RFID技術(shù)概論

這是一篇臺灣工研院電子所 林禹臣寫(xiě)的RFID簡(jiǎn)介性的文章，可作為了解RFID的入門(mén)讀物

何謂RFID

RFID (Radio Frequency Identification )－「無(wú)線(xiàn)射頻身份識別系統」，我們常稱(chēng)為感應卡、感應式IC卡或近接卡、非接觸卡等等。是針對接觸式系統的缺點(diǎn)而發(fā)展出來(lái)，利用射頻訊號以無(wú)線(xiàn)方式傳送及接收數據數據且同時(shí)使用此射頻訊號來(lái)做無(wú)線(xiàn)傳能，因此識別卡不需與卡片閱讀機接觸即可做數據的交換, 而且卡片本身不需使用電池, 所以卡片就可以永久工作。
　

RFID的優(yōu)點(diǎn)

1.除了天線(xiàn)外之所有組件皆己做成芯片,可有效降低成本。
2.使用無(wú)線(xiàn)傳能,不必使用電池不用擔心電池秏盡的問(wèn)題。
3.芯片密碼為世界唯一無(wú)法復制COPY，安全性高。
4.可制成各種包裝類(lèi)型, 以應用在各種不同場(chǎng)合。
5.采近接式讀卡, 不用和卡片閱讀機直接接觸、不用刷卡所以不怕接點(diǎn)臟污及磨損, 可放置于口袋、皮包內，不必取出就能直接辨識,增加使用上的便利性。
6.卷標數據可重新由卡片閱讀機更改,用完可回收再利用。
7.使用壽命長(cháng)。
　

RFID的應用

以國內RFID的應用來(lái)說(shuō), 最早應屬動(dòng)物芯片了, 臺北市目前所使用的悠游卡也是使用RFID, 而一般門(mén)禁的管制, 汽車(chē)芯片防盜器, 航空包裹及行李的識別, 感應式電子標簽, 文文件追蹤管理, 生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化, 停車(chē)場(chǎng)管制, 商店防盜, 后勤管理, 移動(dòng)商務(wù), 產(chǎn)品防偽, 物料管理, 甚至于也有人把它用在賽跑選手的計時(shí)方面, 以目前電子卷標的芯片成本大約落在20美分到1美元之間, 因為單價(jià)還是偏高,所以目前還只使用在高單價(jià)商品上, 而業(yè)界目前的目標是設法使其降低到10美分之下, 預計提高至0.13μm的制程,可望在2005年使RFID標簽成本降至5美分, 預估至2008年全球RFID市場(chǎng)將超過(guò)30億美元。
　

RF-ID的頻率使用范圍

目前RFID主要使用頻段以低頻的134.2 KHz 及13.56MHz為主, 其它的頻率也有廠(chǎng)商投入生產(chǎn). 而這兩個(gè)頻段傳輸距離較短大約5公分~70公分左右，數據傳輸率也因頻寬的關(guān)系, 速度也只有10kbps左右, 所以為求有更遠的傳輸距離及更高的傳輸速率,目前廠(chǎng)商都往更高頻300MHz ~ 1GHz的UHF頻帶及2.4GHz的SHF頻帶上，開(kāi)發(fā)智能型的RFID標簽。 目前UHF頻段的RFID標簽最遠可達近5公尺的傳輸距離，且每秒最多達40個(gè)封包的傳送，可大幅提升現階段的應用層次。


目前RFID所使用的頻段及功率規定,數據來(lái)源:http://rfid-handbook.com
　

RFID的工作原理

一套完整的RFID系統, 是由卡片閱讀機(Reader)與電子卷標(TAG)也就是所謂的應答器(Transponder)及應用程序數據庫計算機系統三個(gè)部份所組成, 其動(dòng)作原理為由 Reader 發(fā)射一特定頻率之無(wú)線(xiàn)電波能量給Transponder, 用以驅動(dòng) Transponder電路將內部之 ID Code送出，此時(shí) Reader 便依序接收解讀此ID Code, 送給應用程序數據庫系統做應用。


RFID的通訊及傳能的感應方式

以RFID 卡片閱讀機及電子卷標之間的通訊及傳能感應方式來(lái)看大致上可以分成, 感應偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)兩種, 一般低頻的RF-ID大都采用第一種式, 而較高頻的就大多是采第二種方式.



RF-ID系統的構成:

1.RFID卷標(TAG)卡片:其本身包含了

a.天線(xiàn):用來(lái)接收由卡片閱讀機送過(guò)來(lái)的信號,并把所要求的資料送回給卡片閱讀機.
b.AC to DC電路:把由卡片閱讀機送過(guò)來(lái)的射頻訊號轉換成DC電源,并經(jīng)大電容儲存能量,再經(jīng)穩壓電路以提供IC穩定的電源.
c.解調變電路:把載波去除以取出真正的調變訊號.
d.微處理器:把卡片閱讀機所送過(guò)來(lái)的信號譯碼, 并依其要求回送數據給卡片閱讀機,若為有加密的系統還必需做加解密動(dòng)作.
e.內存:做為系統運作及存放識別數據的位置.
f.調變電路: 微處理器所送出的信息經(jīng)由調變電路調變后載到天線(xiàn)送出給卡片閱讀機


2.卡片閱讀機(READER): :其本身包含了

a.天線(xiàn):用來(lái)發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號給Tag,并把由Tag響應回來(lái)的數據接收回來(lái).
b.系統頻率產(chǎn)生器:產(chǎn)生系統的工作頻率.
c.相位鎖位回路(PLL):產(chǎn)生射頻所需的載波訊號
d.調變電路:把要送給Tag的信號載在載波送給射頻功率晶體送出.
e.微處理器:產(chǎn)生要送給Tag信號給調變電路,并同時(shí)把Tag回送回來(lái)的訊號譯碼, 并把所得的數據回傳給數據庫計算機,若為有加密的系統還必需做加解密動(dòng)作.
f.內存:做為系統運作及存放識別數據的位置.
g.解調變電路: 把tag送過(guò)來(lái)的微弱信號解調回數字信號,再送給微處理器處理.
h.RS-232界面:用來(lái)和計算機聯(lián)機
　

上圖是ISO18000-6的卡片閱讀機系統方塊圖數據

　

3.應用程序數據庫計算機系統:其本身包含了

a.計算機硬件:連接、顯示及處理卡片閱讀機運作。
b.控制用應用程序:控制卡片閱讀機的運作,接收讀卡所回傳的數據,并作出相對應的處理，如開(kāi)門(mén)、結帳、派遣、記錄...等。
c.數據庫:儲存所有Tag相關(guān)的數據,供控制程序叫用。