RFID-RC522食用指南(1)前置任务

2024-09-01 12:52

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##一、什么是RFID
###RFID简介:
RFID(射频识别:Radio Frequency Identification)俗称"电子标签",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,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。
1940年之后,由于雷达技术的发展和进步衍生出了RFID技术,而正式提出RFID技术的理论是1948年。直到1950-1960年期间,人们才慢慢开始对此技术进行探索,上世纪60年代,RFID技术才简单运用到生活中,上世纪70年代:RFID技术不断更新,产品研究逐步深入,对于RFID的测试开始进一步加速。并且实现了对相关系统得应用。21世纪之后,人们开始对RFID的标准化问题给予重视,并且在生活的多个领域可以见到RFID系统的身影。由于该技术被广泛运用,人们开始想办法降低其生产的成本,在认识到标准化的重要意义之后,将RFID技术根据标签的供电类型分为:有源、半有源、无源三类。RFID产品的种类进一步丰富发展,时至今日,人们研发单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、适应高速移动物体的RFID技术不断发展,并且相关产品也走入我们的生活,并开始广泛应用。生活中实例应用:公交卡、二代身份证、门禁卡、食堂餐卡等。

RFID是物联网核心技术之一,属于物联网三层架构的感知层。RFID是一种无线短距通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。而射频识别技术依据其标签的供电方式可分为三类:即无源RFID、有源RFID、与半有源RFID。

  • 无源RFID(Passive RFID)是一种RFID技术,其标签不需要内置电源。无源RFID标签从读写器接收的射频能量来供电,并利用这种能量进行通信和数据传输。这种标签通常较小、成本低廉,并且耐用,适用于许多应用领域,如物流追踪、库存管理和资产跟踪等。无源RFID的读取范围相对较短,通常在几米到十几米之间。

  • 有源RFID(Active RFID)是一种RFID技术,其标签内置电池或其他能源源,可以主动发射射频信号。有源RFID标签具有较长的读取距离和更高的传输速率,通常在几十米到几百米之间。这使得有源RFID适用于需要长距离读取和实时定位的应用,如车辆追踪、物品定位和人员管理。

  • 半有源RFID(Semi-passive RFID)结合了无源RFID和有源RFID的特点。半有源RFID标签内置电池,用于供电标签内部电路,但仍然依靠读写器提供通信所需的能量。与有源RFID相比,半有源RFID标签的读取距离较短,但相对于无源RFID标签,它具有更好的性能和能力。半有源RFID常用于温度监测、环境监测和物品跟踪等应用。

在选择适当的RFID技术时,需要考虑读取距离、电源需求、成本和应用需求等因素。无源RFID适用于近距离、低功耗和成本敏感的应用;有源RFID适用于长距离、高速通信和实时定位的应用;而半有源RFID则提供了某种折中的解决方案,结合了两者的优点。

根据频率分为超高频RFID、高频RFID、低频RFID、微波RFID四类。

  • 超高频RFID(Ultra High Frequency RFID)是一种射频识别技术,使用频率范围在860 MHz到960 MHz之间。它采用电磁波进行通信和识别,能够实现高速读写和长距离传输。超高频RFID标签通常具有较高的存储容量和读取速度,适用于物流、供应链管理、库存追踪等应用。

  • 高频RFID(High Frequency RFID)是另一种射频识别技术,使用频率范围在13.56 MHz左右。它通常用于近距离通信和识别应用,如智能卡、门禁系统、支付系统等。高频RFID标签较小且成本较低,具有较好的防冲突性能和数据安全性。

  • 低频RFID(Low Frequency RFID)是一种射频识别技术,使用频率范围在125 kHz到134 kHz之间。它在近距离范围内进行通信和识别,常见于动物标识、汽车防盗、物品追踪等领域。低频RFID标签可以在恶劣环境下工作,并具有较好的抗干扰性能。

  • 微波RFID(Microwave RFID)是一种射频识别技术,使用频率范围在2.45 GHz左右。与其他RFID技术相比,微波RFID具有更高的读取速度和较长的传输距离。它广泛应用于智能交通、智能支付、行李追踪等领域,需要高速数据传输和大规模标签读取的场景。


RFID技术类型频率范围读取距离通信协议适用领域
低频RFID125 kHz几厘米至几米ISO/IEC 18000-2物流追踪、库存管理
高频RFID13.56 MHz几厘米至几米ISO/IEC 14443, ISO/IEC 15693智能卡、门禁系统
超高频RFID860-960 MHz几米至几十米ISO/IEC 18000-6C物流管理、供应链追踪
一套完整RFID硬件系统由Reader(阅读器)与Tag(电子标签)两部份组成,其动作原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给Tag,用以驱动Tag电路将內部之ID Code送出,此时Reader便接收此ID Code。Tag的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污,且晶片密码为世界唯一无法复制,安全性高、长寿命。这里再举个例子:门禁锁的实现主要利用的就是无源RFID短距传输技术,这里的门禁卡就是Tag,而相应的感受器就是Reader

**RFID技术的基本工作原理并不复杂:**由阅读器通过发射天线发送特定频率的射频信号,当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流,从而获得能量、电子标签被激活,使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去;阅读器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号,经天线调节器传送到阅读器信号处理模块,经解调和解码后将有效信息送至后台主机系统进行相关的处理;主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份,针对不同的设定作出相应的处理和控制,最终发出指令信号控制阅读器完成相应的读写操作。

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