RFID (射频识别) 入门

引言

射频识别 (RFID) 是一种自动识别或自动 ID 系统，类似于条形码、智能卡、语音识别等，用于帮助机器识别物体。这项技术通常与自动数据采集系统相结合，用于识别物体、捕获信息并将其传输到计算机，而无需手动输入数据。这些系统的目的自然是提高效率和减少数据输入。RFID 已经存在很长时间，并已发表了大量相关文献。本文只是其中的一小部分摘录，旨在对 RFID 技术、其特性、应用以及其在 Windows CE 世界中的相关性进行高层次的概述。

什么是射频识别？

它是用于通过无线电波自动识别人员或物体的技术的通用术语。

RFID 系统的组成部分

• 一个收发器或标签，包含一个微芯片和一个微型天线。要处理的信息写入微芯片。天线用于发射/接收无线电信号。
• 一个询问器或读写器，包含一个收发器、一个解码器和一个天线。收发器用于接收无线电信号，然后由解码器将其解码为字节流。天线用于发射/接收无线电信号。

RFID 系统如何工作？

• 要跟踪的物体附有 RFID 标签或收发器。
• 读写器放置在某个位置，例如待跟踪物体经过的入口或门框，并发出无线电信号。
• 当带有 RFID 标签的物体进入读写器发出的无线电信号范围时，标签被激活，并开始以无线电信号的形式发送其存储的信息。
• 读写器捕获无线电信号，将其解码为字节流，并将信息发送给连接在其上的主机系统进行进一步处理。

更多关于 RFID 标签

一个 RFID 标签最多可以存储 2000 位信息。它们有各种形状和尺寸。例如，植入皮下的动物追踪标签像铅笔一样小。用于追踪树木或木制品的标签呈螺钉状。信用卡形状的标签用于安全应用。RFID 标签还可以进一步分为有源或无源。有源标签由内部电池供电，写入其中的信息可以修改。无源标签无需外部电源即可运行，并从读写器产生的无线电波中获取工作电源。无源标签比有源标签更轻便且成本更低。它们的寿命几乎是无限的。但是，它们的读取范围较短，并且需要高功率的读写器。

频率

根据目标域或应用的类型，RFID 系统通常分为三个频率范围——低频、中频和高频。下表总结了这三个频率范围，以及典型的系统特性和主要应用领域的示例。

频段	Characteristics	典型应用
低功耗 100-500 KHz	短到中等读取范围，价格便宜，读取速度慢	门禁控制、动物识别、库存控制、汽车防盗
中级 10-15 MHz	短到中等读取范围，可能价格便宜，读取速度中等	门禁控制、智能卡
高 850-950 MHz 2.4-5.8 GHz	读取范围长，读取速度快，需要视线，价格昂贵	火车车厢监控、收费系统

RFID 系统的应用

在几乎所有需要采集数据的行业、商业和服务领域，都可以发现 RFID 的潜在应用。目前可以确定的 RFID 的主要应用领域包括：

• 交通和物流
• 制造和加工
• 安全

还可以区分一系列杂项应用，其中一些应用的数量正在稳步增长。它们包括：

• 动物标签
• 废物管理
• 考勤
• 邮政追踪
• 航空公司行李核对
• 道路收费管理

一些突出的具体应用包括：

• 电子商品监控——服装零售店是典型例子。
• 保护贵重设备免遭盗窃、未经授权的移动或资产管理。
• 对车辆、停车场和燃油设施进行受控访问——仓库设施是典型例子。
• 道路和桥梁的自动收费——自 20 世纪 80 年代以来，香港一直在使用电子道路收费 (ERP) 系统。
• 对人员进行受控访问，以进入安全或危险区域。
• 考勤——取代传统的“插卡”计时系统。
• 畜牧业——用于识别，以支持个体饲喂计划。
• 数控机床工具的自动识别——用于促进工具的条件监控，以管理工具使用，并最大限度地减少因机床过度磨损造成的浪费。
• 在柔性制造系统中识别产品变体和过程控制。
• 体育比赛计时。
• 对居家罪犯进行电子监控。
• 车辆防盗系统和汽车防盗器。

RFID 的缺点

尽管 RFID 有各种应用，但截至目前尚未进行标准化。所有主要的 RFID 供应商都提供不兼容的专有系统。另一个缺点是成本。RFID 读写器和标签相当昂贵。此外，还存在一个读写器信号与其他读写器信号发生碰撞的问题，称为读写器碰撞。与读写器碰撞类似，也可能发生标签碰撞，即一个以上的标签同时将读写器的信号反射回来，导致读写器混淆。

Windows CE 和 RFID

Socket Communications、Symbol Technologies 等许多第三方供应商正计划大力为 Windows CE 设备上的 RFID 提供支持和解决方案。事实上，Socket Communications 已经发布了一对套件，旨在帮助开发人员将 RFID 技术集成到 Pocket PC 的移动 RFID 应用程序中。有关更多详细信息，请参阅此链接。Symbol Technologies 是 EPCglobal 的活跃成员，EPCglobal 是一个非营利组织，负责为 RFID 解决方案制定全球标准。因此，在不久的将来，我们可以看到这些供应商发布许多关于 RFID 的开发工具包和产品。一切都取决于 RFID 标准化进展的速度。

结论

在 RFID 标准化方面，好消息是国际标准化组织 (ISO) 正在制定供应链中货物追踪的标准。EPCglobal 是一个商业化电子产品代码技术的合资企业，它有自己的标准流程，曾用于创建条形码标准。EPCglobal 打算将 EPC 协议提交给 ISO，以便它们成为国际标准。所以，让我们拭目以待吧！