RFID技术和RFID读卡器

2020-02-27 21:08发布

无线射频识别技术（RFID）的快速崛起，既是技术发展的结果，也是应用需求的体现。从上个世纪90年代开始，围绕RFID的各种应用就如雨后春笋般大量涌现出来。今天，我们就简单地介绍一下RFID技术和其中最重要的产品－读卡器。

频带的划分

在射频领域，把电磁波按频率划分成6大部分。而RFID主要工作在3个频带上：低频(30〜300kHz)、高频 (3〜30MHz)和超高频(300MHz〜3GHz)。常见的工作频率有低频125kHz与134.2kHz、高频13.56MHz、超高频 433Mhz、860MHz〜930MHz、2.45GHz等。低频RFID主要用在短距离、低成本的应用中，如门禁控制、校园卡、煤气表、水表等。高频系统则用于需传送大量数据的应用系统中，超高频则应用在需要较长的读写距离和高读写速度的场合，如火车监控、高速公路收费等系统中，但是其天线波束方向较窄且价格较高。另外，超高频RFID产品常常被使用在供应链管理上，沃尔玛、麦德龙、吉列、宝洁等企业都用其作为改进管理体系的革新性手段。EPC标准（下面会介绍）规定的载波频率为13.56MHz和860MHz〜930MHz两个频段，而13.56MHz频率采用的标准原型是 ISO/IEC15693，已经收入到ISO/IEC18000-3中。

图1 读卡器结构简图RFID的标准

作为一项商业化的技术，RFID也有着自己的标准。ISO(国际标准化组织)就为其制定了一系列标准。另外，众多开发厂商也组成联盟，制定了自己的技术标准，这就是EPC标准，它也是目前应用最为广泛的一个标准。EPC将RFID系统分成了四个层次，包括物理层、中间层、网络层和应用层。物理层是整个系统的物理环境构造，包括标签、天线、读写器、传感器、仪器仪表等硬件设备。中间层是信息采集的中间件和应用程序接口，负责对读卡器所采集到的标签中的信息进行简单的预处理，然后将信息传送到网络层或应用层的数据接口。网络层是系统内部以及系统间的数据联系纽带，各种信息在其上交互传递。应用层则是EPC后端软件及企业应用系统。在明晰的系统层次上，EPC标准还统一了数据的报文格式，并规范了输出传输流程。这样， RFID系统的部署就会变的严谨有序。
承上启下的读卡器

被测物的信息基本载体是电子标签，它有两种类型，一种是有源型的，即自带电源；另一种则是无源型的，自身不带电源，由外部供电。那么谁给它供电呢？就是RFID系统中的读卡器。它是一个射频收发器，一旦进入工作状态，会发射调幅信号来激活电子标签。如果遇上了无源型电子标签，还要给它传输电能。当然，电能的传输是受到多种外部条件限制的。比如在美国，超过1W的能量就是不允许经无线传输的。对读卡器的性能要求是很严格的，因为它必须从所收到的各种反射信号中甄别出标签所反射的微弱信号。很多读卡器产品都存在着数据误读的问题，这也成为了RFID技术发展的一个障碍。

一些业界知名的公司都开发自己的读卡器产品，包括完整的读卡器或读卡器模块。以美国WJ公司为例，其就推出了基于第二代RFID标准的UHF射频识别读出器组件MPR7020。这种模块可以工作在中国的UHF频带（917〜922 MHz），功率为1.0W，符合第1代EPC 0级、EPC 1级和 0+ Zuma以及UHF Gen2等标准的要求。德州仪器公司是最早推出RFID产品的公司，他们也有自己的UHF读卡器模块MR100-A。该模块采用了塑料外壳，重为170g，工作频率为13.56MHz，传输功率为0.8〜1.0W。另外，Sirit公司近日也推出一款高频读卡器模块INfinity 196，该产品的工作频率为13.56MHz ，可用于无现金支付、安全交易、出入控制、身份识别或产品认证以及供应链中的单品级跟踪等应用。
结语

在所有RFID产品中，读卡器的含金量是最高的，因为它是半导体技术、射频技术、高效解码算法等多种技术的集合。现已面世的产品大都为欧美日公司所生产，而国内公司还鲜有产品问世。所以，要想抓住这个巨大的机遇，国内厂家还有很长的路要走。

原文地址:http://www.epc.com.cn/magzine/20061201/8097.asp
李晓延; RFID技术和RFID读卡器 [J];今日电子; 2006年12期; 44+51

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