RFID技术-总复习-1
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1.1 物联网概念
“物物相连的互联网”
定义：把所有物品通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定 位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来，进行 信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和 管理。
• 物联网与互联网
Ø 互联网是物联网的基础 Ø 物联网是互联网发展的延伸
• 突破传统思维，在“物联”时代，“现实 的世间万物” 将与 “虚拟的互联网”整合 为统一的“整合网络”，全球全世界
。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1. 电子标签的基本组成
一般情况下，电子标签由标签专用芯片和标签天线组成。芯 片用来存储物品的数据，天线用来收发无线电波。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2. 电子标签的结构形式 电子标签的结构形式多种多样，有卡片型、环型、钮扣型、条
负载调制的原理示意图31调幅式测量电路2开关电路调制信号调制解调电路311调幅原理与方法31调幅式测量电路一二极管与三极管包络检波1基本电路二极管检波电路vd非线性器件非线性器件信号调制解调电路312包络检波电路31调幅式测量电路2开关式相敏检波电路信号调制解调电路313相敏检波电路半波检波如果u信号调制解调电路31调幅式测量电路313相敏检波电路相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处
而影响数据读取的可靠性与准确度。在一些特殊环境中，如将RFID标签贴于装饮料的铝罐外，或是计算机金
属外壳上，都会遇到这类问题。
3)频段管制问题 目前，各国电磁波管制频段的范围不尽相同，尤其是在超高频和微波频段，各国开放的频率不一
，使得RFID在跨国应用时产生许多问题。RFID设备制造商正朝着提供多频段功能的方式来解决此问题， 但此举会增加设备成本，从而不利于应用推广。
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五 、RFID的行业应用
第九页，共216页。
二、认识RFID技术
2.什么是RFID？ RFID是Radio Frequency Identification
的缩写，即射频识别。常称为感应式电子晶片 或近接卡、感应卡、非接触卡、电子条码等等 ，俗称电子标签。
第十页，共216页。
（2）读写器 读写器是利用射频技术读写电子标签信息的设备。
（3）系统高层 复杂的RFID系统会有多个读写器，这需要系统高层处理问题。
系统高层是计算机网络系统，数据交换与管理由计算机网络完成。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
读写器
读写器（Reader and Writer）又称为阅读器（Reader），是读
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阅读器
阅读器是RFID系统中最重要的基础设施 ：UHF频段的RFID阅读器可分为射频电路和
基带电路两部分。 射频电路部分用于完成高频调制信号的调
制／解调、发射／接收。 基带电路部分主要实现编解码、帧成形
等功能，同时完成UHF RFID读写器与外部 设备或者Host主机之间的通信接口的任务 。
RFID技术将物联网的触角伸到了物体之上。互联网时代，人与人之 间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，RFID技术将人与物、物
与物之间的距离变小了。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
物联网起源于射频识别领域
1、EPC系统与物联网
1999年，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of
（3）微波电子标签的特点
电子标签与读写器的距离较远；有很高的数据传输速率；可以读 取高速运动物体的数据；多个电子标签同时读取。
微波穿透力弱。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
系统高层
对于某些简单的应用，一个读写器可以独立完成应用的需要。但对
于多数应用来说，RFID系统是由许多读写器构成的信息系统，系统高层是
低频系统、高频系统、超高频、微波系统。
（2） 按照供电方式分类 无源供电系统、有源供电系统、半有源供电系统。
（3） 按照耦合方式分类
电感耦合方式、电磁反向散射方式。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（4） 按照技术方式分类 主动广播式、被动倍频式、被动反射调制式。
的运转以此为基础
第一页，共216页。
3.1 物联网体系架构
第二页，共216页。
1.2 物联网原理
• 物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、
无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万
事万物的“Internet of Things”。在这个网络中
，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干 预。
• 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计 算机互联网实现物品(商品)的自动识别 和信息的互联与共享
必不可少的。
