射频识别系统的组成及工作原理解析

一、什么是射频识别?

射频识别开yunapp体育官网入口下载手机版，是什么呢，它是一种无线通信技术，这种技术能怎样呢，可以通过无线电讯号识别特定目标，还能读写相关数据，那又是在什么条件下呢，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。射频识别有个重要优点，是什么优点呢，是非接触识别，非接触识别能怎样呢，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢这些环境，还有呢，是条形码无法使用的恶劣环境，在这样的环境里它能做什么呢，能阅读标签，而且阅读速度怎么样呢，极快，快到什么程度呢，大多数情况下不到100毫秒。

射频识别技术的优势并非在于去监测设备以及相应环境的状态，其重点在于“识别”，它会通过主动识别的方式，针对进入到磁场识别范围以内的物体，进而去做对应的处理，RFID并非是传感器，它主要是借助标签所对应的ID号，来对标志物进行识别，而传感器属于一种检测装置，它能够感受到被测量的相关信息，并且还能够把检测所感受到的信息，按照一定的规律变换成为电信号或者是其他所需形式的信息进行输出，以此来满足信息的传输、处理、存储、显示、记录以及控制等诸多要求，它是达成自动检测以及自动控制的首要环节。

二、射频识别系统组成及工作原理

1、射频识别系统组成

所谓射频识别系统，主要是由这样三部分构成：一是标签，二是天线，三是阅读器。再者此外呐，还要求有专门的运用系统，针对阅读器识别，去做相应处理。

图1 RFID系统按组成

射频标签也叫电子标签、应答器，它由芯片以及内置天线构成，芯片内存储着具备一定格式的电子数据，此数据作为待识别物品的标识性信息，是射频识别系统的数据载体，内置天线用于与射频天线之间开展通信。

阅读器，是一种读取或读/写电子标签信息的设备，其主要任务包括，控制射频模块向标签发射读取信号，接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息，连带标签上其它相关信息，传输到主机以供处理。

3)天线：标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。

2、射频识别系统运行原理

电子标签进入天线磁场，若接收到阅读器发出的特殊射频信号，无源标签就能凭借感应电流所获能量发送存储在芯片中的产品信息，有源标签则主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

图2 阅读器获得读写指令

图3 阅读器射频调制器将信号发送到天线

图4 天线询问标签

图5 天线将获得的标签信息回传

此外，依据读写器跟标签之间射频信号的耦合方式，能够将它们之间的通信区分成，电感耦合，以及电磁反向散射耦合。

空间高频交变磁场，凭借电磁感应定律，达成耦合，此为电感耦合，于工作的、对近距离RFID系统而言适用于中低频的方式有着契合性 。

目标碰到发射出去的，依据电磁波空间传播规律的电磁波后会发生反射，从而携带回相应目标信息，此乃电磁反向散射耦合，电磁反向散射耦合方式一般适合于工作在高频、微波的远距离RFID系统。

一般通俗来讲，电感耦合这种模式主要是应用于低频也就是LF波段、中频也就是HF波段，因为低频RFID系统的波长是比较长的，并且能量相对而言是较弱的，所以主要是依靠近距离的感应才能够读取信息。电磁反向散射耦合主要是应用在高频也就是HF波段、超高频也就是UHF波段，鉴于高频率的波长是比较短的，能量是比较高的。所以，阅读器天线能够向标签辐射电磁波，部分电磁波经过标签调制之后反射回到阅读器天线，经过解码之后发送到中央信息系统进行接收处理。

三、射频识别系统分类

当下，依据RFID系统所运用的频率范畴，能把RFID系统划分成四个应用频段，分别是低频开元ky888棋牌官方版，高频，超高频以及微波。

依工作频率各异，RFID标签能分成低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）以及微波等不同类别，其中，LF和HF频段的RFID电子标签通常采用电磁耦合原理（电磁感应），而UHF及微波频段的RFID一般运用电磁发射（电磁传播）原理。

1、低频射频标签

简称为低频标签的是低频段射频标签，其工作频率范围是30kHz～300kHz，典型工作频率有125KHz和133KHz，一般为无源标签的低频标签，其工作能量是通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获取的，在低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需处在阅读器天线辐射的近场区内，低频标签的阅读距离在一般情形下小于1米 。

典型应用包括，动物识别，容器识别，工具识别，电子闭锁防盗，这种防盗是带有内置应答器的汽车钥匙，等 。

2、高频射频标签

高频段射频标签的工作频率，一般是3MHz～30MHz，典型工作频率为13.56MHz那个频率，该频段的此射频标签，因它工作原理跟低频标签完完全全相同，也就是采用电感耦合方式来工作，所以适宜把它归在低频标签类当中。但是另一方面，按照无线电频率的一般划分，它的工作频段又被叫做高频，所以也常常把它称作高频标签。

高频标签通常大多采用无源作为主要方式，其工作所需能量如同低频标签，也是经由电感（磁）耦合办法从阅读器耦合线圈的辐射近场当中获取，标签与阅读器开展数据交换之际，标签必定得处于阅读器天线辐射的近场区域之内，中频标签的阅读距离在一般情形下同样小于1米 。

典型应用包含，电子车票，电子身份证，电子闭锁防盗也就是电子遥控门锁控制器，小区物业管理开yun体育官网入口登录app，大厦门禁系统等 。

3、UHF、微波射频标签

简称为微波射频标签的是超高频与微波频段的射频标签，其典型工作频率存在433.92MHz，还有862﹙902﹚MHz至928MHz，另外有2.45GHz以及5.8GHz。

关于微波射频标签，它可被划分成有源标签以及无源标签这两类。在其工作之时，射频标签处于一种状态，即处在阅读器天线辐射场的远区场内。并且，标签与阅读器之间的耦合方式呈现为电磁耦合方式。阅读器天线辐射场有着这样的作用，它能为无源标签给予射频能量，同时还能把有源标签唤醒。与之相对应的射频识别系统，其阅读距离通常大于1m，在典型的相应情况里是4m～6ms，甚至能够达到10m以外。阅读器天线一般都会是那种定向天线，只有处于阅读器天线定向波束范围以内的射频标签才能够被读/写。阅读距离增加，使得应用里，在阅读区域中，有可能同时出现多个射频标签的状况，进而提出了多标签同时读取的需求。

典型应用包括，铁路车辆的自动识别，集装箱的识别，并且还能够被用于，公路车辆的识别以及自动收费系统当中 。

四、RFID与物联网

感知外界的物联网，其重要支撑技术是RFID，传感器能监测感应各种信息，然而却欠缺对物品的标识能力，可RFID技术有着强大的标识物品能力，所以说对于物联网发展，传感器与RFID两者都不能少 。

要是不存在RFID针对物体的识别能力，那物联网就没办法达成万物互联的理想，缺少RFID技术的支撑，物联网的应用范围会受到极大限制，可另一方面，鉴于RFID射频识别技术仅能对磁场范围内的物体予以识别，其读写范围受读写器与标签间距离的影响，所以，提升RFID系统的感应能力，扩展RFID系统的覆盖能力是当下急需解决的问题，同时，鉴于传感网较长的有效距离能良好地拓展RFID技术的应用范围 。未来实现RFID与传感网的融合将是一个必然方向。

就当下RFID的发展情形来讲，于诸多工业行业里，已然达成了RFID与传感网络应用的初步融合，二者取长补短的互补优势，正在使物联网应用得以深化，它们的相互融合以及系统集成，必将对整个物联网产业的发展起到极大的推动作用，其应用前景无法估量 。