概念編輯 

電子標(biāo)簽是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)來(lái)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù)，作為條形碼的無(wú)線版本，RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)。電子標(biāo)簽的編碼方式、存儲(chǔ)及讀寫(xiě)方式與傳統(tǒng)標(biāo)簽(如條碼)或手工標(biāo)簽不同，電子標(biāo)簽編碼的存儲(chǔ)是在集成電路上以只讀或可讀寫(xiě)格式存儲(chǔ)的；特別是讀寫(xiě)方式，電子標(biāo)簽是用無(wú)線電子傳輸方式實(shí)現(xiàn)的。RFID電子標(biāo)簽突出的技術(shù)特點(diǎn)是：可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體，而不像條形碼那樣只能識(shí)別一類物體；可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀；存儲(chǔ)的信息量很大；采用無(wú)線電射頻，可以透過(guò)外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光或紅外在材料介質(zhì)的表面讀取信息。

組成部分

(1)標(biāo)簽(Tag)。由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，高容量電子標(biāo)簽有用戶可寫(xiě)入的存儲(chǔ)空間，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。

(2)閱讀器(Reader)。手持或固定式讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。

(3)天線(Antenna)。在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。

工作原理

RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜。標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器發(fā)出的磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(PassiveTag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至系統(tǒng)的信息處理中心進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

分類

電子標(biāo)簽依內(nèi)部保存信息注入方式的不同，可將其分為集成電路固化式、現(xiàn)場(chǎng)有線改寫(xiě)式和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)式三大類；根據(jù)讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段，可將其分為廣播發(fā)射式、倍頻式和反射調(diào)制式三大類；按能量供給方式(電池供電)的不同，射頻識(shí)別技術(shù)又可分為有源、無(wú)源和半有源三種。RFID通常流行的分類方法是，按照工作頻率(單位：Hz)的不同，分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波頻段(MW)4種。

(1)低/高頻系統(tǒng)一般其工作頻率<30MHz，典型的工作頻率有125kHz、225kHz、13．56MHz(非接觸式IC卡——射頻卡的工作頻率)等。基于這些頻點(diǎn)的射頻識(shí)別系統(tǒng)一般都有相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其基本特點(diǎn)是：電子標(biāo)簽的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短(無(wú)源情況，典型閱讀距離為10cm)，電子標(biāo)簽外形多樣(卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀)，閱讀天線方向性不強(qiáng)等。

(2)超高頻/微波系統(tǒng)一般其工作頻率>400MHz，典型的工作頻段有915MHz、2450MHz、5800MHz等。系統(tǒng)在這些頻段上也有眾多的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)予以支持，基本特點(diǎn)是：電子標(biāo)簽及閱讀器成本較高、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾米至十幾米)，適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)性能好，外形一般為卡狀，閱讀天線及電子標(biāo)簽天線均有較強(qiáng)的方向性。

(3)有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，一般具有較遠(yuǎn)的閱讀距離。不足之處是電池的壽命有限(3～10年)；無(wú)源電子標(biāo)簽內(nèi)無(wú)電池，它接收到閱讀器(瀆出裝置)發(fā)出的微波信號(hào)后，將部分微波能量轉(zhuǎn)化為直流電供自己工作，一般可做到免維護(hù)。相比有源系統(tǒng)，無(wú)源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運(yùn)動(dòng)速度方面略有限制。

(4)集成固化式電子標(biāo)簽內(nèi)的信息，一般在集成電路生產(chǎn)時(shí)即將信息以ROM工藝模式注入，其保存的信息是一成不變的；現(xiàn)場(chǎng)有線改寫(xiě)式電子標(biāo)簽一般將電子標(biāo)簽保存的信息寫(xiě)入其內(nèi)部E2存儲(chǔ)區(qū)中，改寫(xiě)時(shí)需要專用的編程器或?qū)懭肫鳎膶?xiě)過(guò)程中必須為其供電；現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)式電子標(biāo)簽一般適用于有源類電子標(biāo)簽，具有特定的改寫(xiě)指令，電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息也位于其中的E2存儲(chǔ)區(qū)。一般情況下改寫(xiě)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間。通常，改寫(xiě)所需時(shí)間為秒級(jí)，閱讀時(shí)間為毫秒級(jí)。

