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1、射频识别技术的原理和意义课题名称RFID技术的原理和应用姓名青伟学号22班级2012级5专业通信工程（3G）完成日期2016年5月15号目录一、绪论1射频识别技术简介二、射频识别系统21RFID系统的构成2.2RFID的技术特点23RFID技术发展现状2.4RFID标签的制作三、RFID技术的应用四、RFID技术应用的发展和市场应用趋势4.1RFID系统标签的发展趋势4.2RFID系统低频化逐步向高频化发展43提高RFID系统的大数据处理能力44RFID技术的市场应用趋势五、对RFID技术的展望和总结、绪论1关于射频识别技术的简介射频识别技术，英文全称是RadioFrequencyIdenti
2、fication,简称是RFID技术，是自动识别技术的一种。RFID技术是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,自动对目标物体加以识别然后获取相关信息的一种无线通信技术。从20世纪90年代开始，我国的RFID技术开始慢慢起步，它将射频识别技术、微电子及IC卡技术相互结合，利用无线射频的方式对记录媒体进行读写，从而达到识别目标然后完成数据交换。RFID技术可以完成对运动中的物体的快速识别和多个物体识别，识别的距离从几十厘米到几十米；因为RFID技术独特的读写方式，可以输入数千字节的自定义信息到电子标签，间接管理产品上附带的电子标签所包含的信息。RFID技术不需要接触，识别工作不需要人工的参与，
3、因此保密程度非常高。RFID电子标签和人们一般生活中的使用的卡（例如普通磁卡或IC卡）不同，很容易隐藏，不容易被损坏，因此使用寿命极长，可以适应各种复杂的环境并能很好的发挥作用。正因为上述的诸多特点，RFID技术在世界范围内得到了广泛的应用。主要是商品防伪领域、交通运输行业、工业、人脸及指纹识别、管理行业（如小区安全管理、后勤仓库管理、图书管理、医疗卫生管理等）、国防和军事等诸多方面。它涉及到电子通信技术、材料科学、微波技术、计算机软件、印刷技术、芯片制造等许多领域，综合性强，可广泛应用，与我们的生活有千丝万缕的关系。、射频识别系统21RFID系统的构成射频识别系统一般都是由读写器、电子标签、
4、天线和主机四部分组成。（1）读写器:读写器是一种读写设备，是连接电子标签与应用系统的桥梁，可发送和接收电子标签信息，并与主机相互间进行通信，执行主机发出的命令。所有的射频识别系统的读写器都可以简化为两个基本功能模块:控制单元和高频接口。（2）电子标签:电子标签是一种非接触式IC卡，由耦合元件和芯片组成，电子标签里面内置天线，用来和读写器上的射频天线进行通信。RFID电子标签通常根据有无工作电源和工作频段来分。根据电源可分为有源、无源和半有源三类，也称主动式、被动式和半主动式，不同类型的标签的工作原理不同，有源RFID标签是向读写器发送无线电波，读写器接收到信息的同时以无线电波的形式反馈回去，将
5、新的信息写入电子标签，从而完成数据间的交换，工作频率很高，有源标签的识别距离是100m之内，使用寿命在2-4年，价格高；无源RFID标签是在内部内置微型天线，在读写器的工作区域内，收到读写器发出的电磁波，再利用磁电互感原理产生感应电流并发出电磁波信号，从而进行数据的交换，工作频率较低，无源标签的识别范围在3-5m之间，使用寿命比较长，价格也比有源标签低很多。目前我们生活中常见的RFID标签基本都是无源的；半有源标签分为高频和低频两个工作频段。（3）天线:天线主要起在读写器和电子标签之间传递信号的作用，天线的尺寸和材料好坏直接影响到读写器的识别距离、识别速度以及识别准确度。（4）主机:主机是后台