系统高层可以将许多读写器获取的数据有效地整合起来， 完成查询、管理与数据交换等功能。
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RFID系统的组成
读写器
电源
时钟
读写 模块
射 数据 频 输入 模
块
数据 输出
能量 时钟 数据输入 数据输出
天
天线Biblioteka 线标签 能量时钟
射 数据 频 输入 模 块 数据
输出
第十一页，共216页。
四、 RFID系统的基本组成
2.RFID系统组成
一套典型的RFID系统由电子标签（Tag）、读写器(Reader) 和Middleware & A.P.中介和应用系统构成如图1-16所示。
。
图1-16 RFID系统组成
第十二页，共216页。
4. RFID技术面临的问题
三、 RFID简史和发展
在现阶段，RFID应用仍有一些关键性的问题等待解决，具体包括： 1)成本问题
成本影响了RFID的拓展速度。美国号称电子标签目标价格为5美分，日本也正朝着推出5日元的标签而努力 。改善制造流程与提高市场规模是RFID降价的关键。 2)信号干扰问题
RFID主要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇到金属或是液体时，信号传导会产生干扰与衰减，进
Technology，MIT）首先提出了物联网的概念。MIT最初的构想是为全球 所有物品都提供一个电子产品编码（Electronic Product Code，EPC ），来实现对全球任何物理对象的唯一有效标识。物联网最初的 思想来源于MIT的这一构想，MIT的这一构想就是现在经常提到的物 联网EPC系统。
RFID具有追踪物品的功能，尤其是在消费性商品的使用上。当消费者在超市中购买商品时，商品的RFID信息 存在着被少部分人刻意收集，从而侵犯他人隐私权的可能性。该项质疑使RFID的大量应用存在不 确定性，还需各国主管机关制订法规并加以解决。
第十三页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.4.1 RFID基本组成
1. RFID系统的构成
RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都是由电子标签 、读写器和系统高层这三大部分组成。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（1）电子标签 电子标签由芯片及天线组成，附在物体上标识目标对象，每个电子标
签具有唯一的电子编码，存储着被识别物体的相关信息。
第三页，共216页。
以RFID为基础的物联网应用
第四页，共216页。
1.2 物联网原理
• 步骤 ü 对物体属性进行标识； ü 需要识别设备完成对物体属性的读取,并将 信息转换为适合网络传输的数据格式；
ü 将物体的信息通过网络传输到信息处理中心， 由处理中心完成物体通信的相关计算。
• 全面感知：利用RFID、传感器、二维码，及其它各种的感知设备随时随地的采集各种动态对象
（5） 按照保存信息方式分类 只读电子标签、一次写入只读电子标签、现场有线可改写式、
现场无线可改写式。 （6） 按照系统档次分类 低档系统、中档系统、高档系统。 （7） 按照工作方式分类 全双工和半双工工作方式、时序工作方式。
型、盘型、钥匙扣型和手表型等。电子标签可能会是独立的标签形式 ，也可能会和诸如汽车点火钥匙集成在一起进行制造。
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四、 RFID系统的基本组成
2.RFID系统组成
2）RFID标签
RFID电子标签（如图1-19所示）是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用 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。
电池工作。电子标签依据频率的不同可分为低频电 子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波 电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签 、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签 及特殊用途的异形标签等。
第二十八页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
RFID系统的分类 （1）按照频率分类
，全面感知世界。
• 可靠的传送：利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时的传送。 • 智能控制：对物体实现智能化的控制和管理，真正达到了人与物的沟通。
第五页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
RFID与物联网的关系
RFID是实现物联网的关键技术。RFID技术与互联网、移动通讯等技 术相结合，可以实现全球范围内物体的跟踪与信息的共享，从而给物体赋予 智能，实现人与物体以及物体与物体的沟通和对话，最终构成联通万事万物 的物联网。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、 EPC系统与射频识别 EPC系统利用射频识别（RFID）技术追踪、管理物品。 2003年
，世界最大的连锁超市美国沃尔玛宣布将使用EPC系统的RFID技术。
EPC系统以射频识别技术作为一种物联网的实现模式，目标是构建全球的 、开放的、物品标识的物联网。
图1-19 RFID标签内部结 构
第二十二页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
3. 电子标签的工作特点
