RFID射频识别技术题目：RFID射频识别技术姓名：马崟班级：2013级自动化4班学号：2013550413提交日期：2015年11月7日摘要RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。

射频识别技术RFID是一种利用无线读写数据，借以识别物品的技术，它是无线通讯技术与半导体技术相结合的产物，是当前应用最广泛的非接触式自动目标识别技术之一。

识别系统由阅读器和电子标签组成，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。

RFID技术具有很强的环境适应性，抗干扰能力强，可全天候使用，几乎不受污染与潮湿的影响，同时还避免了机械磨损。

RFID标签数据存储容量大、信息处理速度快、存储信息可以自由更改，存储数据可以加密，标签无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证机具的安全性。

另外，还可以用一些加密算法实现信息的安全管理，读写器与标签之间也可相互认证，实现安全通信和存储。

RFID 技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域，涵盖芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。

随着芯片技术、天线技术和计算机技术的不断发展，RFID系统的体积、功耗越来越小，成本越来越低，功能日趋灵活，操作快捷方便，加上其擅长多目标识别、运动目标识别，方便物品跟踪和管理的突出特点，在各种生产生活领域中得到广泛的应用。

在物流系统、零售行业、身份识别、交通管理农牧行业和医药行业等许多领域，RFID识别技术已经成为21世纪最热门的技术之一。

关键词:RFID 板级标签FPGA 状态机ISO18000—6C目录１. RFID技术的发展 (4)１.RFID的应用 (4)(l)电子标签方面 (4)(2)阅读器方面 (5)(3)系统种类方面 (5)(4)标准化方面 (5)3.RFID射频识别技术的优势 (5)（1）快速扫描 (5)（2）体积小型化、形状多样化 (5)（3）抗污染能力和耐久性 (5)（4）可重复使用 (5)（5）穿透性和无屏障阅读 (5)（6）数据的记忆容量大 (5)（7）安全性 (6)４.RFID射频识别系统简介 (6)(1)标签(Tag) (7)(2)读写器(Reader) (8)(3)天线(Antenna) (9)５．射频识别系统的基本工作流程 (11)６．数据传输方式 (11)７．RFID标准 (12)1. RFID标准简介 (12)2. ISO/IEC 1569标准 (12)８．曼彻斯特编码模块 (15)１. RFID技术的发展RFID射频识别技术实际上是一项较早的技术，比条形码还要古老，虽然被称之为新技术。

在20世纪70年代的时候，RFID射频识别技术的理论已经得到了很大的发展，并且开始了一些尝试性的应用。

20世纪末，许多无线射频识别系统在全球开始扩展，无线射频识别卡、无线射频识别标签在全球得到使用。

在20世纪90年代，被动标签迅速发展。

被动标签的应用包括：门禁控制系统、航班行李识别、汽车防盗、动物识别、电子商品监视、文件跟踪、电子付费及运动计时等。

直到几年前，被动标签的大多数应用使用的是射频频谱范围的低频(LF，Low Frequency)和高频(HF，High Frequency)段。

到了20世纪90年代末，超高频(UHF，Ultra High Frequency)被动标签的出现把标签的读取速度和读取范围结合得更好，并且以较低的价格使得被动标签能走出原来的限制。

从2001年至今，RFID标准化问题日趋为人们所重视。

RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到了发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业不断扩大，RFID技术的理论得到了丰富和完善。

单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。

特别是世界头号零售商沃尔玛宣布大范围使用RFID 和美国军方宣布军需物品均使用RFID来进行识别和跟踪，极大的推动了RFID 的研究和应用。

目前国际上 RFID 应用以 LF 和 HF 标签产品为主。

由于需求量大，利润可观，各个厂商纷纷研制不同类别的 RFID 产品，在性能和成本上下功夫。

RFID 已经成为目前新技术的主流，新一代“超级 RFID”也已经应运而生。

"超级 RFID"是一种传感器网络。

传感器网络不是被动的标签技术，它能够用来对环境进行监测并记录相关资料。

在需要的时候还能够在某些参数超过临界值时向人们发出警报。

我国集成电路设计业和制造业在近几年中取得了长足发展。

在 RFID 芯片设计方面，已基本实现自主设计。

国内 RFID 芯片设计公司主要有上海复旦微电子公司、上海华虹集成电路设计公司、北京清华同方集成电路设计公司等，但相互之间技术不公开。

在芯片制造方面，也涌现出了上海华虹、复旦微电子、上海贝岭等优势企业，具有大量生产 RFID 芯片的能力。

中国已基本掌握 HF 芯片的设计技术，UHF 芯片也已经完成开发。

我国微电子产业起步相对较晚，对 RFID 原理的研究还不够深入和透彻，自主开发的 RFID 产品也相对不成熟。

目前公开的有关电子标签芯片设计实现技术资料很少，相互之间技术保密现象比较严重。

在13.56MHz RFID 系统中，支持 ISO/IEC 14443 协议的设计实现较多，但支持疏耦合系统、读写距离可达 1 米左右的 ISO/IEC 15693 协议的相对很少。

