RFID是什么？

說起RFID不少小伙伴沒聽過或者聽過但不清楚RFID是什么。我們在超市結(jié)賬時，收銀員揮一下掃碼槍就能識別商品；過高速收費站，不停車就能自動扣費；圖書館借書，管理員輕輕一掃就完成登記；這些習(xí)以為常的瞬間里，都藏著同一個“隱形功臣”——RFID。

RFID其實在很早之前就已經(jīng)誕生了，在各個角落悄然無聲地為各行各業(yè)服務(wù)。RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，中文名字叫做無線射頻識別。簡單說來就是一種非接觸性的自動識別技術(shù)，不需要人工干預(yù)便可以實現(xiàn)信息識別。

RFID的發(fā)展

RFID的應(yīng)用最早可追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方曾用于識別盟軍飛機(jī)，避免誤擊友軍。20世紀(jì)80年代開始興起，并且逐漸走向成熟。除了軍事方面，在很多其他行業(yè)中，人們都有辨識各個物品的需要，為此總要給物品貼上很多標(biāo)簽，標(biāo)簽上又要輸入好多好多信息，實在太浪費時間和人力，而且數(shù)據(jù)誤碼率比較高。所以人們?yōu)榱斯?jié)省勞動力，解放雙手，便開始尋找一種能夠自動識別的方法，于是乎RFID就應(yīng)運而生了。幫助人們解決了人工輸入速度慢、誤碼率高、勞動強(qiáng)度大和工作簡單重復(fù)等等很多問題，還提高了信息系統(tǒng)的實時性和準(zhǔn)確性，為各個行業(yè)的工作帶來了很大的方便。

RFID的組成

RFID的組成很簡單，由電子標(biāo)簽、天線和讀寫器三個組件構(gòu)成。這些都是RFID完成工作不可或缺的一部分。

1、電子標(biāo)簽是存儲目標(biāo)信息（如ID、屬性數(shù)據(jù)）的微型裝置，相當(dāng)于“無線身份證”，其核心功能是接收能量、解析指令、反饋數(shù)據(jù)。

2、天線是讀寫器與標(biāo)簽之間能量和信號的物理傳輸通道，主要功能是發(fā)射和接收信號。

3、讀寫器是數(shù)字收發(fā)機(jī)，負(fù)責(zé)發(fā)起通信、處理信號、管理數(shù)據(jù)交互，相當(dāng)于“無線讀卡器”。

RFID的工作原理

RFID的工作原理并不復(fù)雜，RFID和讀寫器之間溝通的語言是電磁波。讀寫器、天線、電子標(biāo)簽三者通過電磁波實現(xiàn)能量傳遞和數(shù)據(jù)交互，其邏輯關(guān)系可概括為：讀寫器在主機(jī)的控制下發(fā)送指令并接收標(biāo)簽的返回信號，天線負(fù)責(zé)電磁波的發(fā)射與接收，電子標(biāo)簽被動或主動響應(yīng)并反饋信息。

1、電子標(biāo)簽相當(dāng)于RFID的 “身份證”，主要有兩個存儲區(qū) ——ID 區(qū)存著全球唯一的 “身份證號”（UID），誰都改不了；用戶數(shù)據(jù)區(qū)則像個記事本，能隨便寫寫畫畫，方便大家存自己需要的信息。

2、天線相當(dāng)于是RFID的“嘴巴” 和 “耳朵”，負(fù)責(zé)發(fā)送和接收電磁波信號，讓RFID能和讀寫器器 “聊天”。

3、讀寫器相當(dāng)于RFID的 “翻譯官”，讀寫器先通過天線發(fā)信號，RFID收到后就把標(biāo)簽里的信息通過天線發(fā)回讀寫器，最后讀寫器再把信息傳給主機(jī)，完成識別。

 

RFID的頻率

RFID按頻率可分為四類：低頻、高頻、超高頻和微波。不同頻率，特性有別，分別在不同場景中發(fā)揮著獨特作用。

1、低頻（125KHz）：

慢悠悠的 “慢性子”，說話輕聲細(xì)語，讀寫器得湊到 1.2 米內(nèi)才能聽清。但它穿透力強(qiáng)，金屬以外的障礙物都擋不住，適合停車場、門禁這類近距離場景。

2、高頻（13.56MHz）：

像 “機(jī)關(guān)槍” 一樣語速快，但傳播距離也在 1.2 米左右。圖書館借書、醫(yī)藥物流管理常能見到它的身影。

3、超高頻（860-960MHz）:

像“大嗓門+快嘴”，站 4 米外都能溝通，自帶電源（有源），適合生產(chǎn)線、集裝箱管理這種需要快速識別的場景。

4、微波（2.45GHz、5.8GHz）

像“長跑冠軍”，最遠(yuǎn)能傳 100 多米，移動車輛識別、遠(yuǎn)程門禁都靠它。

 

有源和無源

信息的傳輸距離并不單單取決于頻率，還有很多其他因素。比如接下來要介紹的能量供應(yīng)方式是決定因素之一。RFID按能量供應(yīng)方式來分為2種，分別是有源RFID和無源RFID，同時也分別對應(yīng)通訊方式中的主動方式（有源）和被動方式（無源）兩種。

