RFID开发技术及实践（西电版）第1章射频识别技术

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1、第1章射频识别技术1.1射频识别技术简介1.2RFID技术原理1.3RFID标准1.4RFID与物联网1.1射频识别技术简介射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。在RFID系统中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体称为应答器，应答器中存放的识别信息由阅读器读写。目前，射频识别技术最广泛的应用是各类RFID标签和卡的读写及管理。　　本章将从射频识别技术的发展历史开始，详细讲解其技术原理、标准以及与物联网的关系等内容。1.1.1射频识别技术的发展历史顾

2、名思义，射频识别技术就是以射频为载体的一项识别技术。无线电的出现和发展是该技术能够实现的前提。限于技术等原因，早期的射频识别技术更多地应用在大型的、特定的行业和场合。1. IFF系统射频识别技术最早的应用可追溯到第二次世界大战期间。当时为了避免误伤友机，开发出了飞机的敌我目标识别(IdentificationFriendorFoe，IFF)系统。IFF的原理是利用射频电波携带一段加密的编码，当友机收到后，立刻利用加密机制解码并发回“我是朋友”的信息，而敌机则无法回应。目前，这种飞机身份无线识别系统依然应用在民用航空领域，也仍被称为IFF。2. A

3、IS系统船舶自动识别(AutoIdentificationSystem，AIS)系统是射频识别技术在海事领域的大规模应用。该系统经IFF发展而来，由岸基(基站)设施和船载设施共同组成。船载设备配合全球定位系统(GPS)，可将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态资料结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频(VHF)频道向附近水域及基站广播，使邻近船舶及基站能及时掌握附近海面所有船舶的动、静态资讯。如果发现周围海域船舶出现异常或有相撞危险，可以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，这对船舶安全和管理有很大帮助。3.发展趋势近年来，随着大规

4、模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，射频识别技术逐渐小型化、集成化，不再局限于特定行业的应用，而进入商业化应用阶段。如目前被广泛使用的公交卡、门禁卡和二代身份证等就是射频识别技术在日常生活中的应用。卡和标签类的应用逐渐被民众所熟悉和接受，以至于成为RFID的代名词。　　在物联网兴起的背景下，射频识别技术由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一。1.1.2射频识别技术的特征射频识别技术作为一种特殊的识别技术，区别于传统的条形码、插入式IC卡和生物(如

5、指纹)识别技术，具有下述特征：是通过电磁耦合方式实现的非接触自动识别技术。需要利用无线电频率资源，并且须遵守无线电频率使用的众多规范。存放的识别信息是数字化的，可通过编码技术方便地实现多种应用。可以方便地进行组合建网，以完成多规模的系统应用。涉及计算机、无线数字通信、集成电路及电磁场等众多学科。1.2RFID技术原理RFID技术涉及无线电的多个频段，性能特点不尽相同，所以具体的阅读器和应答器等形式也不相同。而实用的RFID系统更加复杂，涉及很多技术细节。其中，编码与调制、数据校验与防碰撞是几个关键技术。1.2.1RFID系统组成RFID

6、系统由阅读器、应答器和高层等部分组成，其结构如图1-1所示。　　最简单的应用系统只有一个阅读器，它一次对一个应答器进行操作，如公交车上的刷卡系统；较复杂的应用需要一个阅读器可同时对多个应答器进行操作，要具有防碰撞(也称防冲突)的能力；更复杂的应用系统要解决阅读器的高层处理问题，包括多阅读器的网络连接等。图1-1RFID系统组成1.高层对于由多阅读器构成的网络架构信息系统来说，高层是必不可少的。例如，采用RFID门票的世博会票务系统，需要在高层将多个阅读器获取的数据有效地整合起来，提供查询、历史档案等相关管理和服务。更进一步，通过对数据的加工、分

7、析和挖掘，为正确决策提供依据，这就是常说的信息管理系统和决策系统。2.阅读器阅读器在具体应用中常称为读写器(这两种称呼本书将不加区别)，是对应答器提供能量、进行读写操作的设备。虽然因频率范围、通信协议和数据传输方法的不同，各种阅读器在一些方面会有很大的差异，但通常具有一些相同的功能：　　以射频方式向应答器传输能量。　　读写应答器的相关数据。　　完成对读取数据的信息处理，并实现应用操作。　　若有需要，应能与高层处理交互信息。通常，阅读器按照频率分为低频RFID阅读器、高频RFID阅读器和超高频RFID阅读器。本书配套的低频RFID阅读器如图

8、1-2所示。　　本书配套的高频RFID阅读器如图1-3所示。　　本书配套的超高频RFID阅读器如图1-4所示。图1-2低频RFID阅