20第1章 RFID系统概述
无线射频识别(RFID)技术---第1章RFID概述选编
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1.3 射频识别技术的应用
1.2004年开始，全球最大零售商沃尔玛开始采 用RFID技术，每年可节省83.5亿美元。 2.2005年底美国国防部开始大规模应用RFID 技术。 3.飞利浦公司为2006年世界杯提供320万张 RFID门票。 4. SAP、英特尔共同开发RFID技术并大力推 广应用。
无线射频识别（RFID）
第1章 射频识别技术概论 本章重点：掌握射频识别技术的概念和基本原理；
了解射频识别技术的应用； 了解射频识别技术的现状和前景。 1.1 射频识别技术简介 1.2 射频识别技术的基本原理 1.3 射频识别技术的应用
2019/7/24
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RFID的分类
半有源RFID，结合有源RFID和无源RFID的优势， 在低频125KHZ频率的触发下，让微波2.45G发挥优 势。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技 术，利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上 传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办 法实现的功能。简单的说，就是近距离激活定位，远 距离识别及上传数据。
1.1 射频识别技术简介
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射 频识别。 RFID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。
射频识别系统的组成: – 电子标签（Tag） – 阅读器 （Reader） – 天线 (Antenna)
行李包裹自动识别 非接触电子钥匙 集装箱自动分类管理
rfid 教学大纲
rfid 教学大纲RFID教学大纲引言：RFID（Radio Frequency Identification）无线射频识别技术是一种通过无线电信号实现物体自动识别的技术。
它已经广泛应用于物流、供应链管理、智能交通、智能医疗等领域。
为了提高学生对RFID技术的理解和应用能力，制定一份RFID教学大纲是非常必要的。
一、RFID技术概述1. RFID技术的定义和基本原理- RFID技术的定义和发展历程- RFID系统的组成和工作原理- RFID标签、读写器和中间件的功能和特点2. RFID技术的应用领域- 物流与供应链管理- 零售业- 智能交通系统- 智能医疗- 其他领域的应用案例二、RFID系统设计与实现1. RFID系统的硬件设计- RFID标签的选择和设计- RFID读写器的选择和设计- RFID中间件的选择和设计2. RFID系统的软件设计- RFID数据管理和处理- RFID系统的接口设计- RFID系统的安全与隐私保护三、RFID技术的性能评估与优化1. RFID系统的性能评估指标- 读写距离- 读写速度- 识别率- 抗干扰性能2. RFID系统的性能优化方法- 天线设计与布局优化- 通信协议的选择与优化- 数据处理算法的优化四、RFID技术的未来发展趋势1. RFID技术的发展方向- 多射频技术的应用- 大规模标签管理与识别- 与其他技术的融合应用2. RFID技术的挑战与解决方案 - 安全与隐私保护- 成本与标签寿命- 标准与互操作性结语：RFID技术作为一种重要的自动识别技术，已经在各个领域得到广泛应用。
通过本教学大纲，学生可以全面了解RFID技术的基本原理、系统设计与实现、性能评估与优化以及未来发展趋势。
希望通过学习RFID技术，学生能够在实际应用中灵活运用，并为RFID技术的发展做出贡献。
第1章RFID技术概述
RFID智能交通管理
RFID门禁考勤
动物别的优势及特点主要表现如下：
1. 快速扫描 2. 体积小型化、形状多样化 3. 抗污染能力和耐久性 4. 可重复使用 5. 穿透性和无屏障阅读 6. 数据的记忆容量大 7. 安全性
有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标 签成本不断降低，规模应用行业扩大。
1.2 RFID系统的组成
典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中 间件和应用系统软件4部分构成。
图2 RFID系统组成
1.2.1硬件组件
1. 阅读器（读头、读写器，Reader） 阅读器通常由射频接口、逻辑控制单元和天线3部分组
图5 RFID中间件
2. RFID应用系统软件
RFID应用系统软件是针对不同行业的特定需求开发的 应用软件，可以有效地控制阅读器对电子标签信息进行读写 ，并且对收集到的目标信息进行集中的统计与处理。RFID应 用系统软件可以集成到现有的电子商务和电子政务平台中， 与ERP、CRM以及WMS等系统结合以提高各行业的生产效 率。
RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。 • 1981～1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用