1、無源

低頻一般是無源，無源的電子標(biāo)簽沒有自帶電源，缺乏能量供給，沒辦法主動開口說話，需要讀寫器向他們發(fā)射無線電波，他們利用收到的感應(yīng)電流才能將自己的信息告訴讀寫器，屬于被動一族。雖然低頻說話速度慢，聲音小，但是他們的聲音穿透力強(qiáng)。一般的障礙物除了金屬之外都阻擋不了他們和讀寫器之間的溝通。但是因為他們的溝通距離限制，通常活躍在寵物管理、體育馬術(shù)賽事管理等方面，這些對距離要求不高的地方。

 

高頻一般是無源，信號除了金屬外，也可以穿過大多數(shù)材料，但是這些障礙物會使他們的聲音傳播的距離有所降低。他們被應(yīng)用在自動停車場收費、酒店和小區(qū)的門禁、圖書館管理等場所。

 

超高頻一般是無源，超高頻信號同樣無法穿透金屬，金屬對RFID超高頻信號的影響非常顯著且強(qiáng)烈，是超高頻RFID應(yīng)用中最常見的干擾源之一。超高頻的工作地點一般在生產(chǎn)線自動化航空包裹管理、集裝箱的管理，還有鐵路包裹管理和應(yīng)用等對傳輸速度要求比較高的場所。

 

2、有源

微波一般是有源，微波電子標(biāo)簽自己帶電源，為了達(dá)到比較高頻率的說話速率，他們需要自帶電源提供能量。也正因為自帶電源，他們可以主動向讀寫器發(fā)送頻射信號，并且自帶電源可以讓他們的信號傳得更遠(yuǎn)。微波RFID更多的應(yīng)用在移動車輛的識別、電子遙控等對傳輸速度、傳輸距離都有較高要求的地方。

就拿高速ETC車輛自動收費來說，由于車開動時移動速度較快，所以需要講話比較快的微波RFID。車主把微波電子標(biāo)簽貼在車?yán)铮⒉娮訕?biāo)簽自帶電源，隨時通過天線發(fā)射電磁波以標(biāo)示自己的位置。當(dāng)車輛經(jīng)過收費站時，讀寫器通過他的天線發(fā)出信號獲取車輛信息，微波電子標(biāo)簽將車輛信息傳給讀寫器，讀寫器接收信息再根據(jù)車型和路程計算出需要繳納的費用，再把處理過的信息（過路費）傳回微波電子標(biāo)簽，接著車主付清費用后車輛就可以通過了。整個過程最快在2秒內(nèi)，效率非常高。

簡而言之，區(qū)分有源和無源最簡單的方法，可以看電子標(biāo)簽是否自帶電源。自帶電源的標(biāo)簽屬于有源，反之不帶電源的屬于無源。

 

RFID的應(yīng)用

各行各業(yè)因RFID的技術(shù)普及和應(yīng)用得到巨大的效益。例如傳統(tǒng)零售行業(yè)，依賴條形碼進(jìn)行庫存管理，需人工逐件掃描，不僅效率低下（一個1000㎡的大型商超盤點可能需要數(shù)小時甚至1天），還易因漏掃、錯掃導(dǎo)致庫存數(shù)據(jù)失真，進(jìn)而引發(fā) “缺貨” 或 “積壓” 問題。而采用 RFID 技術(shù)后，通過RFID 標(biāo)簽可記錄商品的入庫、上架、銷售、退貨等全生命周期數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實時更新庫存狀態(tài)。門店能精準(zhǔn)掌握 “哪些商品在貨架、哪些在倉庫、哪些即將售罄”，避免因信息滯后導(dǎo)致的 “虛假缺貨”（商品實際在倉庫但未上架）或過量囤貨，庫存周轉(zhuǎn)效率提升 20%-50%。

在倉儲物流行業(yè)，以往貨品出入庫需要通過人工計數(shù)登記表格，這不僅耗費大量的人力和時間。現(xiàn)采用了RFID技術(shù)以后，叉車在一插一卸之間快速讀取貨物信息，并把貨物出入庫信息傳回大數(shù)據(jù)可視化看板，工廠倉庫管理者通過看板數(shù)據(jù)對倉庫運營情況一目了然。

RFID技術(shù)應(yīng)用在物流管理和倉儲管理系統(tǒng)方面，正確率和準(zhǔn)確率都達(dá)到甚至超過了99%，比之前人工視覺管理的正確率提高了很多，減少了企業(yè)的成本浪費和包裹發(fā)貨錯誤的現(xiàn)象。所有的商品物流都被自動記錄下來并生成文檔，這使得進(jìn)一步優(yōu)化跟蹤和識別變得更加容易。

其實RFID在我們生活中無處不在，你住酒店用門禁卡開門時，在公司用員工卡打卡時，圖書館借書刷卡時，出入停車場自動收 費時，都是這個神奇的RFID在發(fā)揮作用。看完上面的介紹，是不是對RFID有了一個更深的認(rèn)知。