國**在2023年制定的金卡工程實施計畫,是乙個旨在加速推動我國國民經濟資訊化程序的重大國家級工程,由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在,射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術,也將在中國很快地普及。

目前,我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然,這裡僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及,都將會孕育乙個龐大的市場。射頻識別將是未來乙個新的經濟增長點。

4.1 安全防護領域

(1)門禁保安

將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如,可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅遊護照等,目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成id卡大小的射頻卡、進出入口有一台讀寫器,人員出入時自動識別身份,非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式,將指紋、掌紋或顏面特徵存入射頻卡。

公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面,如計算機、傳真機、檔案、影印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產,可以跟蹤乙個物品從某一建築離開,或是用報警的方式限制物品離開某地。結合gps系統利用射頻卡,還可以對貨櫃車、貨艙等進行有效跟蹤。

(2)汽車防盜

這是rfid較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器,當鑰匙插入到點火器中時,讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡傳送來的特定訊號,汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法,汽車的**計算機也就能容易防止短路點火。

另一種汽車防盜系統是,司機自己帶有一射頻卡,其發射範圍是在司機座椅45~55cm以內,讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的id號時,系統發出三聲鳴叫,然後汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能:倘若司機離開汽車並且車門敞開引擎也沒有關閉,這時讀寫器就需要讀取另一有效id號;假如司機將該射頻卡帶離汽車,這樣讀寫器不能讀到有效id號,引擎就會自動關閉,同時觸發報警裝置。

(3)電子物品監視系統

電子物品監視系統(electronic article surveillance, eas)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的乙個記憶體容量僅為1位元(即開或關)的射頻卡,和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被啟用。在啟用狀態下,射頻卡接近掃瞄器時會被探測到,同時會報警。如果貨物被購買,由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店裡),或者用磁場來使射頻卡失效,或者直接破壞射頻卡本身的電特性。eas系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。

4.2 商品生產銷售領域

(1)生產線自動化

用rfid技術在生產流水線上實現自動控制、監視,提高生產率,改進生產方式,節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用rfid技術的情況。

用於汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡,以盡可能大量地生產使用者定製的汽車。寶馬汽車的生產是基於使用者提出的要求式樣而生產的。使用者可以從上萬種內部和外部選項中,選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來,汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車,如果沒有乙個高度組織的、複雜的控制系統是很難完成這樣複雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有rfid系統,使用可重複使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求,在每個工作點處都有讀寫器,這樣可以保證汽車在各個流水線位置,能毫不出錯地完成裝配任務。

(2)倉儲管理

將rfid系統用於智慧型倉庫貨物管理,能有效地解決與貨物流動有關的資訊管理,不但增加了處理貨物的速度,還可監視貨物的一切資訊。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上,讀寫器和天線都放在叉車上,每個貨物都貼有條碼,所有條碼資訊都被儲存在倉庫的**計算機裡,與該貨物有關的資訊都能在計算機里查到。當貨物出庫時,由另一讀寫器識別並告知**計算它被放在哪個拖車上。這樣,管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和傳送了多少產品。

(3)產品防偽

偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題,將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低,且難於偽造。射頻卡的成本就相對便宜,而晶元的製造需要有昂貴的晶元工廠,使偽造者望而卻步。射頻卡本身有記憶體,可以儲存、修改與產品有關的資料,利於銷售商使用;體積十分小、便於產品封裝。像電腦、雷射印表機、電視等產品上都可使用。

(4)rfid卡收費

國外的各種交易大多利用各種卡來完成,而我國普遍採用現金交易。現金交易不方便也不安全,還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、ic卡,而射頻卡也開始佔據市場。原因是在一些惡劣的環境中,磁卡、ic卡容易損壞,而射頻卡則不易磨損,也不怕靜電及其它情況;同時,射頻卡用起來方便、快捷,甚至不用開啟包,在讀寫器前搖晃一下,就完成收費。另外,還可同時識別幾張卡.並行收費,如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差,射頻卡的使用有助於改善這種情況。

射頻識別技術 RFID

一種通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關資料通訊技術 包括讀寫器和電子標籤 無源,有源,半無源 兩部分。工作原理 讀寫器發射一特定頻率 無線電波能量 給電子標籤,用來驅動電子標籤電路將內部資料送出 電感耦合,電磁反向散射耦合 接著讀寫器接收該資料。頻率範圍 120khz 5ghz,包括低頻 距離短,...

「RFID射頻識別技術」簡介

rfid是射頻識別技術的英文 radio frequency identification 的縮寫。射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。該技術在世界範圍內正被廣泛的應用,而在我國起步較晚,與先進國家相比存在一定的差距。去年年1月份,全球最大零售商沃爾瑪公司向 商發出最後通牒,要...

什麼是無線射頻識別技術(RFID)

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