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松山归人

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【原创】一文带你读懂RFID

本帖最后由 松山归人 于 2021-8-10 09:28 编辑

作者:黄忠老师(张飞实战电子高级工程师)

RFID又称无线射频识别,通过无线电信号识别并读写特定目标数据,很容易就可完成识别与读写数据。RFID技术已经存在于我们生活中的方方面面,比如门禁卡、鸿蒙一碰传等等。

电子标签,比如说我们拿的卡门禁卡,进入天线磁场后,若接收到读写器发出的特殊射频信号,就能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(无源标签,即不带电源),或者主动发送某一频率的信号(有源标签,即带电源),读写器读取信息并解码后,送至MCU系统进行有关数据处理。
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关于RFID有几大产品:
1. 无源RFID产品:无源RFID标签,被称为被动RFID标签这类产品需要近距离接触式读卡器来进行识别,比如房卡、银行卡等,当无源RFID标签靠近RFID读卡器时,无源RFID标签的天线将接收到的电磁波能量转化成电能,激活RFID标签中的芯片,并将RFID芯片中的数据发送出来。具有抗干扰能力,用户可自定义读写标准数据,在专门的应用系统效率更加快捷。无源RFID标签的性能受标签大小(影响到天线的参数),调制形式,威廉希尔官方网站 Q值、器件功耗以及调制深度等影响。这类产品也是我们生活中比较常见,也是发展比较早的产品。价格相对有源RFID便宜,且使用寿命相对较长。其识别距离比有源系统要小,一般为几米到十几米,且需要较大的读卡器来发射功率。

2. 有源RFID产品:
有源电子标签是指标签工作的能量由电池提供,电池、内存与天线一起构成有源电子标签,不同于被动射频的激活方式,一直通过设定频段主动外发信息。这类型的产品则具有远距离自动识别的特性,所以相应地应用到一些大型环境下,比如智能停车场、智慧城市、智慧交通及物联网等领域。识别距离较长,通常可达几十米甚至上百米,缺点是成本高寿命有限,不易做成薄卡。      
3. 半有源RFID产品:
半有源电子标签顾名思义就是有源RFID产品和无源RFID产品的结合,内有电池,但电池只对标签内部威廉希尔官方网站 供电,并不主动发射信号,其能量传递方式与无源系统类似,因此其工作寿命比一般有源系统标签要长许多。它结合二者的优点,只有在其进入低频读卡器的激活信号范围时,标签被激活后,才开始工作。解决了有源RFID产品和无源RFID产品不能解决的问题,比如门禁出入管理、区域定位管理及安防报警等方面的应用,近距离激活定位、远距离传输数据。

RFID运用领域举例:
1.仓库/运输/物资管理:给货品嵌入RFID芯片,管理人员就可以在系统迅速查询货品信息,防丢弃,提高货品交接速度,提高准确率,防止窜货和防伪。
2.门禁/考勤
3.固定资产管理:像图书馆、艺术馆及博物馆等资产庞大或者物品贵重的一些场所,当书籍或者贵重物品的存放信息有异常变动,就会第一时间在系统里提醒管理员,从而处理相关情况。
4.火车/汽车识别/安检:我国铁路的车辆调度系统就是一个典型的案例,自动识别车辆号码、信息输入,省去了大量人工统计的时间,以及提高了精准度。

5.智能电网: 随着我国智能电网建设的规模越来越大信息安全问题也越来越突出,在智能电网的发电、输电、变电、配电、用电各个领域都面临着信息安全威胁,智能电网高安全RFID技术用于智能电网设备资产管理等,可提高设备资产的自动化水平,保障设备台账信息安全。
6.汽车工业:随着企业对智能制造重视程度的提高,越来越多的企业开始实施智能制造产线。汽车行业在智能制造领域相对于其它行业是非常领先的,整车厂对RFID解决方案要求高,零部件企业更会看中性价比,因而RFID企业进入零部件智能制造的机会更多。
7.医疗行业:现在很多城市的医疗行业也已经开始将RFID技术应用进来,很多医院也开始使用手持终端进行查房看,药品管理上投入RFID技术的使用,使得在药品从出厂到销售的每个环节都可以进行实时的追踪,同时利用终端产品将相关数据实时记录并上传。这在很大程度上保证了药品的安全。

RFID优点:   
  
1.抗干扰性超强:它有一个最重要的优点就是非接触式识别,它能在急剧恶劣的环境下都可以工作,可以并且穿透力极强。
2.RFID标签的数据容量十分庞大:它可以根据用户的需求扩充到10k,远远高于二维码条形2725个数字的容量。
3.可以动态操作:它的标签数据可以利用编程进行动态修改,并且可以动态追踪和监控。
4.使用寿命长:标签不易被破坏,使用时间很长。
5.防冲突:在解读器的有效识别范围内,它可以同时读取多个RFID标签。
6.安全性高:RFID标签可以以任何形式附着在产品上,可以为标签数据进行密码加密,提高安全性。
7.识别速度快:只要RFID标签一进入解读器的有效识别范围内,可能毫秒级就能获取到数据。

当然,每一项技术都是有利有弊的,RFID技术发展到今天,也会存在缺陷,比如超高频频段的技术应用还不够广泛,技术不够成熟,相关产品价格昂贵,稳定性不高,在安全方面,RFID很容易被伪造,很容易被攻击等等。

任何技术的发展都会利弊并存,我们要用辩证的眼光去看待问题,分析问题,解决问题,利用其优点,避其缺点,我们说了这么多,你怎么看待呢,在项目中你会用吗?


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