（1）低频电子标签的特点 低频频率使用自由；电波穿透力强；采用普通CMOS工艺，省
电、廉价；有不同封装形式；磁场能产生相对均匀的读写区域。
存储数据量小；识别距离近；数据传输速率比较慢，天线价 格相对较贵。
控存 制储 模器
块等
电池*
计算机
第二十七页，共216页。
四、 RFID系统的基本组成
3.RFID系统类型
依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有 源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有 源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电 池，半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠
4)国际标准制订 目前，RFID技术及标准的制订机构包括EPCglobal与ISO，其中，EPCglobal制订了EPC(Electronic
Product Code)标准，使用UHF频段。ISO制定了ISO14443A/B、ISO15693与ISO18000标准，前两者采用
13.56MHz，后者采用860.930MHz。 5)隐私权问题
RFID是什么？
RFID：RFID是Radio Frequency Identification 的 缩写，即射频识别，俗称电子标签, 是利用无线射
频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对 象的自动识别和数据的读写操作。
区别于其他的短距离无线通信技术在于RFID的被 动工作模式，即利用反射能量进行通信。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（2）高频电子标签的特点
存贮的数据量增大；用更高的传输速率传送信息；天线的制作更 为简单；频段全球都免许可使用。
该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是会降低读取距离； 识别距离近。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
取和写入电子标签内存信息的设备。 读写器可以与计算机网络进行连接，计算机网络可以完成数据信
息的存储、管理和控制。
读写器是一种数据采集设备，将前端电子标签所包含的信 息，传递给后端的计算机网络。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1. 读写器的基本组成
读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。读写器 通过天线与电子标签进行无线通信，读写器可以看成一个特殊的收发信机； 同时，读写器也是电子标签与计算机网络的连接通道。
第十八页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.4.2 电子标签
电子标签（Tag）又称为射频标签、应答器或射频卡。电子标签附
着在待识别的物品上，每个电子标签具有唯一的电子编码，是射频识别系统 真正的数据载体。
在RFID系统中，电子标签的价格远比读写器低，但电子标签的 数量很大，应用场合多样，电子标签的组成、外形和特点也各不相同
“物物相连的互联网”
定义：把所有物品通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定 位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来，进行 信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和 管理。
• 物联网与互联网
Ø 互联网是物联网的基础 Ø 物联网是互联网发展的延伸
• 突破传统思维，在“物联”时代，“现实 的世间万物” 将与 “虚拟的互联网”整合 为统一的“整合网络”，全球全世界
。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1. 电子标签的基本组成
一般情况下，电子标签由标签专用芯片和标签天线组成。芯 片用来存储物品的数据，天线用来收发无线电波。
点击第此二十处页，共结216束页。放映
物联网射频识别（RFID）技术与应用
2. 电子标签的结构形式 电子标签的结构形式多种多样，有卡片型、环型、钮扣型、条
负载调制的原理示意图31调幅式测量电路2开关电路调制信号调制解调电路311调幅原理与方法31调幅式测量电路一二极管与三极管包络检波1基本电路二极管检波电路vd非线性器件非线性器件信号调制解调电路312包络检波电路31调幅式测量电路2开关式相敏检波电路信号调制解调电路313相敏检波电路半波检波如果u信号调制解调电路31调幅式测量电路313相敏检波电路相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处
而影响数据读取的可靠性与准确度。在一些特殊环境中，如将RFID标签贴于装饮料的铝罐外，或是计算机金
属外壳上，都会遇到这类问题。
3)频段管制问题 目前，各国电磁波管制频段的范围不尽相同，尤其是在超高频和微波频段，各国开放的频率不一
，使得RFID在跨国应用时产生许多问题。RFID设备制造商正朝着提供多频段功能的方式来解决此问题， 但此举会增加设备成本，从而不利于应用推广。
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五 、RFID的行业应用
第九页，共216页。
二、认识RFID技术
2.什么是RFID？ RFID是Radio Frequency Identification
的缩写，即射频识别。常称为感应式电子晶片 或近接卡、感应卡、非接触卡、电子条码等等 ，俗称电子标签。