开始出现。 • 1991～2000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到
广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。 • 2001—今。标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，
射频识别系统所完成的功能可归结为数据获取的一种实 现手段，因而国外也有将其归为自动数据获取技术范畴。 射频识别系统中的数据交换包含两个方面的含义：从读写 器向射频标签方向的数据传输和从射频标签向读写器方向 的数据传输。
物联网射频识别(RFID)技术与应用 - 第1章
第1章 物联网RFID系统概述
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1
物联网与射频识别技术
1.2
自动识别技术
1.3
RFID历史与未来
1.4
RFID系统构成
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1.1
物联网与射频识别技术
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2.物联网的现状与未来 物联网的基本思想是美国麻省理工学院在1999年提出的。 2005年11月17日，在突尼斯（Tunis）举行的信息社会世界
峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告 2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
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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。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
20世纪80年代是RFID技术应用的成熟期，挪威使用了RFID 电子收费系统，美国铁路用RFID系统识别车辆，欧洲用RFID电子 标签跟踪野生动物来对野生动物进行研究。
20世纪90年代RFID技术首先在美国的公路自动收费系统得 到了广泛应用。发达国家配置了大量的RFID电子收费系统，并将 RFID用于安全和控制系统。
RFID原理与应用-第一章
※ 自动识别方法—CPU卡
CPU卡也称智能卡，卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储 单元（包括随机存储器RAM、程序存储器ROM（FLASH）、用户 数据存储器EEPROM）以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU 卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命 令处理和数据安全保护等功能。
方式-1
1-2 RFID在我国的发展
我国虽然在基础研究方面起步比欧 美等发达国家晚，但在RFID技术的应用 和普及方面却已经走在很多国家的前面， 我国相继利用RFID技术研究开发了第二 代身份证、城市交通一卡通、电子门票， 电子导游机等，近年来新的应用案例更 是层出不穷。
1-3 RFID系统
RFID系统从广义来讲是利用了RFID技术的 系统，大规模的业务系统的数据采集可能包含 很多不同数据识别采集技术，比如现阶段很多 物流系统上条形码和RFID电子标签并存，这样 的只要是部分利用了RFID技术的系统可以称为 RFID系统。 RFID系统从狭义来讲是专注于处理RFID电 子标签数据的系统。
由于没有掌握关键的生产工艺，原来我国设计的CPU卡芯片一直 在国外生产。目前我国自主设计、制造的CPU卡容量达到了122K 。 CPU卡可适用于金融、保险、交警、政府行业等多个领域，具有 用户空间大、读取速度快、支持一卡多用等特点，并已经通过中 国人民银行和国家商秘委的认证。
※ 自动识别方法—射频识别 （RFID）
※ 自动识别方法—生物识别
生物识别是一个能毫不含糊地用惟一的、独特的生物特征的方法辨 识人的过程。在这方面，可以给出生理学和行为学的特征上的区别。 如果方法所测试的特性直接与个人的身体有关而且完全独立于意识 行为的模式之外，则被称之为生理学的生物特征。相反，基于行为 学的生物测试方法，是利用了某些可在一定限度内有意识地加以改 变，但仍能代表某一特殊个人的特性。生物测试法的分类如图1所示：
射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
1.产品的追溯功能
2.数据的读写功能
3.小型化和多样化的形状
4.耐环境性
5.可重复使用
6.穿透性
7.数据的记忆容量大
2、RFID标签的应用及防伪特点
应用1：2009年五粮液集团投入2亿元的巨资购买R F I D系统，以满足五粮液高端产品对安全防伪和产品追溯管理等功能的需求，构建一个完整的RFID整体解决平台。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?
答：
11比特应答器是字节为1比特的应答器。
2应用于电子防盗系统。
3射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?
