本章简介

在现实生活中，通过传感器可以获取不同的外界信息。如在出行乘坐动车的时候，细心的乘客可以发现，现在的动车组列车上就装有几种传感器（用来测量温度的传感器、测速使用的传感器、烟雾报警传感器装置），但是有一些信息并不是通过传感器就能够实现的，如关于自身的一些数字信息。那么这些数据又是怎样来存储和操作的呢？

通过物联网的基本概念了解到，物联网的感知层除了使用到传感器技术之外，另外还涉及射频识别（RFID）技术。RFID技术作为物联网技术的核心技术之一，是感知层的重要基础网络。RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本存在。其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。本章首先介绍RFID的基本原理、基本组成、应用领域等，然后介绍RFID的基本架构以及各个模块的实现，后介绍当前RFID技术和EPC编码的结合。

4.1  RFID概述

自2004年以来，与RFID技术相关的文章在各大媒体上不断涌现，相关的报道让这个技术在短时间内成为追逐的焦点。从全球巨型商业帝国沃尔玛，到IT巨头IBM、HP、微软等，从美国国防部到标准委员会，他们全都在RFID魔棒的指挥下舞蹈起来。

那么什么是RFID技术？RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上的数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。

4.1.1  RFID的基本组成

基本的RFID系统由3部分组成。

（1）标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

（2）阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。

（3）天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。

4.1.2  RFID的工作原理

RFID技术的基本工作原理是：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签）；解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。下面介绍各部件的功能。

 □    RFID标签又被称为标签或智能标签，它是内部带有天线的芯片，芯片中存储能够识别目标的信息。RFID标签具有持久性，信息接收传播穿透性强，存储信息容量大，种类多等特点。有些RFID标签支持读/写功能，目标物体的信息能随时被更新。

 □    解读器分为手持和固定两种，由发送器、接收仪、控制模块和收发器组成。利用收发器和控制计算机或可编程逻辑控制器（PLC）连接，从而实现沟通功能。解读器具有天线接收和传输信息的功能。

 □    数据传输和处理系统。解读器通过接收标签发出的无线电波接收读取数据。常见的是被动射频系统，当解读器遇见RFID标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发送给解读器，解读器把它转换成相关数据。控制计算器就可以处理这些数据从而进行管理控制。在主动射频系统中，标签中装有电池，在有效范围内活动。

4.1.3  RFID应用领域

RFID技术早起源于雷达技术的发展及应用，雷达发射无线电波并通过接收到的目标反射信号来测定和定位目标的位置及其速度，其物理机制是RFID技术的工作基础。在过去的半个世纪里，雷达的改进和应用催生了RFID技术，20世纪70年代末，美国政府将RFID技术转移到民间，进入大发展时期。到了21世纪初期，有源标签、无源标签及半无源标签均得到发展。标签成本不断降低，应用规模和行业不断扩大。无源标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在实现。下面介绍几种RFID的应用。

1．车辆自动识别方面

早在1995年，北美铁路系统就采用了射频识别技术的车号自动识别标准，在北美超过10万辆货车在14个地点安装了射频识别装置。1998年以来，澳大利亚开发了用于识别和管理矿山车辆的射频识别系统。

2．在高速公路收费及智能交通方面

香港“驾易通”采用的就是射频识别技术，装有射频标签的汽车能被自动识别，无须停车缴费，大大提高了行车速度和效率。

3．在货物的管理及监控方面

澳大利亚和英国的西思罗机场将射频识别技术应用于旅客行李管理中，大大提高了分拣效率，降低了出错率。同样欧共体从1997年开始就要求生产的新车型必须具有基于射频识别技术的防盗系统。

4．在射频卡应用方面

上海世博会的门票系统全部采用了RFID 技术，每张门票内都含有一个自主知识产权的“世博芯”，通过采用特定的密码算法技术，确保数据在传输过程中的安全性，使外界无法对数据进行篡改或窃取。 

5．在生产线的自动化及过程控制方面

德国BMW公司为保证汽车在流水线各位置准确完成装配任务，将射频识别系统应用在汽车装配线上。而摩托罗拉公司则采用了射频识别技术的自动识别工序控制系统，满足了半导体生产对于环境的特殊要求，同时提高了生产效率。

6．在动物的跟踪及管理方面

许多发达采用射频识别技术，通过对牲畜个别识别，保证牲畜大规模疾病爆发期间，对感染者的有效跟踪及对未感染者进行隔离控制。像疯牛病、口蹄疫以及禽流感等，如果防控不当，将给人们的健康带来危害。采用了RFID系统之后，可提供食品链中的肉类食品与其动物来源之间的可靠联系，从销售环节就能追查到它们的历史与来源，并能一直追踪到具体的养殖场和动物个体。

除了上述列举的关于RFID的应用实例以外，RFID技术在很多领域都存在它的应用价值，在这里就不再一一列举了。

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