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RFID（射頻識別）
RFID（射頻識別）
什么是RFID（射頻識別）？
RFID（射頻識別）是一種無線通信形式， 在電磁頻譜的射頻部分中結合了電磁耦合或靜電耦合的使用，以唯一地識別物體，動物或人。
RFID如何工作？
每個RFID系統都由三個組件組成：掃描 天線， 收發器 和 應答器。當掃描天線和收發器組合在一起時，它們被稱為RFID閱讀器或詢問器。RFID讀取器有兩種類型-固定讀取器和移動讀取器。RFID閱讀器是可以便攜式或永久連接的網絡連接設備。它使用無線電波發送激活標簽的信號。激活后，標簽會將波發送回天線，在天線中將其轉換為數據。
應答器位于RFID標簽本身中。RFID標簽的讀取范圍取決于多種因素，包括標簽類型，讀取器類型，RFID頻率和周圍環境或其他RFID標簽和讀取器的干擾。具有更強電源的標簽也具有更長的讀取范圍。
什么是RFID標簽和智能標簽？
RFID標簽由集成電路（IC），天線和基板組成。RFID標簽中編碼識別信息的部分稱為RFID嵌體。
RFID標簽有兩種主要類型：
有源RFID。有源RFID標簽具有自己的電源，通常是電池。
無源RFID。無源RFID標簽從讀取天線接收功率，讀取天線的電磁波會在RFID標簽的天線中感應出電流。
還有半無源RFID標簽，這意味著電池由電路驅動，而通信由RFID閱讀器供電。
低功耗嵌入式非易失性存儲器在每個RFID系統中都扮演著重要角色。RFID標簽通常包含少于2,000 KB 的數據，包括唯一的標識符/序列號。標簽可以是只讀的也可以是讀寫的，其中數據可以由讀取器添加或覆蓋現有數據。
RFID標簽的讀取范圍會根據各種因素而變化，這些因素包括標簽的類型，讀取器的類型，RFID頻率以及周圍環境或其他RFID標簽和讀取器的干擾。有源RFID標簽具有比無源RFID標簽更長的讀取范圍，這歸因于其強大的電源。
智能標簽是簡單的RFID標簽。這些標簽具有嵌入到不干膠標簽中的RFID標簽，并帶有條形碼。RFID和條形碼讀取器也可以使用它們。可以使用臺式打印機按需打印智能標簽，其中RFID標簽需要更先進的設備。
RFID系統有哪些類型？
RFID系統有三種主要類型：低頻（LF），高頻（HF）和超高頻（UHF）。也可以使用微波RFID。頻率因國家和地區而異。
低頻RFID系統。盡管典型頻率為125 KHz，但范圍從30 KHz到500 KHz。LF RFID的傳輸距離短，通常在幾英寸到不到六英尺的任何地方。
高頻RFID系統的范圍從3 MHz到30 MHz，典型的HF頻率為13.56 MHz。標準范圍從幾英寸到幾英尺。
UHF RFID系統。這些范圍從300 MHz到960 MHz，典型頻率為433 MHz，通常可以在25英尺以上的距離讀取。
微波RFID系統。它們的運行頻率為2.45 GHz，可以在30多英尺的距離內讀取。
所使用的頻率將取決于RFID應用，實際獲得的距離有時會與預期的有所不同。例如，當美國國務院宣布將發行帶有RFID芯片的電子護照時，它說只能從大約4英寸遠的地方讀取這些芯片。但是，國務院很快收到證據表明，RFID讀取器可以從遠遠超過4英寸（有時甚至超過33英尺）的地方掠過RFID標簽中的信息。
如果需要更長的讀取范圍，則使用具有附加功能的標簽可以將讀取范圍提高到300英尺以上。
RFID應用和用例
RFID的歷史可以追溯到1940年代。但是，在1970年代更頻繁地使用它。長期以來，標簽和閱讀器的高昂成本禁止了廣泛的商業用途。隨著硬件成本的降低，RFID的采用也有所增加。
RFID應用程序的一些常見用途包括：
寵物和家畜追蹤
庫存管理
資產跟蹤和設備跟蹤
庫存控制
貨物和供應鏈物流
車輛追蹤
客戶服務和損失控制
改善供應鏈中的知名度和分布
安全情況下的訪問控制
運輸
衛生保健
制造業
零售銷售
隨到隨付信用卡付款
RFID與條形碼
越來越多地使用RFID作為條形碼的替代品。RFID和 條形碼 技術以類似的方式用于跟蹤庫存，但是它們之間有一些重要的區別。
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RFID標簽 |
條碼 |
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可以識別單個物體而沒有直接的視線。 |
掃描需要直接的視線。 |
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可以掃描幾英寸到幾英尺遠的物品，具體取決于標簽和閱讀器的類型。 |