答：
①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
生成公钥
随机生成数字k作为私钥，我们将其乘以曲线上称为生成点G的预定点，在曲线上的其他位置产生另一个点，即相应的公钥K.
生成器点G被指定为secp256k1标准的一部分，并且对于所有密钥始终相同
5.8说明射频识别中阅读器与应答器的三次认证过程。
答：
三次认证过程
阅读器发送查询口令的命令给应答器，应答器作为应答响应传送所产生的一个随机数RB给阅读器。
第2章电感耦合方式的射频前端
2.2画出图2.26中P点处的电压波形，并进一步比较图2.26所示电路与图2.28(a)所示电路的不同点。
答：
图2.26所示电路与图2.28（a）所示电路的不同点：
图2.26所示的电路里面加入了滤波电路和跟随电路，而图2.28（a）没有。并且图2.28有二极管，来进行确定导通哪个三极管，但是图2.28（a）没有，这就使得图2.28（a）变成了标准正弦波。
实验 02----RFID实验系统 ----125kHz
二、阅读器
RDM6300由ITEAD STUDIO推出的、非开 放的读卡器模块，所以只能用来作为 125K EM4100及兼容卡片的读卡器模块； 将配套的天线连接到模块上，然后将 模块的输出串口引脚连接到单片机的 串口上，并供上5V电源，这时只要将 RFID卡靠近天线，模块串口就会输出 读取到的卡号等信息。
安全和保密性能好，采用双向验证机制。读写器验证IC卡的合法性，同时IC 卡验证读写器的合法性。每张卡均有唯一的序列号。制造厂家在产品出产前 已将此序列号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张相同的非接触 IC卡； 缺点：卡片存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应用； 应用：物流、 动物标签、 防伪、存储控制、工业自动化
实验二 RFID(125kHz)子系统
主要教学内容
RFID系统概述 标签-------结构与信息存储方式
阅读器----结构与识别应答信息的原理
实验操作
思考题
阅读参考
学习建议
RFID( ) 系统（ ）
低频
只读
PC机Biblioteka 串 口 传 输标签(低频)
节点板
串口传输
阅读器 （低频）
阅读器：读取电子标签信息的设备，主要任务是控制射 频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标 签的标识信息进行解码，将标识信息连带标签上其他相 关信息传输到主机以供处理。
三、实验操作
实验指导书实验三
四、思考题
1.简述低频卡的阅读过程。 2.RFID的含义？ 3.SIL F330的内核？功能特点？生产厂家？ 4.SIL F330在RFID系统的中作用？ 5.125kHzRFID系统软件包括几个部分，各部分的功能及主要思想？ 6.采用何种调制技术传输标签数据？信号调制与解调的波形变化?
RFID系统构成及工作原理
三.RFID系統的基本原理
2、電感耦合系統
2、資料傳輸 電子標籤與讀寫器的資料傳輸採用負載調製時，其電感
耦合是一種變壓器耦合，即作為初級線圈的讀寫器和作為 次級線圈的電子標籤之間的耦合。只要線圈之間的距離不 超過0.16，並且電子標籤處於發送天線的近場範圍內，則 變壓器耦合就有效。
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三.RFID系統的基本原理
RFID系統的構成及工作原理
工業互聯網推動小組整合部
Agenda
一. RFID系統構架 二. RFID編碼、調製與資料校驗
三. RFID系統的基本原理 四. RFID標籤資料寫入 五. RFID的應用領域 06
2
一. RFID系統構架
RFID是一種系統，一種射頻識別系統。典型的RFID系統主要由 閱讀器、電子標籤、RFID中介軟體和應用系統軟體4部分構成，一般 我們把中介軟體和應用軟體統稱為應用系統。
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三.RFID系統的基本原理
3、電磁反向散射系統
