RFID 简介 | 一篇就够啦

小四 2023-02-05 14:57 17次浏览 0 条评论物联网

写在前面

最近突然需要做一个关于RFID的信息收集，发现网络上的中文入门简介要么“太简单”，要么就在说车轱辘话，甚至维基百科上的中文页面内容都比英文少很多（也许有相关教科书？然而我专业不对口，暂时不清楚）。既然自己总是要看，所以顺便把我翻译和收集到的一些资料po到知乎上。

由于我所学专业和RFID之类的硬件技术关系不大，所以这篇简介不涉及深奥的物理和通信相关的细节知识。但作为科普或者课堂展示内容足矣。

RFID简介

定义

中文名叫做射频识别技术，英文全程是 Radio Frequency IDentification。是一种无线通信技术。RFID系统是一套基于RFID技术的硬件设备，有丰富的工业用途，先给出组成如下，后文将会进行解释。

历史

1945年，Léon Theremin 发明了一个小玩意，这是苏联的一种监听设备，它不耗电，基于电磁波工作，可以传输数据，因此被认为是RFID思想的启蒙。

在二次世界大战中，盟军和德国都使用了类似的思想用于敌我飞机识别，不过那时候还没有成型的技术定义。1948年，Harry Stockman发布了一篇论文：“Communication by Means of Reflected Power” ，被认为是探索RFID技术的里程碑式成果。

Mario Cardullo在1973年1月23日注册了一种专利设备，这玩意是RFID的第一个真正祖先—-是一个带记忆功能的被动无线电应答器，由询问信号提供能量。

基于工作频率分类

如今，经过长期的发展，RFID技术有了三个划分种类：

低频(LF) RFID30KHz – 300KHz, 读取距离小于10cm，数据传输速率较低不容易受到其他电磁波干扰，可在水面或金属附近使用曾经常用于门禁卡制作、牲畜追踪高频(HF) RFID3MHz – 30MHz, 读取距离介于10cm和1m之间，数据传输速率较高容易受到其他电磁波干扰，不适合在水面或金属附近使用曾经常用于非接触式付款等数据传输量较大的场景超高频(UHF) RFID300MHz – 3GHz，读取距离最长可至12m，数据传输速率最快最容易受电磁波干扰，但是由于各大制造商的大力投入，各种抗干扰设计远超LF和HF RFID如今作为三种技术中的最优选择，被各大制造商用于各种用途

基于电子标签是否带电分类

主动式RFID系统RFID标签自己具备供电装置。主动式UFH RFID标签的广播距离可以达到最高100m，常用于追踪大型设备或者车辆主动式RFID标签又细分为两种讯问式RFID标签：标签仅在接收到读写器的电磁信号后才会通电广播信号，较为省电，但是需要较近距离触发信标式RFID标签：标签会定时通电广播信号（时间间隔可以事先设定），耗电较多，但是可以用于实时定位被动式RFID系统RFID标签自己不具备电源。当读写器发出电磁波时，RFID标签基于接收到的电磁波充能并且发出信号或修改存储数据而实现信息传输可以在LF, HF, UHF RFID技术中实现，距离一般小于10m相对于主动式系统成本更低，更易制造。同时因为标签不带电源，所以常用于图书标签、门禁卡或嵌入在电子设备中，一次安装便可长期使用无需维护

RFID标签信息存储

一个RFID标签由芯片和天线组成。天线是用来传输数据的，数据存在芯片中。

芯片中包含EEPROM(电子抹除式可复制只读存储)可以在无供电的情况下长期存储数据在供给特定电压的情况下，可以写入或修改数据对于只读型RFID标签：出厂时写入数据，此后不再修改，支持无线读取数据有线读写型RFID标签：可以插上数据线供电修改数据，支持无线读取数据无线读写型RFID标签：既可以无线读取数据，也可以无线写入数据

被动式RFID标签供电原理

一句话来说就是：电磁感应 – 读写器发出的电磁波在标签的线圈中产生感应电流供电

RFID制造业现状

RFID系统包含三种核心产品RFID读写器芯片RFID标签芯片RFID软件系统（既负责和用户交互，也负责编码解码信息）国内厂商有一定的芯片设计能力，但是封装制造能力偏弱国内鲜有生产RFID软件系统的厂商，与国外差距较大国际上，有两大RFID系统制造商Impinj, Inc 总部设在美国华盛顿州，成立于2000年Alien Technology 总部设在美国加利福尼亚州，成立于1994年目前国内大多数RFID系统需要购买进口芯片和软件