物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）第2章

物聯(lián)網(wǎng)RFID的系統(tǒng)構(gòu)成點擊此處結(jié)束放映

RFID系統(tǒng)概述2.1電子標(biāo)簽2.2讀寫器2.3系統(tǒng)高層2.4物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

RFID系統(tǒng)概述2.1點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.1.1RFID系統(tǒng)的基本組成

RFID系統(tǒng)因應(yīng)用不同其組成會有所不同，但基本都是由電子標(biāo)簽、讀寫器和系統(tǒng)高層這三大部分組成。

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（1）電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽由芯片及天線組成，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象，每個電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，存儲著被識別物體的相關(guān)信息。

（2）讀寫器

讀寫器是利用射頻技術(shù)讀寫電子標(biāo)簽信息的設(shè)備。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

（3）系統(tǒng)高層

最簡單的RFID系統(tǒng)只有一個讀寫器，它一次只對一個電子標(biāo)簽進(jìn)行操作，如公交車上的票務(wù)系統(tǒng)。

復(fù)雜的RFID系統(tǒng)會有多個讀寫器，這需要系統(tǒng)高層處理問題。系統(tǒng)高層是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)交換與管理由計算機網(wǎng)絡(luò)完成。讀寫器可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，計算機網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)處理、傳輸和通信的功能。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.1.2RFID系統(tǒng)的工作流程RFID系統(tǒng)的一般工作流程如下。

（1）讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號；

（2）電子標(biāo)簽獲得能量被激活；

（3）電子標(biāo)簽將自身信息通過內(nèi)置天線發(fā)送出去；

（4）讀寫器天線接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號；

（5）讀寫器天線將載波信號傳送到讀寫器；

（6）讀寫器對接收信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到系統(tǒng)高層；

（7）系統(tǒng)高層根據(jù)邏輯運算判斷該電子標(biāo)簽的合法性；

（8）系統(tǒng)高層做出相應(yīng)處理，發(fā)出指令信號，控制執(zhí)行機構(gòu)動作。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.1.3RFID系統(tǒng)的分類1.按照頻率分類

通常情況下，讀寫器發(fā)送的頻率稱為系統(tǒng)的工作頻率。根據(jù)工作頻率的不同，RFID系統(tǒng)可以分為低頻、高頻和微波系統(tǒng)。（1）低頻系統(tǒng)

低頻系統(tǒng)的工作頻率范圍為30kHz～300kHz，RFID常見的低頻工作頻率有125kHz和134.2kHz。低頻系統(tǒng)主要用于距離短、數(shù)據(jù)量低的射頻識別系統(tǒng)中。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）（2）高頻系統(tǒng)

高頻系統(tǒng)的工作頻率范圍為3MHz～30MHz，RFID常見的高頻工作頻率是6.75MHz和13.56MHz。高頻系統(tǒng)可以傳送較大的數(shù)據(jù)，是目前應(yīng)用比較成熟、使用范圍較廣的系統(tǒng)。（3）微波系統(tǒng)RFID常見的微波工作頻率是433MHz、860/960MHz、2.45GHz和5.8GHz等，其中433MHz、860/960MHz也常稱為超高頻（UHF）頻段。微波RFID是目前射頻識別系統(tǒng)研發(fā)的核心，是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.按照供電方式分類RFID供電方式以電子標(biāo)簽的供電系統(tǒng)為準(zhǔn)。（1）無源供電系統(tǒng)

無源供電系統(tǒng)的電子標(biāo)簽內(nèi)沒有電池，電子標(biāo)簽利用讀寫器發(fā)出的波束供電。（2）有源供電系統(tǒng)

有源供電系統(tǒng)是指電子標(biāo)簽內(nèi)有電池，電池可以為電子標(biāo)簽提供全部能量。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）（3）半有源供電系統(tǒng)

半有源電子標(biāo)簽內(nèi)有電池，但電池僅對維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路及維持芯片工作電壓的電路提供支持。