(5)廣播發(fā)射式射頻識(shí)別系統(tǒng)。電子標(biāo)簽必須采用有源方式工作，并實(shí)時(shí)將其存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息向外廣播，閱讀器相當(dāng)于一個(gè)只收不發(fā)的接收機(jī)。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：電子標(biāo)簽因?yàn)橐粩嗟叵蛲獍l(fā)射信息，既費(fèi)電，又對(duì)環(huán)境造成了電磁污染，而且系統(tǒng)的安全保密性差。倍頻式射頻識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定難度。一般情況下，閱讀器發(fā)出射頻查詢信號(hào)，電子標(biāo)簽返回的信號(hào)載頻為閱讀器發(fā)出射頻的倍頻。這種工作模式對(duì)閱讀器接收處理回波信號(hào)提供了便利。但是，對(duì)無(wú)源電子標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，電子標(biāo)簽將接收的閱讀器射頻能量轉(zhuǎn)換為倍頻回波載頻時(shí)，其能量轉(zhuǎn)換效率較低。提高轉(zhuǎn)換效率需要較高的微波技巧，這就意味著更高的電子標(biāo)簽成本。同時(shí)這種系統(tǒng)工作須占用兩個(gè)工作頻點(diǎn)，一般較難獲得無(wú)線電頻率管理委員會(huì)的產(chǎn)品應(yīng)用許可。

(6)反射調(diào)制式射頻識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是要解決同頻收發(fā)問(wèn)題。系統(tǒng)工作時(shí)，閱讀器發(fā)出微波查詢(能量)信號(hào)，電子標(biāo)簽(無(wú)源)將部分接收到的微波查詢能量信號(hào)整流為直流電供電子標(biāo)簽內(nèi)的電路工作，另一部分微波能量信號(hào)被電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)信息調(diào)制(ASK)后反射回閱讀器。閱讀器接收到反射回的幅度調(diào)制信號(hào)后，從中解出電子標(biāo)簽所保存的標(biāo)識(shí)性數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)工作過(guò)程中，閱讀器發(fā)出微波信號(hào)與接收反射回的幅度調(diào)制信號(hào)是同時(shí)進(jìn)行的。反射回的信號(hào)強(qiáng)度較發(fā)射信號(hào)要弱得多，因此技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的難點(diǎn)在于同頻接收。

電子標(biāo)簽耦合

電子標(biāo)簽耦合就是用不同的方法傳送不同的信號(hào)。射頻識(shí)別系統(tǒng)中射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間的作用距離是射頻識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用中的一個(gè)重要問(wèn)題，通常情況下這種作用距離定義為射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間能夠可靠交換數(shù)據(jù)的距離。射頻識(shí)別系統(tǒng)的作用距離是一項(xiàng)綜合指標(biāo)，與射頻標(biāo)簽及讀寫(xiě)器的匹配情況密切相關(guān)。根據(jù)射頻識(shí)別系統(tǒng)作用距離的遠(yuǎn)近情況，射頻標(biāo)簽天線與讀寫(xiě)器天線之間的耦合可分為三類。

(1)密耦合系統(tǒng)。系統(tǒng)的典型作用距離范圍為0～lcm。實(shí)際應(yīng)用中，通常需要將射頻標(biāo)簽插入閱讀器中或?qū)⑵浞胖玫阶x寫(xiě)器天線的表面。密耦合系統(tǒng)利用的是射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器天線無(wú)功近場(chǎng)區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無(wú)接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。密耦合系統(tǒng)的工作頻率一般局限在30MHz以下的任意頻率。由于密耦合方式的電磁泄露很小、耦合獲得的能量較大，適合安全性要求較高、作用距離無(wú)要求的應(yīng)用系統(tǒng)(如電子門鎖)。