3、RFID反向散射耦合工作原理 電磁反向散射系統的工作可分為以下兩個過程。 （1）電子標籤接受讀寫器發射的信號，其中包括已調製載波和未調製 載波。當電子標籤接收的信號沒有被調製時，載波能量全部被轉換成直 流電壓，這個直流電壓供給電子標籤內晶片能量；當載波攜帶資料或者 命令時，電子標籤通過接收電磁波作為自己的能量來源，並對接收信號 進行處理，從而接收讀寫器的指令或資料。 （2）電子標籤向讀寫器返回信號時，讀寫器只向標籤發送未調製載波， 載波能量一部分被電子標籤轉化成直流電壓，供給電子標籤工作；另一 部分被標籤通過改變射頻前端電路的阻抗調製並反射載波來向讀寫器傳 送資訊。
17
三.RFID系統的基本原理
1、基本工作原理 電磁反向散射耦合方式一般適用於高頻、微頻工作的遠
RFID智能图书馆系统介绍
RFID智能图书馆系统介绍RFID智能图书馆系统介绍一、引言本章将主要介绍RFID智能图书馆系统的背景和意义，以及本文档的目的和范围。
二、系统概述本章将详细介绍RFID智能图书馆系统的基本架构、工作原理以及主要功能模块。
⑴系统架构本节将介绍RFID智能图书馆系统的整体架构，包括硬件和软件方面的构成。
⑵工作原理本节将详细阐述RFID智能图书馆系统的工作原理，包括标签识别、信息存储和获取、数据传输等过程。
⑶功能模块本节将逐一介绍RFID智能图书馆系统的各个主要功能模块，包括图书借还管理、图书查询和定位、读者信息管理等。
三、系统需求分析本章将对RFID智能图书馆系统的需求进行详细分析，包括功能需求和性能需求。
⑴功能需求本节将列出RFID智能图书馆系统各个功能模块的具体需求和规格。
⑵性能需求本节将详细描述RFID智能图书馆系统在性能方面的需求，包括响应时间、并发能力等指标。
四、系统设计与实现本章将对RFID智能图书馆系统的设计和实现进行详细介绍。
⑴硬件设计本节将详细阐述RFID智能图书馆系统所需的各种硬件设备的选择和配置。
⑵软件设计本节将详细介绍RFID智能图书馆系统的软件设计，包括系统架构、数据库设计等方面。
⑶系统实现本节将说明RFID智能图书馆系统的实现过程，包括安装、配置、测试等。
五、系统测试与评估本章将对RFID智能图书馆系统进行全面的测试和评估，包括功能测试、性能测试、安全性评估等方面。
六、系统部署与维护本章将介绍RFID智能图书馆系统的部署和维护工作，包括服务器部署、应用发布、故障排除等。
七、参考资料本章将列出本文档所参考的资料和文献。
附件：本文档所涉及的附件，包括系统设计图、测试报告等。
法律名词及注释：本文所涉及的法律名词及其注释。
RFID 智能仓库管理系统
RFID 智能仓库管理系统一、系统概述随着计算机的应用普及，目前大多数企业的仓库管理数据资料已开始采用计算机数据系统管理，但数据还是采用先纸张记录、再手工输入计算机的方式进行采集和统计整理。
这不仅造成大量的人力资源浪费，而且由于人为的因素，数据录入速度慢、准确率低。
随着企业规模的不断发展，仓库管理的物资种类及数量在不断增加、出入库频率剧增，仓库管理作业变得十分复杂和多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求，严重影响了企业的运行工作效率，成为制约企业发展的一大障碍。
RFID 技术的迅速发展，以及电子标签因其不易污染、磨损、划伤，标签本身是无源件、体积小、耐用可靠、操作迅速方便等优点，正被各企业所相继应用，新型的RFID 仓库智能管理系统给企业生产、生活带来了前所未有的方便。
基于RFID 的仓库管理系统是在现有仓库管理中引入RFID 技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的准确性和效率性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。
通过科学的编码，还可方便地对货物的批次、产地、生产日期、失效日期等进行管理。
利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置、数量、批次等等，有利于提高仓库管理的工作效率。
二、系统架构本文案本着节省、实用、先进的原则设计，具体功能分为三部分：一是进出货物信息的记录和管理；二是进出车辆(集装箱)的相关信息的记录；三是仓库内货物、集装箱的定位。
对于前两部分的功能需求，贵公司目前采用的是人工记录的方法，容易出现人力成本的增加和造成出错率高等问题。
本方案所设计的基于RFID 的仓库管理系统主要用于满足第一、第二部分的需求，可以有效地提高仓库管理的效率，杜绝货物出错问题的发生。
扩展部分可以满足第三需求。