電子標(biāo)簽未進(jìn)入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當(dāng)于無源標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)部電池能量消耗很少，因而電池可以維持幾年，甚至可以長達(dá)10年。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）3.按照耦合方式分類（1）電感耦合方式

在電感耦合方式中，讀寫器與電子標(biāo)簽之間的射頻信號傳遞為變壓器模型，電磁能量通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合。（2）電磁反向散射方式

在電磁反向散射方式中，讀寫器與電子標(biāo)簽之間的射頻信號傳遞為雷達(dá)模型。讀寫器發(fā)射出去的電磁波碰到電子標(biāo)簽后，電磁波被反射，同時攜帶回電子標(biāo)簽的信息。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）4.按照技術(shù)方式分類（1）主動廣播式

主動廣播式是電子標(biāo)簽主動向外發(fā)射信息，讀寫器相當(dāng)于只收不發(fā)的接收機。（2）被動倍頻式

被動式電子標(biāo)簽內(nèi)部不帶電池，要靠外界提供能量工作。（3）被動反射調(diào)制式

依舊是讀寫器發(fā)射查詢信號，電子標(biāo)簽被動接收，但此時電子標(biāo)簽返回讀寫器的頻率，與讀寫器發(fā)射頻率相同。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）5.按照保存信息方式分類（1）只讀電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽內(nèi)部只有只讀存儲器（ReadOnlyMemory，ROM）。（2）一次寫入只讀電子標(biāo)簽

這種電子標(biāo)簽與只讀電子標(biāo)簽相比，可以寫入一次數(shù)據(jù)。（3）現(xiàn)場有線可改寫式（4）現(xiàn)場無線可改寫式點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）6.按照系統(tǒng)檔次分類

（1）低檔系統(tǒng)

1位系統(tǒng)和

只讀電子標(biāo)簽。

（2）中檔系統(tǒng)

中檔系統(tǒng)電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存貯容量較大，數(shù)據(jù)可以讀取也可以寫入，是帶有可寫數(shù)據(jù)存儲器的射頻識別系統(tǒng)。

（3）高檔系統(tǒng)

高檔系統(tǒng)一般帶有密碼功能，電子標(biāo)簽帶有微處理器，微處理器可以實現(xiàn)密碼的復(fù)雜驗證。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

7.按照工作方式分類

（1）全雙工和半雙工工作方式

全雙工表示電子標(biāo)簽與讀寫器之間可以在同一時刻互相傳送信息；半雙工表示電子標(biāo)簽與讀寫器之間可以雙向傳送信息，但在同一時刻只能向一個方向傳送信息。

（2）時序工作方式

在時序工作方式中，讀寫器輻射出的電磁場短時間周期性地斷開，這些間隔被電子標(biāo)簽識別出來，并被用于從電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

電子標(biāo)簽2.2點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽（Tag）又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器或射頻卡。

電子標(biāo)簽附著在待識別的物品上，每個電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，是射頻識別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。

在射頻識別系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽的價格遠(yuǎn)比讀寫器低，但電子標(biāo)簽的數(shù)量很大，應(yīng)用場合多樣，電子標(biāo)簽的組成、外形和特點也各不相同。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.1電子標(biāo)簽的基本組成

一般情況下，電子標(biāo)簽由標(biāo)簽專用芯片和標(biāo)簽天線組成。芯片用來存儲物品的數(shù)據(jù)，天線用來收發(fā)無線電波。

（1）電子標(biāo)簽的芯片很小，厚度一般不超過0.35mm；

（2）電子標(biāo)簽天線的尺寸一般要比芯片大許多，天線的形狀與工作頻率等有關(guān)。

（3）封裝后的電子標(biāo)簽尺寸可以小到2mm，也可以像身份證那么大。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.2電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)形式