(2)遙耦合系統(tǒng)。遙耦合系統(tǒng)的典型作用距離可以達(dá)到lm。遙耦合系統(tǒng)又可細(xì)分為近耦合系統(tǒng)(典型作用距離為15cm)與疏耦合系統(tǒng)(典型作用距離為lm)兩類。遙耦合系統(tǒng)的典型工作頻率為13．56MHz，也有一些其他頻率，如6．75MHz、27．125MHz等。遙耦合系統(tǒng)與密耦合系統(tǒng)的主要區(qū)別在于電感耦合的功率不同，從而使耦合距離不同。遙耦合系統(tǒng)仍然是低成本射頻識(shí)別系統(tǒng)的主流。

(3)遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的典型作用距離1～10m，個(gè)別的系統(tǒng)具有更遠(yuǎn)的作用距離。所有的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)均是利用射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器天線輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)之問(wèn)的電磁耦合(電磁波發(fā)射與反射)構(gòu)成無(wú)接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的典型工作頻率為915MHz、2．45GHz、5．8GHz，此外，還有一些其他頻率，如433MHz等。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的射頻標(biāo)簽根據(jù)其中是否包含電池分為無(wú)源射頻標(biāo)簽(不含電池)和半無(wú)源射頻標(biāo)簽(內(nèi)含電池)。一般情況下，包含電池的射頻標(biāo)簽的作用距離較無(wú)電池的射頻標(biāo)簽的作用距離要遠(yuǎn)一些。半無(wú)源射頻標(biāo)簽中的電池并不是為射頻標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間的數(shù)據(jù)傳輸提供能量的，而是只給射頻標(biāo)簽芯片提供能量，為讀寫(xiě)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實(shí)現(xiàn)射頻標(biāo)簽到讀寫(xiě)器方向的數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般具有典型的方向性，射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器成本還處于較高的水平。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，滿足以下特點(diǎn)的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)是理想的射頻識(shí)別系統(tǒng)：射頻標(biāo)簽無(wú)源，可無(wú)線讀寫(xiě)；射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器支持多標(biāo)簽讀寫(xiě)；適合應(yīng)用于高速移動(dòng)物體的識(shí)別(物體移動(dòng)速度大于80kin/h)；遠(yuǎn)距離(讀寫(xiě)距離大于5--10m)；低成本(可滿足一次性使用要求)。

發(fā)展歷程

電子標(biāo)簽直接繼承了雷達(dá)的概念，并由此發(fā)展成為一項(xiàng)生機(jī)勃勃的新技術(shù)——RFID技術(shù)。20世紀(jì)中期，無(wú)線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。1948年，哈里·斯托克曼發(fā)表的理論文章“利用反射功率的通信”，奠定了射頻識(shí)別RFID的理論基礎(chǔ)。由此可知，RFID技術(shù)的發(fā)展已走過(guò)了整整60年的歷程，以10年為界可劃分如下。

1941～1950年。雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

1951～1960年。早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)研究。

1961～1970年。RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始了一些應(yīng)用嘗試。

1971～1980年。RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，各種技術(shù)的測(cè)試加速，出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。

1981～1990年。RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模的應(yīng)用開(kāi)始出現(xiàn)。

1991～2000年。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題得到愈來(lái)愈多的重視，RFID的產(chǎn)品得到廣泛采用，逐漸成為人們生活中的一部分。

·2001年2018年。RFID產(chǎn)品種類更加豐富，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。

應(yīng)用編輯 語(yǔ)音

幾十年來(lái)RFID技術(shù)的理論得到了豐富和完善，有源、無(wú)源及半無(wú)源電子標(biāo)簽均得到了飛速發(fā)展，單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無(wú)線可讀可寫(xiě)、無(wú)源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)。電子標(biāo)簽的應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面。

物流業(yè)：物流過(guò)程中的貨物追蹤，信息自動(dòng)采集，倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用，港口應(yīng)用，郵政快遞。

