原標(biāo)題：RFID原理

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的。以下從核心原理、系統(tǒng)組成、工作流程、分類(lèi)及特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景等方面展開(kāi)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(xiě)器）發(fā)射的交變磁場(chǎng)通過(guò)RFID標(biāo)簽（應(yīng)答器）的天線(xiàn)線(xiàn)圈時(shí)，標(biāo)簽線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個(gè)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(kāi)始工作。激活后的芯片將存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)簽天線(xiàn)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(xiàn)將部分入射電磁波反射回去。反射波的幅度、相位等信息會(huì)隨著標(biāo)簽芯片中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)而發(fā)生變化。閱讀器通過(guò)接收和分析反射回來(lái)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(xiàn)組成，芯片中存儲(chǔ)著標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)信息以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，天線(xiàn)用于接收閱讀器發(fā)射的射頻信號(hào)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(wú)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(dòng)發(fā)射射頻信號(hào)，具有較遠(yuǎn)的識(shí)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(wú)源標(biāo)簽：沒(méi)有內(nèi)置電池，依靠閱讀器發(fā)射的射頻信號(hào)提供能量來(lái)工作，成本低，體積小，使用壽命長(zhǎng)，但識(shí)別距離相對(duì)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(shí)也能保持一定的狀態(tài)。當(dāng)閱讀器發(fā)射射頻信號(hào)時(shí)，標(biāo)簽利用電池能量增強(qiáng)反射信號(hào)，從而擴(kuò)大識(shí)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(hào)激活標(biāo)簽，接收標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼和處理，將讀取到的標(biāo)簽信息傳輸給后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。閱讀器通常具有天線(xiàn)、射頻模塊、控制模塊和接口模塊等部分。

• 后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：用于對(duì)閱讀器讀取到的標(biāo)簽信息進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和分析，實(shí)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(kù)存管理系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)、門(mén)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(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的射頻覆蓋范圍時(shí)，標(biāo)簽的天線(xiàn)接收到射頻信號(hào)。對(duì)于無(wú)源標(biāo)簽，射頻信號(hào)在標(biāo)簽的天線(xiàn)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，為標(biāo)簽芯片提供工作能量；對(duì)于有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽，閱讀器的射頻信號(hào)起到激活標(biāo)簽的作用，標(biāo)簽開(kāi)始工作。

2. 數(shù)據(jù)傳輸：標(biāo)簽芯片被激活后，將其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)簽天線(xiàn)發(fā)射出去。閱讀器接收到標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)后，對(duì)信號(hào)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(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、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(kù)存信息、記錄人員出入情況等。

分類(lèi)及特點(diǎn)

• 按工作頻率分類(lèi)

• 低頻（LF）RFID：工作頻率一般為125 - 134.2kHz，識(shí)別距離較近，通常在10cm以?xún)?nèi)，但穿透能力強(qiáng)，適用于對(duì)金屬、液體等環(huán)境要求較高的應(yīng)用，如動(dòng)物識(shí)別、門(mén)禁系統(tǒng)等。

• 高頻（HF）RFID：工作頻率為13.56MHz，識(shí)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(duì)較高，廣泛應(yīng)用于智能卡、圖書(shū)管理、電子票務(wù)等領(lǐng)域。

• 超高頻（UHF）RFID：工作頻率為860 - 960MHz，識(shí)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(cāng)儲(chǔ)管理等應(yīng)用場(chǎng)景。

• 微波RFID：工作頻率在2.45GHz及以上，識(shí)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(chē)收費(fèi)（ETC）、車(chē)輛遠(yuǎn)程識(shí)別等。

• 按標(biāo)簽供電方式分類(lèi)

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

• 無(wú)源標(biāo)簽系統(tǒng)：成本低、體積小、使用壽命長(zhǎng)，但識(shí)別距離受限，對(duì)環(huán)境要求較高。

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

應(yīng)用場(chǎng)景

• 物流與供應(yīng)鏈管理：在貨物的倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送等環(huán)節(jié)中，使用RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)控，提高物流效率，減少貨物丟失和錯(cuò)誤發(fā)貨的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在倉(cāng)庫(kù)中，通過(guò)RFID閱讀器可以快速準(zhǔn)確地盤(pán)點(diǎn)貨物數(shù)量和位置；在運(yùn)輸車(chē)輛上安裝RFID閱讀器，可以實(shí)時(shí)獲取貨物的運(yùn)輸狀態(tài)。

• 零售行業(yè)：用于商品庫(kù)存管理、防盜和快速結(jié)算。在商品上粘貼RFID標(biāo)簽，可以實(shí)時(shí)掌握庫(kù)存數(shù)量，及時(shí)補(bǔ)貨；在商場(chǎng)出口安裝RFID防盜門(mén)，當(dāng)未付款的商品通過(guò)時(shí)，會(huì)觸發(fā)警報(bào)；在自助結(jié)算區(qū)，顧客可以將購(gòu)物車(chē)中的商品一次性放在RFID閱讀器前，快速完成結(jié)算。

• 門(mén)禁與安全系統(tǒng)：RFID技術(shù)可以用于人員和車(chē)輛的出入管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和授權(quán)。例如，在企業(yè)、學(xué)校、小區(qū)等場(chǎng)所，員工或居民持RFID卡可以方便快捷地進(jìn)出大門(mén)；在停車(chē)場(chǎng)，RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別和收費(fèi)。

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