電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，有卡片型、環(huán)型、鈕扣型、條型、盤型、鑰匙扣型和手表型等。電子標(biāo)簽可能會是獨立的標(biāo)簽形式，也可能會和諸如汽車點火鑰匙集成在一起進(jìn)行制造。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

1.卡片型電子標(biāo)簽（1）我國第二代身份證

我國第二代身份證相當(dāng)于一個電子標(biāo)簽。（2）城市一卡通

城市一卡通的消費領(lǐng)域包括公交汽車、地鐵、路橋收費和水電煤繳費等。（3）門禁卡

門禁卡的厚度是信用卡厚度的2～3倍，允許進(jìn)入的特定人員會配發(fā)門禁卡。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2．標(biāo)簽類電子標(biāo)簽（1）具有粘貼功能的電子標(biāo)簽（2）鑰匙扣型電子標(biāo)簽（3）植入式電子標(biāo)簽點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.3電子標(biāo)簽的工作特點

1．低頻電子標(biāo)簽的特點（1）低頻電子標(biāo)簽的優(yōu)點

?低頻頻率使用自由； ?低頻電波穿透力強； ?低頻電子標(biāo)簽一般采用普通CMOS工藝，省電、廉價； ?低頻產(chǎn)品有不同封裝形式； ?該頻率的磁場能產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）（2）低頻電子標(biāo)簽的缺點

?低頻電子標(biāo)簽相對于其它頻段的射頻識別產(chǎn)品，存儲數(shù)據(jù)量小，只適合數(shù)據(jù)量要求少的應(yīng)用場合； ?低頻電子標(biāo)簽識別距離近，數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢，只適合近距離、低速度的應(yīng)用場合； ?低頻電子標(biāo)簽采用環(huán)狀天線，天線用線圈繞制而成，線圈的圈數(shù)較多，價格相對較貴。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2．高頻電子標(biāo)簽的特點（1）高頻電子標(biāo)簽的優(yōu)點

?高頻電子標(biāo)簽存貯的數(shù)據(jù)量增大； ?可以用更高的傳輸速率傳送信息； ?電子標(biāo)簽天線通過腐蝕印刷的方式制作，電子標(biāo)簽天線的制作更為簡單； ?該頻段的13.56MHz在全球都免許可使用，沒有特殊的限制。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）（2）高頻電子標(biāo)簽的缺點

?除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是會降低讀取距離；?識別距離近，電子標(biāo)簽與讀寫器的距離一般小于1.5m；?高頻頻段除特殊頻點外，受無線電管理委員會的約束，在全球有許可限制。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）3．微波電子標(biāo)簽的特點（1）微波電子標(biāo)簽的優(yōu)點

?電子標(biāo)簽與讀寫器的距離較遠(yuǎn)，典型情況為4~7m，最大可達(dá)10m以上； ?有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，短時間可以讀取大量的數(shù)據(jù)； ?可以讀取高速運動物體的數(shù)據(jù)； ?多個電子標(biāo)簽同時讀取。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）（2）微波電子標(biāo)簽的缺點

?微波穿透力弱，水、木材和有機物質(zhì)對電波傳播有影響，微波穿過這些物質(zhì)會降低讀取距離；?微波不能穿透金屬，電子標(biāo)簽需要和金屬分開；?灰塵、霧等懸浮顆粒對微波傳播有影響。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.4電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)

1.標(biāo)簽激活的能量要求； 2.標(biāo)簽信息的讀寫速度； 3.標(biāo)簽信息的傳輸速率； 4.標(biāo)簽信息的容量； 5.標(biāo)簽的封裝尺寸； 6.標(biāo)簽的讀寫距離； 7.標(biāo)簽的可靠性； 8.標(biāo)簽的工作頻率； 9.標(biāo)簽的價格點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.5電子標(biāo)簽的功能模塊

標(biāo)簽芯片是電子標(biāo)簽的核心部分，它的功能包括標(biāo)簽信息存貯、標(biāo)簽接收信號的處理和標(biāo)簽發(fā)射信號的處理；天線是電子標(biāo)簽發(fā)射和接收無線信號的裝置。