需要更近的距離才能進行掃描。 |
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數據可以實時更新。 |
數據是只讀的，不能更改。 |
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需要電源。 |
無需電源。 |
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每個標簽的讀取時間少于100毫秒。 |
每個標簽的讀取時間為半秒或更長時間。 |
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包含一個與天線相連的傳感器，通常裝在一個塑料蓋中，比條形碼的價格更高。 |
印在物體的外面，容易磨損。 |
RFID與NFC
近場通信（NFC）使數據可以通過使用短距離，高頻無線通信技術在設備之間交換。NFC將智能卡和讀卡器的接口組合到單個設備中。
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射頻ID |
近場通訊 |
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單向 |
雙向的 |
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射程可達100 m |
范圍小于0.2 m |
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LF / HF / UHF /微波 |
13.56兆赫 |
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連續采樣 |
沒有連續采樣 |
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比特率隨頻率變化 |
高達424 Kbps |
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功率率隨頻率變化 |
<15毫安 |
RFID挑戰
RFID容易出現兩個主要問題：
讀者沖突。當來自一個RFID閱讀器的信號干擾第二個閱讀器時，可以通過使用防沖突協議防止RFID標簽輪流發送到其相應的閱讀器來防止閱讀器沖突。
標簽碰撞。當太多標簽通過同時傳輸數據而使RFID讀取器混亂時，就會發生標簽沖突。選擇一次收集一個標簽信息的閱讀器可以避免此問題。
RFID安全與隱私
常見的RFID安全性或隱私問題是，具有兼容讀取器的任何人都可以讀取RFID標簽數據。物品離開商店或供應鏈后通常可以讀取標簽。還可以使用未經授權的讀取器在用戶不知情的情況下讀取它們，并且如果標簽具有唯一的序列號，則可以將其與消費者相關聯。在個人或個人的隱私問題上，在軍事或醫療環境中，這可能是國家安全問題或生死攸關的問題。
因為RFID標簽沒有很多計算能力，所以它們無法進行加密，例如可能在質詢響應身份驗證系統中使用的加密。但是，其中一個例外是護照專用的RFID標簽-基本訪問控制（BAC）。在此，芯片具有足夠的計算能力，可以對來自讀取器的加密令牌進行解碼，從而證明讀取器的有效性。
在閱讀器上，對護照上印刷的信息進行機器掃描，并用于導出護照的鑰匙。使用了三項信息-護照號碼，護照持有人的出生日期和護照的到期日期-以及這三個信息的校驗和數字。
研究人員說，這意味著護照受密碼保護，且密碼熵比電子商務中通常使用的密碼要少得多。它們的密鑰在護照的整個生命期內也是靜態的，因此，一旦實體一次訪問了打印的密鑰信息，無論護照持有人是否同意，該護照都是可讀的，直到護照到期為止。
美國國務院于2007年采用了BAC系統，已在電子護照中添加了一種防盜版材料，以減輕未發現的竊取用戶個人信息企圖的威脅。
RFID標準
RFID技術有一些準則和規范，但是主要的標準組織是：
國際標準化組織（ISO）
電子產品代碼全球公司（EPCglobal）
國際電工委員會（IEC）
每個射頻都有相關的 標準，包括用于LF RFID的ISO 14223和ISO / IEC 18000-2，用于HF RFID的ISO 15693和ISO / IEC 14443，以及用于UHF RFID的ISO 18000-6C。
下一代RFID的使用
RFID系統越來越多地用于支持 物聯網 部署。將該技術與智能傳感器和/或GPS 技術相結合 ，可以無線 傳輸包括溫度，運動和位置在內的傳感器數據 。