第十页，共216页。
（2）读写器 读写器是利用射频技术读写电子标签信息的设备。
（3）系统高层 复杂的RFID系统会有多个读写器，这需要系统高层处理问题。
系统高层是计算机网络系统，数据交换与管理由计算机网络完成。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
读写器
读写器（Reader and Writer）又称为阅读器（Reader），是读
点击第此十七处页，共结216束页。放映
阅读器
阅读器是RFID系统中最重要的基础设施 ：UHF频段的RFID阅读器可分为射频电路和
基带电路两部分。 射频电路部分用于完成高频调制信号的调
制／解调、发射／接收。 基带电路部分主要实现编解码、帧成形
等功能，同时完成UHF RFID读写器与外部 设备或者Host主机之间的通信接口的任务 。
RFID技术将物联网的触角伸到了物体之上。互联网时代，人与人之 间的距离变小了；而继互联网之后的物联网时代，RFID技术将人与物、物
与物之间的距离变小了。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
物联网起源于射频识别领域
1、EPC系统与物联网
1999年，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of
（3）微波电子标签的特点
电子标签与读写器的距离较远；有很高的数据传输速率；可以读 取高速运动物体的数据；多个电子标签同时读取。
微波穿透力弱。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
系统高层
对于某些简单的应用，一个读写器可以独立完成应用的需要。但对
于多数应用来说，RFID系统是由许多读写器构成的信息系统，系统高层是
低频系统、高频系统、超高频、微波系统。
（2） 按照供电方式分类 无源供电系统、有源供电系统、半有源供电系统。
（3） 按照耦合方式分类
电感耦合方式、电磁反向散射方式。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（4） 按照技术方式分类 主动广播式、被动倍频式、被动反射调制式。
的运转以此为基础
第一页，共216页。
3.1 物联网体系架构
第二页，共216页。
1.2 物联网原理
• 物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、
无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万
事万物的“Internet of Things”。在这个网络中
，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干 预。
• 实质：利用射频自动识别(RFID)技术，通过计 算机互联网实现物品(商品)的自动识别 和信息的互联与共享
必不可少的。
系统高层可以将许多读写器获取的数据有效地整合起来， 完成查询、管理与数据交换等功能。
点击第二此十六处页，结共21束6页。放映
RFID系统的组成
读写器
电源
时钟
读写 模块
射 数据 频 输入 模
块
数据 输出
能量 时钟 数据输入 数据输出
天
天线Biblioteka 线标签 能量时钟
射 数据 频 输入 模 块 数据
输出
第十一页，共216页。
四、 RFID系统的基本组成
2.RFID系统组成
一套典型的RFID系统由电子标签（Tag）、读写器(Reader) 和Middleware & A.P.中介和应用系统构成如图1-16所示。
。
图1-16 RFID系统组成
第十二页，共216页。
4. RFID技术面临的问题
三、 RFID简史和发展
在现阶段，RFID应用仍有一些关键性的问题等待解决，具体包括： 1)成本问题
成本影响了RFID的拓展速度。美国号称电子标签目标价格为5美分，日本也正朝着推出5日元的标签而努力 。改善制造流程与提高市场规模是RFID降价的关键。 2)信号干扰问题
RFID主要是基于无线电波传送原理，当无线电波遇到金属或是液体时，信号传导会产生干扰与衰减，进
Technology，MIT）首先提出了物联网的概念。MIT最初的构想是为全球 所有物品都提供一个电子产品编码（Electronic Product Code，EPC ），来实现对全球任何物理对象的唯一有效标识。物联网最初的 思想来源于MIT的这一构想，MIT的这一构想就是现在经常提到的物 联网EPC系统。
RFID具有追踪物品的功能，尤其是在消费性商品的使用上。当消费者在超市中购买商品时，商品的RFID信息 存在着被少部分人刻意收集，从而侵犯他人隐私权的可能性。该项质疑使RFID的大量应用存在不 确定性，还需各国主管机关制订法规并加以解决。
第十三页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.4.1 RFID基本组成
1. RFID系统的构成
RFID系统因应用不同其组成会有所不同，但基本都是由电子标签 、读写器和系统高层这三大部分组成。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（1）电子标签 电子标签由芯片及天线组成，附在物体上标识目标对象，每个电子标
签具有唯一的电子编码，存储着被识别物体的相关信息。
第三页，共216页。
以RFID为基础的物联网应用
第四页，共216页。
1.2 物联网原理
• 步骤 ü 对物体属性进行标识； ü 需要识别设备完成对物体属性的读取,并将 信息转换为适合网络传输的数据格式；
ü 将物体的信息通过网络传输到信息处理中心， 由处理中心完成物体通信的相关计算。
• 全面感知：利用RFID、传感器、二维码，及其它各种的感知设备随时随地的采集各种动态对象
（5） 按照保存信息方式分类 只读电子标签、一次写入只读电子标签、现场有线可改写式、