货物通过仓库大门进入时，安装在入口处的固定式读写器自动识别货物名称、数量、批次等，并将读取到的货物标签信息提交给服务器和PC 机管理终端，仓库管理员根据系统显示的信息逐项进行对照检查、确认，指定存放位置后完成入库工作，更新数据库中货品记录。
射频识别系统的基本组成
射频识别系统的基本组成一、射频识别系统概述射频识别系统（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种无线通信技术，用于实现对物体的自动识别和跟踪。
它通过将标签（Tag）附着在物体上，并利用射频信号进行通信，实现对物体的识别、定位和管理。
射频识别系统由多个组件组成，下面将详细介绍其基本组成。
二、射频识别系统的基本组件射频识别系统主要由标签（Tag）、读写器（Reader）和后台管理系统（Backend System）三个基本组件构成。
2.1 标签（Tag）标签是射频识别系统中的被识别对象，它通常由射频芯片和天线组成。
射频芯片储存了标签的唯一识别码（ID）和其他相关信息，天线用于接收和发送射频信号。
标签可以分为主动式标签和被动式标签两种类型。
2.1.1 主动式标签主动式标签内置电池，能够主动发送射频信号，读写器可以通过接收这些信号来实现与标签的通信。
主动式标签通常具有较远的读取距离和较高的通信速率，适用于对物体进行实时跟踪和定位。
2.1.2 被动式标签被动式标签没有内置电池，它通过读写器发送的射频信号来激活，并将自身的信息回传给读写器。
被动式标签的读取距离相对较短，但成本较低，适用于对物体进行简单的识别和管理。
2.2 读写器（Reader）读写器是射频识别系统中的核心设备，它用于发送和接收射频信号。
读写器通常由射频模块、处理器和接口模块组成。
射频模块用于发送和接收射频信号，处理器用于处理标签的数据和实现通信协议，接口模块用于与后台管理系统进行数据交互。
2.3 后台管理系统（Backend System）后台管理系统是射频识别系统的数据处理和管理中心，它负责接收读写器传输的数据，并进行解析、存储和分析。
后台管理系统通常包括数据库、服务器和应用程序。
数据库用于存储标签的信息和相关数据，服务器用于接收和处理读写器传输的数据，应用程序用于实现数据的查询、分析和管理。
三、射频识别系统的工作原理射频识别系统的工作原理可以分为标签的激活和通信两个过程。
(完整版)射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
第1章RFID概论1.2简述RFID的基本原理答：1.4简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。
答：原理：①电感耦合:应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。
②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz, 915mhz, 2.45ghz，5.5ghz,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。
②应用于电子防盗系统。
③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?答：①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
④若有需要，应能和高层处理交互信息。
1.10 RFID标签和条形码各有什么特点?它们有何不同?答：特点：RFID标签：①RFID可以识别单个非常具体的物体。
②RFID可以同时对多个物体进行识读。
③RFID采用无线射频，可以透过外部材料读取数据。
④RFID的应答器可存储的信息量大，并可以多次改写。
⑤易于构成网络应用环境。
条形码：①条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。
②条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。
③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。
不同点：而RFID不要求看见目标，RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。
1.12参阅有关资料，对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。
