原標(biāo)題：RFID原理

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的。以下從核心原理、系統(tǒng)組成、工作流程、分類及特點、應(yīng)用場景等方面展開介紹：

核心原理

RFID技術(shù)基于電磁感應(yīng)或電磁反向散射原理。

• 電磁感應(yīng)原理：當(dāng)RFID閱讀器（讀寫器）發(fā)射的交變磁場通過RFID標(biāo)簽（應(yīng)答器）的天線線圈時，標(biāo)簽線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個感應(yīng)電流為標(biāo)簽芯片提供工作所需的能量，使芯片激活并開始工作。激活后的芯片將存儲在其中的數(shù)據(jù)通過標(biāo)簽天線發(fā)射出去，閱讀器接收到這些數(shù)據(jù)后進(jìn)行解碼和處理，從而實現(xiàn)對標(biāo)簽信息的讀取。這種原理通常適用于低頻和高頻RFID系統(tǒng)。

• 電磁反向散射原理：在超高頻和微波RFID系統(tǒng)中，閱讀器發(fā)射的電磁波照射到標(biāo)簽上，標(biāo)簽的天線將部分入射電磁波反射回去。反射波的幅度、相位等信息會隨著標(biāo)簽芯片中存儲的數(shù)據(jù)而發(fā)生變化。閱讀器通過接收和分析反射回來的電磁波，就可以解讀出標(biāo)簽所攜帶的信息。

系統(tǒng)組成

• RFID標(biāo)簽：由芯片和天線組成，芯片中存儲著標(biāo)簽的唯一標(biāo)識信息以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，天線用于接收閱讀器發(fā)射的射頻信號并將標(biāo)簽的數(shù)據(jù)發(fā)射回閱讀器。根據(jù)供電方式的不同，RFID標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽、無源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽。

• 有源標(biāo)簽：內(nèi)置電池，可以主動發(fā)射射頻信號，具有較遠(yuǎn)的識別距離和較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但成本較高，體積較大，使用壽命受電池限制。

• 無源標(biāo)簽：沒有內(nèi)置電池，依靠閱讀器發(fā)射的射頻信號提供能量來工作，成本低，體積小，使用壽命長，但識別距離相對較近。

• 半有源標(biāo)簽：內(nèi)置小電池，主要用于為標(biāo)簽芯片提供工作電壓，使其在未被閱讀器激活時也能保持一定的狀態(tài)。當(dāng)閱讀器發(fā)射射頻信號時，標(biāo)簽利用電池能量增強反射信號，從而擴大識別距離。

• RFID閱讀器：是RFID系統(tǒng)的信息控制和處理中心，負(fù)責(zé)發(fā)射射頻信號激活標(biāo)簽，接收標(biāo)簽反射回來的信號，并對信號進(jìn)行解碼和處理，將讀取到的標(biāo)簽信息傳輸給后臺計算機系統(tǒng)。閱讀器通常具有天線、射頻模塊、控制模塊和接口模塊等部分。

• 后臺計算機系統(tǒng)：用于對閱讀器讀取到的標(biāo)簽信息進(jìn)行存儲、管理和分析，實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)應(yīng)用功能。它可以與企業(yè)的其他信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，如庫存管理系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等。

工作流程

1. 能量供應(yīng)：閱讀器發(fā)射特定頻率的射頻信號，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的射頻覆蓋范圍時，標(biāo)簽的天線接收到射頻信號。對于無源標(biāo)簽，射頻信號在標(biāo)簽的天線線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，為標(biāo)簽芯片提供工作能量；對于有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽，閱讀器的射頻信號起到激活標(biāo)簽的作用，標(biāo)簽開始工作。

2. 數(shù)據(jù)傳輸：標(biāo)簽芯片被激活后，將其存儲的數(shù)據(jù)通過標(biāo)簽天線發(fā)射出去。閱讀器接收到標(biāo)簽發(fā)射的信號后，對信號進(jìn)行放大、濾波、解調(diào)等處理，提取出標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。

3. 數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用：閱讀器將讀取到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸給后臺計算機系統(tǒng)，后臺計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析和處理，根據(jù)預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的操作，如更新庫存信息、記錄人員出入情況等。

分類及特點

• 按工作頻率分類

• 低頻（LF）RFID：工作頻率一般為125 - 134.2kHz，識別距離較近，通常在10cm以內(nèi)，但穿透能力強，適用于對金屬、液體等環(huán)境要求較高的應(yīng)用，如動物識別、門禁系統(tǒng)等。

• 高頻（HF）RFID：工作頻率為13.56MHz，識別距離一般在幾十厘米到1米左右，數(shù)據(jù)傳輸速率相對較高，廣泛應(yīng)用于智能卡、圖書管理、電子票務(wù)等領(lǐng)域。

• 超高頻（UHF）RFID：工作頻率為860 - 960MHz，識別距離較遠(yuǎn)，可達(dá)數(shù)米甚至十幾米，數(shù)據(jù)傳輸速率快，適合大規(guī)模物流、倉儲管理等應(yīng)用場景。

• 微波RFID：工作頻率在2.45GHz及以上，識別距離更遠(yuǎn)，但受環(huán)境影響較大，常用于高速公路不停車收費（ETC）、車輛遠(yuǎn)程識別等。

• 按標(biāo)簽供電方式分類

• 有源標(biāo)簽系統(tǒng)：具有較遠(yuǎn)的識別范圍和較高的可靠性，但成本高、體積大、電池壽命有限。

• 無源標(biāo)簽系統(tǒng)：成本低、體積小、使用壽命長，但識別距離受限，對環(huán)境要求較高。

• 半有源標(biāo)簽系統(tǒng)：結(jié)合了有源和無源標(biāo)簽的優(yōu)點，在特定應(yīng)用場景下具有優(yōu)勢。

應(yīng)用場景

• 物流與供應(yīng)鏈管理：在貨物的倉儲、運輸、配送等環(huán)節(jié)中，使用RFID技術(shù)可以實現(xiàn)對貨物的實時跟蹤和監(jiān)控，提高物流效率，減少貨物丟失和錯誤發(fā)貨的風(fēng)險。例如，在倉庫中，通過RFID閱讀器可以快速準(zhǔn)確地盤點貨物數(shù)量和位置；在運輸車輛上安裝RFID閱讀器，可以實時獲取貨物的運輸狀態(tài)。

• 零售行業(yè)：用于商品庫存管理、防盜和快速結(jié)算。在商品上粘貼RFID標(biāo)簽，可以實時掌握庫存數(shù)量，及時補貨；在商場出口安裝RFID防盜門，當(dāng)未付款的商品通過時，會觸發(fā)警報；在自助結(jié)算區(qū)，顧客可以將購物車中的商品一次性放在RFID閱讀器前，快速完成結(jié)算。

• 門禁與安全系統(tǒng)：RFID技術(shù)可以用于人員和車輛的出入管理，實現(xiàn)自動識別和授權(quán)。例如，在企業(yè)、學(xué)校、小區(qū)等場所，員工或居民持RFID卡可以方便快捷地進(jìn)出大門；在停車場，RFID技術(shù)可以實現(xiàn)車輛的自動識別和收費。

• 醫(yī)療行業(yè)：用于病人身份識別、藥品管理和醫(yī)療器械追蹤。通過給病人佩戴RFID手環(huán)，可以準(zhǔn)確識別病人身份，避免醫(yī)療差錯；在藥品和醫(yī)療器械上粘貼RFID標(biāo)簽，可以實現(xiàn)對藥品和器械的全程追溯，確保質(zhì)量和安全。