6、控制单元，用于发送用户指令、接收和处理电子标签数据等作用。射频识别系统的工作流程并不复杂，流程如下:主机通过与读写器的数据传输通道发送用户指令；读写器接收到用户发出的指令，对信号进行编码和调制后，通过发射天线（天线发送的区域有范围）发送出去，然后电子标签接收到读写器发出的射频信号，利用磁电互感原理产生感应电流获得能量，完成数据的储存、发送或其他操作；读写器通过天线接收到电子标签返回的数据，随后进行解码和调制，然后将处理后的数据发送给主机，主机收到读写器返回的数据，然后提醒工作人员进行相关的处理。RFID系统根据工作频率的不同可以分为低频、高频、超高频及微波系统,不同频率的RFID系统的工作原理
7、、特性、应用环境有所不同。2.2RFID的技术特点 数据的读写。RFID标签通过阅读器，在一定的距离内通过电磁波的形式与RFID系统实现数据的交换。读取速度非常快，而且可以同时读取多个标签，不需要人工的参与，有很强的穿透性，还可以将物流状态写入标签，供下一段物流进行数据处理，并且数据的重复读写使RFID标签能够重复使用，降低了成本。 小型、多样化和多功能化。RFID读取数据不受大小和形状的限制，不需要为了读取的精准而配合特定的器材、固定的尺寸及印刷的品质。另外，RFID标签可以向小型化、多样化及智能化发展，满足不同产品的需求。 适应多样的环境。纸张、卡片等标签粘上了污垢，就会被遮盖一些信息，导
8、致无法被识别，从而就会导致数据的丢失，但是RFID标签对水、油、有机溶剂（如酒精）及其他脏物有很好的耐受性，还有耐高温、防磁性、耐高压等特点。即使在黑暗环境下或被污染的环境中，依然可以有很好的读取数据的能力。 数据的记忆容量大。随着社会的不断发展，未来人们生活中物品所需要携带的信息也会越来越大，这是传统标签没办法解决的，这种携带大量信息的任务，就必须交给RFID标签。一个RFID标签储存量为12字节-4兆左右，并且随着芯片制作技术的提高，数据储存的能力还会提高。 联网。依靠强大的RFID系统的支持，以RFID技术为基础形成的物流网，可实现物资全程被监控、定位，在物流日益发达的今天，RFID技术
9、在物流中发挥的作用是巨大的，尤其是对一些特殊物品（如易燃易爆的烟花爆竹，汽油等）的运输、重要设备的管理及交通管理领域等。 防伪性能高。RFID里面存储的大容量的信息，几乎不可能被复制，再加上RFID特殊的工作原理，所以防伪造程度较高。比如银行卡采用磁条的信息读取技术，有的小偷会利用这个漏洞伪造一张银行卡，然后把获取的磁条的信息复制到这张卡上，然后去取款机取钱，磁条的读取技术容易泄露客户信息，所以将来银行应该会改用RFID的芯片卡。随着个人信息的不断增多，国家也会注重对个人信息的保护。通过以上几个特点，可以知道，RFID技术拥有非常突出的优点，它与其它识别技术相比有自己独特的优势。23RFID技
10、术发展现状2.3.1国内发展的现状上个世纪40年代初,RFID技术的理论得到了奠定，经过最初的实验研究后，开始已经有了一些应用与尝试，70年代后，RFID技术与产品进入大发展时期，有一些应用开始出现并被使用。80年代后，商业应用的产品开始出现，各种形式层出不穷。到现在，它已经渗透到我们生活的方方面面。在我国，RFID技术发展很快，已经制定了一套行业标准，国家标准委早就成立了“RFID”标准工作小组，由科技、信息产业等十五个部委联合一些专业的研究院，起草、制定了关于这方面技术的国家标准，为RFID技术走向规范化、标准化和国际化打下基础。在政府政策的大力推动和支持下，各种自动识别技术的发展及应用发
11、展十分迅猛。射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，将在我国很快的普及开来。我国射频识别的市场是十分巨大的，2008年中国RFID相关产值达到80亿元左右。目前，国内已经有许多公司开始引进国外的先进RFID技术，开发属于自己公司的射频识别系统，现在国内应用最好的RFID技术应该是高速公路收费系统。在最近的5-10年，随着物联网这个行业广泛的普及和应用，社会的发展和信息技术的完善，射频技术的发展潜力是非常巨大的。可以说，如果任何一个和RFID技术相关的应用成为现实，都将会孕育一个庞大的消费市场，未来RFID技术应用将会成为经济发展的一个新的增长点。我国的射频识别应用处于初级阶段，还需要解决一些已