射频识别(RFID)技术
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应用目标
引入RFID技术，提高库存管理效率和准确 性，降低人工成本，优化供应链管理。
技术方案与实施过程
技术方案
选择合适的RFID标签和读 写器，进行系统集成和数
据传输设计。
2. 系统设计
选择硬件设备、设计软件 架构。
4. 系统集成
将RFID系统与现有管理系 统集成。
1. 需求分析
明确库存管理需求和目标。
详细描述
RFID系统需要大量的标签和读取设备， 这些设备的制造成本较高。此外，部 署和维护RFID系统的成本也相对较高。
技术标准不统一问题
总结词
RFID技术缺乏统一的标准，导致不同系 统之间的互操作性差。
VS
详细描述
目前，不同的行业和应用领域都有自己的 RFID标准，这些标准之间缺乏统一，导 致不同系统之间的数据交换和互操作性变 得困难。
读写器可以通过串口、 USB、网络等接口与外部 设备进行通信。
天线
天线的作用
天线负责传输信号，使读写器与 RFID标签之间能够进行无线通信。
天线的类型
天线可分为偶极天线、单极天线、 螺旋天线等类型。
天线的方向性
天线有一定的方向性，需要根据应 用场景选择合适的天线。
数据管理系统
数据管理系统的功能
数据管理系统负责对RFID数据进行管理，包括数据的存储、查询、 分析等。
更快的读写速度
总结词
随着通信协议和信号处理技术的发展，RFID标签的读写速度正在不断提高，未来将有可能实现更快的 读写速度。
详细描述
目前，大多数RFID系统的读写速度已经能够满足实际应用的需求。然而，随着通信协议和信号处理技 术的不断发展，未来RFID标签的读写速度仍有提升空间。更快的读写速度将有助于提高RFID系统的 整体性能和应用范围。
RFID原理及应用 (1)
1.3.3反向散射调制的能量传递
电磁波从天线向周围空间发射，会遇到不同的目 标。到达目标的电磁能量一部分被目标吸收，另一部 分以不同的强度散射到各个方向上去。反射能量的一 部分最终返回发射天线。在雷达技术中，用这种反射 测量目标的距离和方位。 1. 读写器到射频标签的能量传输
在距离读写器R的射频标签处的功率密度为
系统工作时，阅读器发出查询（能量）信号， 标签（无源）在收到查询（能量）信号后将其 一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工 作；另一部分能量信号被电子标签内保存的数 据信息调制后反射回阅读器。
电子标签是射频识别系统真正的数据载体
1.2.2 软件组件 1. 中间件
中间件位于客户机、服务器的操作系统之上，管 理计算资源和网络通信。
1.4.3 RFlD系统的分类
根据RFID系统完成的功能不同，可以粗略 地把RFID系统分成4种类型：
EAS系统 便携式数据采集系统 物流控制系统 定位系统
1.4.4 RFID系统的 基本区别特征
射频识别系统包含 有许多不同改型品 种，由众多厂家生 产。为了了解射频 识别系统的全貌， 有必要找出能把各 种射频识别系统相 互区别的特征，如 图1-9所示。
S P读G发 / 4πR2 EIRP / 4πR2
在射频标签和发射天线最佳对准和正确极化时， 射频标签可吸收的最大功率与入射波的功率密度S成 正比，可表示为
P标签=AeS 2G标签S / 4π 2G标签EIRP /16π2R2
2. 射频标签到读写器的能量传输 射频标签返回的能量与其雷达散射截面
射频信号加载到天线之后，在紧邻天线的空间 中，除了辐射场之外，还有一个非辐射场。该 场与距离的高次幂成反比，随着离开天线的距 离增大迅速减小。
rfid应用系统的构建
耐久性
电子标签具有较好的耐久性和抗污染能力， 适用于各种恶劣环境。
适用性
RFID技术可广泛应用于物流、零售、制造、 医疗等领域。
RFID技术的分类
01
02
03
有源RFID
电子标签内置电池，可主 动发送信号给阅读器，通 信距离较远，但标签寿命 受限于电池寿命。
无源RFID
电子标签通过吸收阅读器 发出的无线电波获取能量， 标签寿命长，但通信距离 较短。
3
标签材料
标签材料的选择对于其耐用性和成本有着重要影 响，常见的材料有纸质、塑料和金属等。
阅读器
阅读器功能
01
阅读器负责与标签进行通信，读取和写入标签信息，应具备多
标签识别、防碰撞处理等功能。
阅读器接口
02
