典型的RFID系統(tǒng)一般包括RFID標(biāo)簽、RFID讀寫器和后端數(shù)據(jù)庫三個部分。RFID讀寫器通過射頻信號給標(biāo)簽提供能量并“詢問”標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽被激活后將其存儲的RFID標(biāo)簽信息發(fā)送給RFID讀寫器，RFID讀寫器再將讀取的RFID標(biāo)簽信息發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)以結(jié)合具體的應(yīng)用背景進(jìn)行數(shù)據(jù)的控制、存儲及管理。

RFID讀寫器作為RFID系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，也可以細(xì)分為RFID天線和RFID讀寫器兩部分。RFID讀寫器通過RFID天線發(fā)射信號“喚醒”和傳送指令給RFID電子標(biāo)簽，并接收RFID標(biāo)簽返回的信號。在初步濾波、處理信號之后，完成對RFID標(biāo)簽信息的獲取和解析，將有用的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)交互。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以由簡單的本地軟件擔(dān)當(dāng)，也可以是集成了RFID管理模塊的分布式ERP管理軟件。

RFID系統(tǒng)的通信過程是RFID讀寫器給RFID標(biāo)簽信息和獲得標(biāo)簽上信息的過程。由于無源RFID標(biāo)簽本身無電源，所以必須依靠從RFID讀寫器發(fā)送的射頻信號中獲得的能量（波束供電技術(shù)），而RFID標(biāo)簽獲得能量僅夠供給電子標(biāo)簽本身使用，沒有多余的能量可供射頻信號源工作，必須利用無源反射調(diào)制技術(shù)來實現(xiàn)RFID閱讀器與RFID標(biāo)簽之間的通信。而RFID標(biāo)簽在應(yīng)答過程中對閱讀器發(fā)射的連續(xù)波射頻信號進(jìn)行調(diào)制，再將已調(diào)制的射頻信號反射回去，被閱讀器接收解碼，完成信息傳遞功能。

RFID技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合（電磁場或交變磁場）實現(xiàn)信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。RFID技術(shù)的發(fā)展，一方面是RFID成功應(yīng)用的極大促進(jìn)應(yīng)用需求的擴(kuò)展，一方面是受到應(yīng)用需求的驅(qū)動。根據(jù)工作頻率不同、協(xié)議不同、供電方式不同、功能不同、數(shù)據(jù)處理方式不同、數(shù)據(jù)格式不同，RFID可以分成各種各樣的種類。

自然界中所有電磁波的頻率從低到高為：電力波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、Gamma射線）、宇宙射線。其中，與RFID相關(guān)的只是無線電波部分，無線電波顧名思義就是可以輻射到外界的電波。無線電波的頻率范圍從9KHz到300GHz，分成超低頻（VLF）、低頻（LF）、中頻（MF）、高頻（HF）、甚高頻（VHF）、超高頻（UHF）、特高頻（SHF）、極高頻（EHF）。

RFID的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有三種：電容耦合、電感耦合、電磁場傳播。

1、電容耦合

電容耦合是利用電容的電場變化原理來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，但是這種方式的局限性很強(qiáng)。首先，讀寫器和標(biāo)簽天線之間的距離要非常近，這樣才有電容效應(yīng)，讀寫器電壓的變化才能使標(biāo)簽識別到；其次需要讀寫器和標(biāo)簽天線面積很大，這樣才能提供足夠的傳輸能量。由于電容耦合技術(shù)弊端非常多，現(xiàn)在已經(jīng)很難看得到這樣的應(yīng)用了。

2、電感耦合

電感耦合是現(xiàn)在最常見的RFID傳輸技術(shù)之一，使用廣泛、方法簡單，即R讀寫器天線和標(biāo)簽天線都是閉合線圈，根據(jù)之間的電感耦合進(jìn)行傳輸。根據(jù)諧振頻率、匹配不同以及兩個天線之間的距離，可以計算出兩個天線之間的耦合系數(shù)（在不考慮諧振匹配的情況下距離越近，線圈的匝數(shù)越多其耦合系數(shù)越高）。

讀寫器在傳輸數(shù)據(jù)的同時，能量也可以傳輸給標(biāo)簽。此種電感耦合的工作方式，一般都是近距離通信技術(shù)。正常情況下標(biāo)簽的工作距離為10厘米左右，只有非常特殊的情況下可以工作到1米左右的距離，如15693協(xié)議（13.56MHz）下在門型天線的工作環(huán)境中可以實現(xiàn)中距離的標(biāo)簽讀取。電感耦合的傳輸方式使用于各種頻率，包括從低頻到超高頻的所有頻率。這里重點說一下，在超高頻的應(yīng)用中，有許多環(huán)境中需要近場的應(yīng)用，最簡單的實現(xiàn)方式就是用近場的讀寫器天線配合近場的標(biāo)簽天線。

3、電磁波傳播

電磁波傳播也分兩種模式，一種是利用反向散射電磁波傳播技術(shù)，另外一種是主動收發(fā)技術(shù)。這兩種技術(shù)都是利用電磁波的傳播，都可以遠(yuǎn)距離工作，一般工作距離都可以超過3m，最遠(yuǎn)可以到達(dá)幾十米或者上百米。

其中反向散射技術(shù)多應(yīng)用于無源超高頻技術(shù)，其特點是標(biāo)簽為無源，其能量從RFID讀寫器輻射的電磁波中獲得。當(dāng)RFID標(biāo)簽對RFID讀寫器進(jìn)行通信時，RFID讀寫器不能停止工作，要不停地向RFID標(biāo)簽發(fā)射射頻載波，RFID標(biāo)簽通過調(diào)制并反射RFID讀寫器的射頻載波使RFID讀寫器接收到標(biāo)簽發(fā)射的數(shù)據(jù)。這種利用反向散射技術(shù)的無源RFID技術(shù)一般標(biāo)簽成本最低，工作距離大概8米左右，只有在非常特殊的環(huán)境中可以達(dá)到20米左右（如在車輛交通管理中，使用超標(biāo)發(fā)射的大天線可以達(dá)到20米左右的距離）。

主動發(fā)射或者雙工發(fā)射的技術(shù)主要用于有源標(biāo)簽的應(yīng)用中，其特點是每一個RFID標(biāo)簽都是一個有源的收發(fā)器，其能量不來自RFID讀寫器而來源于自身攜帶的電池。當(dāng)RFID讀寫器發(fā)出命令后，RFID標(biāo)簽主動發(fā)出應(yīng)答。該技術(shù)有較遠(yuǎn)的通信距離，讀取穩(wěn)定性強(qiáng)，但是價格貴且由于電池的原因壽命短，同樣由于電池的原因其高低溫環(huán)境的要求很高。常用的工作頻率有433MHz、800-900MHz、2.4GHz、5.8GHz。

由此可見，RFID技術(shù)并不是像很多人認(rèn)為的頻率高通信速率就快，當(dāng)然頻率高可以獲得更高的帶寬，但是最重要的是看協(xié)議如何規(guī)定的。

鴻陸技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)先的RFID硬件及方案集成商，多年來一直致力為客戶提供整套有效的數(shù)據(jù)采集解決方案，長期專注于智能終端、數(shù)據(jù)采集的產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)應(yīng)用，讓各行業(yè)客戶的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更準(zhǔn)確、更實時、更有效，成就客戶的大數(shù)據(jù)時代。

（部分圖文來源于北京國睿，侵刪）

審核編輯 黃宇