12、经发现的问题:频率规划不统一、信息安全受到攻击、一些核心的硬件产品生产技术有待提高、成本较高等问题。在高频和超高频芯片的天线设计和制造和印刷、RFID标签封装、读写器的关键芯片、测试技术与设备中间元件、重要系统运行软件的开发利用仍不能跟上国际先进技术水平。我国在低频和高频领域RFID技术方面比较成熟，高频领域的RFID国产产品在精度、性能、稳定性上都领先于国际先进水平；超高频领域发展还很缓慢；微波领域，国内基本还处于研发阶段，可生产的产品还很少。中国政府对于RFID技术的发展非常重视，国家出台了一系列的优惠政策和措施扶持RFID产业。2004年1月，国家RFID技术标准委员会正式宣布成立“电子
13、标签”国家标准工作组，负责起草我国有关“RFID电子标签”的多项国际标准。2004年6月，国家科技部联合十五个部委共同编写的中国射频识别（RFID）技术政策白皮书正式发布，这是中国第一次针对单一技术发表的白皮书，而且也是第一次联合十五部委共同制定的一份白皮书。2006年10月1日，科技部863计划先进制造技术领域办公室正式发布国家高技术研究发展计划（863计划）先进制造技术领域“射频识别（RFID）技术与应用”重大项目2006年度课题申请指南，该项指南包含了超高频RFID多标签防冲突和多读写器防冲突技术的研究，天线设计技术，以及超高频RFID读写器产品研发与产业化等20项课题。目前，我国的RF
14、ID产业链基本已经建立起来，产业重心主要集中在上海、深圳、北京等经济发达的城市。其中，上海以芯片设计为主，深圳则以封装和应用技术为主，北京则是关于系统集成方案等方面。在实际的生活中，网上购票系统、电子门禁系统、校园一卡通系统、自动考勤系统、指纹识别系统、高速公路收费系统、安全系统（如汽车防盗）等利用低频或高频RFID技术的系统已经在非常多的城市普及，以RFID技术为核心的二代居民身份证已经开始应用。在关于超高频RFID技术应用方面，深圳先施科技公司走在国内的前沿，公司率先推出众多的UHF频段RFID读写器产品，其主力产品一-一体化读写器在国内停车场占有率第一。虽然我国的RFID技术在这几年取得
15、了长足的进步，但是，和国外的RFID技术相比，我国的RFID技术仍落后对方一大截。2.3.2国内发展的现状RFID技术在国外发展的非常迅猛，RFID产品的种类很多，在经济发达国家（如北美、欧洲等）应用更为广泛，主要应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等领域，例如:汽车、火车、飞机等交通监控、停车场自动管理系统、物品仓储管理、产品流水线生产自动化、图书馆管理系统等等。同时，有一些企业也在积极推广RFID技术，早期，如全球最大的零售业巨头-沃尔玛正在推行RFID技术在其旗下全球店铺的应用，这项技术的使用将大大降低企业企业的物流成本、管理成本等，提高公司整体的运行效率，节约资金。RFID在
16、新兴领域的应用层出不穷，如机场的行李自动管理，RFID机票门票等应用。这些应用也会更加方便消费者的出行、消费、参与各类活动。在国外,RFID技术在一些企业已经得到了很好的应用，例如基于RFID技术的Epassport子护照）应用于人的身份识别等，企业也从中获得了不菲的收益，最主要的是，这项技术的所衍生的应用正在向我们生活的方方面面渗透，大部分企业非常看好RFID技术，正在积极研究和推进RFID技术的使用，它有很大的发展空间。233RFID技术存在的问题首先是RFID的标准制定。目前制定该技术标准的机构有：国际标准化组织（ISO）、EPCGlobal、UID,他们各自推出自己的标准，3个标准在通讯方式、防冲突协议和数据格式方面相互之间不兼容，形成三足鼎立的局面。使RFID技术在全球范
