RFID讀卡器

RFID讀卡器

RFID是射頻識別的英文縮寫。通俗地說,RFID讀卡器是一種能閱讀電子標籤數據的自動識別設備。

RFID介紹

RFID是射頻識別的英文縮寫。通俗地說,RFID讀卡器是一種能閱讀電子標籤數據的自動識別設備。

RFID讀卡器RFID讀卡器
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作於各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標籤, 操作快捷方便。
埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術:"第一,可以識別單個的非常具體的物體,而不是像條形碼那樣只能識別一類物體;第二,其採用無線電射頻,可以透過外部材料讀取數據,而條形碼必須靠雷射來讀取信息;第三,可以同時對多個物體進行識讀,而條形碼只能一個一個地讀。此外,儲存的信息量也非常大。"

RFID系統由三部分組成:

標籤(Tag):

由耦合元件及晶片組成,每個標籤具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象;

閱讀器(Reader):

讀取(有時還可以寫入)標籤信息的設備,可設計為手持式或固定式;

天線(Antenna):

在標籤和讀取器間傳遞射頻信號。

RFID技術的基本工作原理

RFID技術的基本工作原理並不複雜:標籤進入磁場後,接收解讀器發出的射頻信號,憑藉感應電流所獲得的能量傳送出存儲在晶片中的產品信息(Passive Tag,無源標籤或被動標籤),或者主動傳送某一頻率的信號(Active Tag,有源標籤或主動標籤);解讀器讀取信息並解碼後,送至中央信息系統進行有關數據處理。
無線射頻識別技術(RFID)的快速崛起,既是技術發展的結果,也是套用需求的體現。從上個世紀90年代開始,圍繞RFID的各種套用就如雨後春筍般大量湧現出來。今天,我們就簡單地介紹一下RFID技術和其中最重要的產品-讀卡器。

頻帶的劃分

在射頻領域,把電磁波按頻率劃分成6大部分。而RFID主要工作在3個頻帶上:低頻(30~300kHz)、高頻 (3~30MHz)和超高頻(300MHz~3GHz)。常見的工作頻率有低頻125kHz與134.2kHz、高頻13.56MHz、超高頻 433Mhz、860MHz~930MHz、2.45GHz等。低頻RFID主要用在短距離、低成本的套用中,如門禁控制、校園卡、煤氣表、水錶等。高頻系統則用於需傳送大量數據的套用系統中,超高頻則套用在需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合,如火車監控、高速公路收費等系統中,但是其天線波束方向較窄且價格較高。另外,超高頻RFID產品常常被使用在供應鏈管理上,沃爾瑪、麥德龍、吉列、寶潔等企業都用其作為改進管理體系的革新性手段。EPC標準(下面會介紹)規定的載波頻率為13.56MHz和860MHz~930MHz兩個頻段,而13.56MHz頻率採用的標準原型是 ISO/IEC15693,已經收入到ISO/IEC18000-3中。
圖1 讀卡器結構簡圖

RFID的標準

作為一項商業化的技術,RFID也有著自己的標準。ISO(國際標準化組織)就為其制定了一系列標準。另外,眾多開發廠商也組成聯盟,制定了自己的技術標準,這就是EPC標準,它也是目前套用最為廣泛的一個標準。EPC將RFID系統分成了四個層次,包括物理層、中間層、網路層和套用層。物理層是整個系統的物理環境構造,包括標籤、天線、讀寫器、感測器、儀器儀表等硬體設備。中間層是信息採集的中間件和應用程式接口,負責對讀卡器所採集到的標籤中的信息進行簡單的預處理,然後將信息傳送到網路層或套用層的數據接口。網路層是系統內部以及系統間的數據聯繫紐帶,各種信息在其上互動傳遞。套用層則是EPC後端軟體及企業套用系統。在明晰的系統層次上,EPC標準還統一了數據的報文格式,並規範了輸出傳輸流程。這樣, RFID系統的部署就會變的嚴謹有序。

RFID讀卡器

被測物的信息基本載體是電子標籤,它有兩種類型,一種是有源型的,即自帶電源;另一種則是無源型的,自身不帶電源,由外部供電。那么誰給它供電呢?就是RFID系統中的讀卡器。它是一個射頻收發器,一旦進入工作狀態,會發射調幅信號來激活電子標籤。如果遇上了無源型電子標籤,還要給它傳輸電能。當然,電能的傳輸是受到多種外部條件限制的。比如在美國,超過1W的能量就是不允許經無線傳輸的。對讀卡器的性能要求是很嚴格的,因為它必須從所收到的各種反射信號中甄別出標籤所反射的微弱信號。很多讀卡器產品都存在著數據誤讀的問題,這也成為了RFID技術發展的一個障礙。

結語

在所有RFID產品中,讀卡器的含金量是最高的,因為它是半導體技術、射頻技術、高效解碼算法等多種技術的集合。現已面世的產品大都為歐美日公司所生產,而國內公司還鮮有產品問世。所以,要想抓住這個巨大的機遇,國內廠家還有很長的路要走。

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