现正值国家大力发展 RFID 事业，研究设计出支持 ISO/IEC 15693 协议的且读写距离远、成本低、功耗低的 RFID 芯片具有很强的现实意义。

１.RFID的应用(l)电子标签方面电子标签芯片所需的功耗更低，无源标签、半无源标签技术更趋成熟;作用距离更远;无线可读写性能更加完善;适合高速移动物品识别;快速多标签读写功能;一致性更好;强场强下的自保护功能更完善;智能性更强;成本更低。

(2)阅读器方面多功能(与条码识读集成、无线数据传输、脱机工作等);智能多天线端口;多种数据接口(RS232， RS422/485，USB，红外，以太网口);多制式兼容(兼容读写多种标签类型);小型化、便携式、嵌入式、模块化;多频段兼容;成本更低。

(3)系统种类方面低频近距离系统具有更高的智能、安全特性;高频远距离系统性能更加完善，成本更低;2.45GHz，5.SGHz系统更加完善;无芯片系统。

(4)标准化方面标准化基础性研究更加深入、成熟:标准化为更多企业所接受;系统、模块可替换性更好、更为普及。

3.RFID射频识别技术的优势（1）快速扫描条形码识别技术一次只能扫描一个条形码，而 RFID 射频识别技术支持批量处理，可同时识别数个 RFID 电子标签。

（2）体积小型化、形状多样化RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。

此外，RFID 标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。

（3）抗污染能力和耐久性传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID 对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。

此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID 卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

（4）可重复使用现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID 标签则可以重复地新增、修改、删除 RFID 卷标内储存的数据，方便信息的更新。

（5）穿透性和无屏障阅读在被覆盖的情况下，RFID 能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。

而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。

（6）数据的记忆容量大一维条形码的容量是 50bytes，二维条形码最大的容量可储存 2 至 3000 字符，RFID 最大的容量则有数 MBytes。

随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。

未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。

（7）安全性由于 RFID 承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

RFID 为各行业实时、动态、可视化管理提供有效手段。

RFID 电子标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点。

RFID 比传统的识别技术的高明之处在于，RFID 芯片内部的数据是可以更改的，这意味着不同流程的操作人员可以对 RFID 添加记录，从而得到更加完整的信息。

同时，RFID 芯片可以做得非常小巧，使其与物体集成时更加方便。

按照工作频率的不同，RFID 标签分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段(MW)的标签。

４.RFID射频识别系统简介一般来说，射频识别系统包含射频标签(Tag)、读写器(Reader)和数据管理系统三部分。

射频标签由天线及芯片组成，每个芯片都含有唯一的识别码，一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，射频标签一般粘贴在待识别物体的表面,电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；读写器是可非接触地读取和写入标签信息的设备，它通过网络计算机系统进行通信，从而完成对射频标签信息的获取、解码、识别和数据管理，可设计为手持式或固定式, 读写器又称为读出装置，扫描器、通讯器、阅读器；数据管理系统主要完成数据信息的存储和管理，并可以对标签进行读写控制。

数据管理系统可以由简单的小型数据库担当，也可以是集成了RFID管理模块的大型ERP(企业资源规划)数据库管理软件。

电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的交换。

图2.1射频识别系统的基本模型Fig.2.1The basic model of RFID system(1)标签(Tag)由耦合元件和芯片组成，每个标签有唯一的电子编码，附着在物体上识别目标对象；通常电子标签由耦合元件以及 RFID 芯片组成，RFID 芯片主要由射频接口模块、数字控制模块和存储系统三部分组成，其结构如图所示：图 RFID 芯片系统结构射频接口主要由调制电路、解调电路、时钟产生及复位电路以和电源产生电路四个功能模块组成。

调制电路和解调电路用于实现信息在电磁信号和电信号之间的转换；时序产生电路是为数字控制逻辑服务的，通过时钟恢复获得时钟信号，并分频产生调制电路和存储电路所需要的时钟信号。

电源产生电路从阅读器发射的电磁波中提取能量给芯片内部电路使用，解决了电子标签内电路正常工作所需要的能量问题，为整个数字电路和存储系统提供稳定的电压。

数字控制模块主要实现对阅读器发出的信息进行解调、解码、校验、判断，并对解码后的指令进行相应的处理。