零售業(yè)：商品銷售數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，補(bǔ)貨，防盜。·制造業(yè)：生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，質(zhì)量追蹤，自動(dòng)化生產(chǎn)。

醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器械管理，藥品管理和HIS系統(tǒng)。

身份識(shí)別：電子護(hù)照，身份證，學(xué)生證等各種電子證件。

防偽：貴重物品(煙，酒，藥品)及票證的防偽。

資產(chǎn)管理：各類貴重的，或數(shù)量大相似性高的，或危險(xiǎn)品等資產(chǎn)的管理。

交通運(yùn)輸：高速公路收費(fèi)管理，出租車、公交車的車輛識(shí)別與管理。

食品：水果、蔬菜、生鮮食品等保鮮度的管理。

動(dòng)物識(shí)別：馴養(yǎng)動(dòng)物、畜牧牲口及寵物的識(shí)別管理。

圖書(shū)館：書(shū)店、圖書(shū)館和出版社的圖書(shū)管理應(yīng)用。

汽車：制造，防盜，定位，車鑰匙。

航空：制造，旅客機(jī)票，行李包裹追蹤。

軍事：彈藥、槍支、物資、人員及車輛的識(shí)別與追蹤。

問(wèn)題

RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用肯定還存在一些短期難以解決的問(wèn)題。

(1)成本。RFID電子標(biāo)簽畢竟是電子產(chǎn)品，每個(gè)標(biāo)簽都是一個(gè)完整的電子線路，其成本比條碼、磁條高幾倍或幾十倍。這是造成電子標(biāo)簽幾乎所有身份識(shí)別的場(chǎng)合都有需求，但真正實(shí)現(xiàn)的卻很少的主要原因。如一次性使用的場(chǎng)合就不便使用，如零售業(yè)的超市商品，可能有些商品本身的價(jià)值還沒(méi)有一個(gè)電子標(biāo)簽的價(jià)值高，這樣的場(chǎng)合使用電子標(biāo)簽就不太現(xiàn)實(shí)。而制造業(yè)的生產(chǎn)線上，可以將電子標(biāo)簽裝到“拖盤(pán)”上重復(fù)使用，這樣攤到每個(gè)部件上的成本就相對(duì)很低了。再如不停車收費(fèi)的標(biāo)簽，雖然不是“拖盤(pán)”式的重復(fù)使用，但可以長(zhǎng)期使用，攤到每次使用的成本也很低，這些場(chǎng)合就容易實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽的應(yīng)用。

(2)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。RFID電子標(biāo)簽技術(shù)的應(yīng)用是基于數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，這就要求對(duì)應(yīng)的管理應(yīng)用系統(tǒng)必須要有規(guī)范、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)形式，需要對(duì)所有管理數(shù)據(jù)進(jìn)行一次變革。

(3)業(yè)務(wù)流程。由于高科技手段的采用，RFID電子標(biāo)簽的使用或大或小地對(duì)原有的手工標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理的流程要求有所提高，一定程度上需要使用者再造流程。

(4)技術(shù)基礎(chǔ)。RFID電子標(biāo)簽系統(tǒng)是一個(gè)完整的IT系統(tǒng)，要保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行，就必須要有一支強(qiáng)有力的系統(tǒng)維護(hù)的技術(shù)隊(duì)伍長(zhǎng)期存在。

(5)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。2007年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局開(kāi)始制定我國(guó)RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但還沒(méi)有發(fā)布，因此現(xiàn)階段電子標(biāo)簽的應(yīng)用還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不能形成不同領(lǐng)域、不同場(chǎng)合的一致標(biāo)準(zhǔn)。雖然存在這些使用中成本、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，但為了提高管理效率，RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用已是大勢(shì)所趨。同時(shí)隨著應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，其成本會(huì)不同程度地下降，技術(shù)應(yīng)用的適應(yīng)度也會(huì)不斷改善，標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一已指日可待。所以RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用前景非常廣闊，就應(yīng)用情況來(lái)看，還沒(méi)有不成功的，只有不成熟或不適應(yīng)的。