阅读器应具备多种通信接口，如RS232、USB、WiFi等，以便
与外部设备进行数据传输。
阅读器安全性
国际标准
国际标准化组织（ISO）将制定更加完善的 RFID标准，促进不同国家和地区之间的互操 作性和兼容性。
国内标准
各国政府将制定符合本国需求的RFID标准，推动本 国RFID产业的发展和应用。
企业标准
各大企业将制定符合自身需求的RFID标准， 以提升企业的竞争力和市场地位。
THANKS FOR WATCHING
应用领域的拓展
01
智能制造
智慧物流
02
03
医疗健康
RFID技术将在智能制造领域发挥 重要作用，实现生产过程的自动 化和智能化。
通过RFID技术，实现物流信息的 快速、准确采集，提高物流效率 和降低成本。
RFID技术将在医疗健康领域发挥 重要作用，如药品追踪、医疗器 械管理等方面。
第1章 RFID概述
密耦合系统：具有很小作用距离的射频识别系统，其典型作用距离范围为0～ 1CM。密耦合系统是利用射频标签与读写器天线的无功近场区之间的电感耦合 （闭合磁路）构成的无接触空间信息传输射频通道进行工作的。密耦合系统的 工作频率一般局限于30MHZ以下的频率。 遥耦合系统：典型作用距离可以达1M，所有遥耦合系统在读写器与标签之间都 是电感（磁）耦合，遥耦合系统的发送频率通常使用135KHZ以下的频率，或使 用6.75MHZ、13.56MHZ以及27.125MHZ频率。
应答器 阅 读 器
解调和解码
二进制数据编码信号
滤波放大
反向散射调制：依据雷达原理，适合于超高、微波工作频率的远距离RFID 系统，如915MHZ和2.4GHZ射频识别系统中，读写器和标签之间的距离为 几米，而载波波长仅有几到几十厘米。这种读写器和射频标签之间的能量传 递方式为反向散射调制。
读写器发射出去的电磁波遇到空间目标（物体）-应答器时，其能量的一部分 被目标吸收，另一部分以不同的强度被散射到各个方向。在散射的能量中，一小 部分反射回了发射天线，并被该天线接收（因此发射天线也是接收天线），对接 收信号进行放大和处理，即可获取目标的有关信息。
2.读写器
由射频接口、逻辑控制单元和天线3部分组成。
射频接口：发射器产生高频能量， 激活电子标签并为其提供能量。接 收器接收并调制来自电子标签的射 频信号。 逻辑控制单元：也称为读写模块， 具有以下任务。
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罗志勇 杨美美 李永福 袁静 赵杰 编著
第1章 RFID系统概述
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一 种通信技术，可通过无线电信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。
目前RFID技术应用很广，如图书馆、门禁系统、食品安全溯源 等。本章主要介绍RFID的发展历史、现状、发展趋势，以及RFID系 统的组成与原理和RFID系统的标准化。
1.1 RFID简介
RFID也称为电子标签、无线射频识别，是20世纪80年代开始 出现的一种自动识别技术。RFID利用射频信号通过空间耦合（交 变磁场或电磁场）实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达 到识别目的的技术。RFID的识别工作不需要人工干预，可工作于 各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动的物体并可识别多个标 签，操作快捷方便。
（3）数据管理中心：通常是一个装载了数据中心和控制软件的与 读写器通过通信接口连接的PC或者工作站，主要完成数据信息的存 储、管理及对射频标签进行读写控制。数据管理系统可以是市面上 现有的各种大小不一的数据库或供应链系统，用户还能够买到面向 特定行业的、高度专业化的库存管理数据库，或者把RFID系统作为 整个ERP的一部分。写入数据一般来说是离线完成的，也就是预先 在标签中写入数据，等到开始应用时，直接把标签粘附在被标识物 体上。也有一些RFID应用系统，写数据是在线完成的。
最基本的RFID系统由三部分组成。
（1）电子标签（tag，或称标签，射频标签）：由芯片与内置天 线组成。芯片内保存有一定格式的电子数据，作为待识别物品的 标识性信息，是射频识别系统真正的数据载体。内置天线用于和 射频天线间通信。