现场无线可改写式。 （6） 按照系统档次分类 低档系统、中档系统、高档系统。 （7） 按照工作方式分类 全双工和半双工工作方式、时序工作方式。
型、盘型、钥匙扣型和手表型等。电子标签可能会是独立的标签形式 ，也可能会和诸如汽车点火钥匙集成在一起进行制造。
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四、 RFID系统的基本组成
2.RFID系统组成
2）RFID标签
RFID电子标签（如图1-19所示）是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用 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。
电池工作。电子标签依据频率的不同可分为低频电 子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波 电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签 、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签 及特殊用途的异形标签等。
第二十八页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
RFID系统的分类 （1）按照频率分类
，全面感知世界。
• 可靠的传送：利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时的传送。 • 智能控制：对物体实现智能化的控制和管理，真正达到了人与物的沟通。
第五页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
RFID与物联网的关系
RFID是实现物联网的关键技术。RFID技术与互联网、移动通讯等技 术相结合，可以实现全球范围内物体的跟踪与信息的共享，从而给物体赋予 智能，实现人与物体以及物体与物体的沟通和对话，最终构成联通万事万物 的物联网。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
2、 EPC系统与射频识别 EPC系统利用射频识别（RFID）技术追踪、管理物品。 2003年
，世界最大的连锁超市美国沃尔玛宣布将使用EPC系统的RFID技术。
EPC系统以射频识别技术作为一种物联网的实现模式，目标是构建全球的 、开放的、物品标识的物联网。
图1-19 RFID标签内部结 构
第二十二页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
3. 电子标签的工作特点
（1）低频电子标签的特点 低频频率使用自由；电波穿透力强；采用普通CMOS工艺，省
电、廉价；有不同封装形式；磁场能产生相对均匀的读写区域。
存储数据量小；识别距离近；数据传输速率比较慢，天线价 格相对较贵。
控存 制储 模器
块等
电池*
计算机
第二十七页，共216页。
四、 RFID系统的基本组成
3.RFID系统类型
依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有 源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。有 源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电 池，半无源电子标签(Semi—passive tag)部分依靠
4)国际标准制订 目前，RFID技术及标准的制订机构包括EPCglobal与ISO，其中，EPCglobal制订了EPC(Electronic
Product Code)标准，使用UHF频段。ISO制定了ISO14443A/B、ISO15693与ISO18000标准，前两者采用
13.56MHz，后者采用860.930MHz。 5)隐私权问题
RFID是什么？
RFID：RFID是Radio Frequency Identification 的 缩写，即射频识别，俗称电子标签, 是利用无线射
频信号实现非接触方式下的双向通信，完成对目标对 象的自动识别和数据的读写操作。
区别于其他的短距离无线通信技术在于RFID的被 动工作模式，即利用反射能量进行通信。
点击第二此十三处页，结共21束6页。放映
物联网射频识别（RFID）技术与应用
（2）高频电子标签的特点
存贮的数据量增大；用更高的传输速率传送信息；天线的制作更 为简单；频段全球都免许可使用。
该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是会降低读取距离； 识别距离近。
点击第二此十四处页，结共21束6页。放映
物联网射频识别（RFID）技术与应用
取和写入电子标签内存信息的设备。 读写器可以与计算机网络进行连接，计算机网络可以完成数据信
息的存储、管理和控制。
读写器是一种数据采集设备，将前端电子标签所包含的信 息，传递给后端的计算机网络。
点击第十此六页处，共结21束6页。放映
物联网射频识别（RFID）技术与应用
1. 读写器的基本组成
读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。读写器 通过天线与电子标签进行无线通信，读写器可以看成一个特殊的收发信机； 同时，读写器也是电子标签与计算机网络的连接通道。
第十八页，共216页。
物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.4.2 电子标签
电子标签（Tag）又称为射频标签、应答器或射频卡。电子标签附
着在待识别的物品上，每个电子标签具有唯一的电子编码，是射频识别系统 真正的数据载体。
在RFID系统中，电子标签的价格远比读写器低，但电子标签的 数量很大，应用场合多样，电子标签的组成、外形和特点也各不相同