電子標(biāo)簽芯片電路的復(fù)雜度與標(biāo)簽所具有的功能相關(guān)，一般包括電源電路、時鐘電路、解調(diào)器、編解碼器、控制器、存儲器和負(fù)載調(diào)制電路等功能模塊。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）電子標(biāo)簽的電源電路

電子標(biāo)簽的時鐘電路電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)輸入和輸出模塊電子標(biāo)簽的存儲器電子標(biāo)簽的負(fù)載調(diào)制模塊

電子標(biāo)簽的天線點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.6電子標(biāo)簽的封裝（1）紙標(biāo)簽

紙質(zhì)的電子標(biāo)簽一般由面層、芯片電路層、膠層和底層組成，一般具有自粘帖的功能。（2）塑料標(biāo)簽

塑料電子標(biāo)簽采用特定的工藝和塑料基材，將芯片和天線封裝成不同的標(biāo)簽形式。（3）玻璃標(biāo)簽

玻璃電子標(biāo)簽將芯片和天線用特殊的物質(zhì)植入到一定大小的玻璃容器內(nèi)，封裝成玻璃標(biāo)簽。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.2.7電子標(biāo)簽的發(fā)展趨勢

（1）體積更小

（2）成本更低

（3）作用距離更遠(yuǎn)

（4）無源可讀寫性能更加完善

（5）適合高速移動物體的識別

（6）多標(biāo)簽的讀/寫功能點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）

（7）電磁場下自我保護(hù)功能更完善

（8）智能性更強、加密特性更完善

（9）帶有其他附屬功能的標(biāo)簽

（10）具有殺死功能的標(biāo)簽

（11）新的生產(chǎn)工藝

（12）帶有傳感器功能點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）讀寫器2.3點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.3讀寫器

讀寫器（ReaderandWriter）又稱為閱讀器（Reader）或詢問器，是讀取和寫入電子標(biāo)簽內(nèi)存信息的設(shè)備。

讀寫器又可以與計算機網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，計算機網(wǎng)絡(luò)可以完成數(shù)據(jù)信息的存儲、管理和控制。

讀寫器是一種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其基本作用就是作為數(shù)據(jù)交換的一環(huán)，將前端電子標(biāo)簽所包含的信息，傳遞給后端的計算機網(wǎng)絡(luò)。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.3.1讀寫器的基本組成

讀寫器基本由射頻模塊、控制處理模塊和天線三部分組成。讀寫器通過天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，讀寫器可以看成一個特殊的收發(fā)信機；同時，讀寫器也是電子標(biāo)簽與計算機網(wǎng)絡(luò)的連接通道。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.3.2讀寫器的結(jié)構(gòu)形式1.讀寫器的結(jié)構(gòu)分類

（1）根據(jù)讀寫器天線與讀寫器模塊是否分離，讀寫器可以分為集成式讀寫器和分離式讀寫器。

（2）根據(jù)讀寫器外形和應(yīng)用場合，讀寫器可以分為固定式讀寫器、OEM模塊式讀寫器、手持式讀寫器、工業(yè)讀寫器和讀卡器等。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）2.固定式讀寫器

固定式讀寫器一般是指天線、讀寫器與主控機分離，讀寫器和天線可以分別安裝在不同位置，讀寫器可以有多個天線接口和多種I/O接口。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）4.手持便攜式讀寫器

手持便攜式讀寫器是指天線、讀寫器與主控機集成在一起，適合用戶手持使用的電子標(biāo)簽讀寫設(shè)備，其工作原理與固定式讀寫器基本相同。

手持便攜式讀寫器一般帶有液晶顯示屏，并配有輸入數(shù)據(jù)的鍵盤，常用在付款掃描、巡查、動物識別和測試等場合。點擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解（第2版）5.工業(yè)讀