（2）读写器：又称为阅读器，读取或读/写电子标签信息的设备， 主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应 答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签 上其他相关信息传输到主机以供处理。
1.1.1 RFID的特点
射频识别（RFID）具有下述特点。 （1）它是通过电磁耦合方式实现的非接触自动识别技术。 （2）它需要利用无线电频率资源，必须遵守无线电频率使用的众 多规范。
（3）它存放的识别信息是数字化的，因此通过编码技术可以方便 地实现多种应用，如应用于身份识别、商品货物识别、动物识别、 工业过程监控和收费等。
1.2.2 RFID的工作原理
如图1-1所示，电子标签进入天线磁场后，如果接收到阅读 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 存储在无源标签芯片中的产品信息，或者有源标签主动发送某一 频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行 有关数据处理。
1．耦合类型
发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。
标准能够确保协同工作的进行、规模经济的实现、工作实施 的安全性以及其他许多方面工作更高效地开展。RFID标准化的主 要目的在于，通过制定、发布和实施标准，解决RFID编码、通信、 空中接口和数据共享等问题，最大程度地促进RFID技术与相关系 统的应用。
1.3.2 标准的内容
RFID标准的主要内容包括以下几个方面。 （1）技术：技术包含的层面很多，主要是接口和通信技术，如空中 接口、防碰撞方法、中间件技术和通信协议等。 （2）一致性：一致性主要指数据结构、编码格式和内存分配等相关 内容。
（1）电感耦合。使用类似变压器的模型，通过空间高频交变磁场 实现耦合，依据的是电磁感应定律。
（2）电磁反向散射耦合。使用类似雷达的原理模型发射出去的电 磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标的信息，依据的是电磁波 的空间传播规律。
2．RFID的工作频率
RFID系统的工作频率划分为下述频段。 （1）低频（LF，频率范围为30kHz～300kHz）：工作频率低于135kHz， 最常用的是125kHz。 （2）高频（HF，频率范围为3MHz～30MHz）：工作频率为13.56MHz± 7kHz。
1.3.3 RFID标准的分类
RFID标准主要有：ISO/IEC制定的国际标准、国家标准和行业 标准。
国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）制定了多种 重要的RFID国际标准。国家标准是各国根据自身国情制定的有关标 准，我国国家标准制定的主管部门是工业和信息化部与国家标准化 管理委员会。RFID的国家标准正在制定中。
（3）特高频（UHF，频率范围为300MHz～3GHz）：工作频率为 433MHz、866MHz～960MHz和2.45GHz。
（4）超高频（SHF，频率范围为3GHz～30 GHz）：工作频率为 5.8GHz和24GHz，但目前24GHz基本不采用。
1.3 RFID系统标准化
1.3.1 RFID标准的作用
（4）它可以容易地对多电子标签、多阅读器进行组合建网，以完 成大范围的系统应用，并构成完善的信息系统。
（5）它涉及计算机、无线数字通信、集成电路、电磁场等众多学 科，是一个新兴的融合多种技术的领域。
1.2 RFID系统的组成与工作原理
1.2.1 RFID系统的组成
一般而言，RFID系统由3个部分组成：电子标签、读写器（又 称为阅读器）和数据管理中心。RFID源于雷达技术，所以其工作原 理和雷达非常相似。首先阅读器通过天线发出电子信号，标签接收 到信号后，发射标签存储的内部信息，阅读器再通过天线接收并识 别标签发回的信息，最后阅读器再图1-1所示。
（3）电池辅助及与传感器的融合：目前，RFID技术也融合了传 感器，能够进行温度和应变检测的电子标签在物品追踪中应用广 泛。大部分带传感器的电子标签和有源电子标签都需要从电池获 取能量。
（4）RFID技术涉及的众多具体应用：如不停车收费系统、身份 识别、动物识别、物流、追踪和门禁等。各种不同的应用涉及不 同的行业，因而标准还需要涉及有关行业的规范。