RFID(射频识别)技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。 一、RFID技术定义。 RFID技术也称为电子标签,是一种短距离无线通信技术,可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触,所以,它是一种非接触式的自动识别技术。 二、RFID系统组成。 RFID系统主要由标签、阅读器和天线三部分组成,如图3-13所示。一般由阅读器收集到的数据信息传送到后台系统进行处理。
(1)标签：标签由耦合元件及芯片组成,每个电子标签都具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;每个标签都有一个全球唯一的1D号码—UID(用户身份证明),其在制作标签芯片时存放在ROM中,无法修改,其对物联网的发展有着很重要的影响。
(2)阅读器：阅读器是读取或写入标签信息的设备,可设计为手持式或固定式等多种工作方式。对标签进行识别、读取和写入操作,一般情况下会将收集到的数据信息传送到后台系统,由后台系统处理数据信息。
(3)天线：天线是用来在标签和阅读器之间传递射频信号。射频电路中的天线是联系阅读器和电子标签的桥梁,阅读器发送的射频信号能量,通过天线以电磁波的形式辐射到空间,当电子标签的天线进入该空间时,接收电磁波能量,但只能接收其很小的一部分。阅读器和电子标签之间的天线耦合方式有两种:一种是电感耦合方式,适用于低频段射频识别系统;另一种是反向散射耦合模式,适用于超高频段的射频识别系统应用。天线可视为阅读器和电子标签的空中接口,是RFID系统的一个非常重要的组成部分。
三、RFID产品分类。
RFID技术中所衍生的产品有三类,即无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。
(1)无源RFID产品：无源RF1D产品如公交卡、银行卡等,日常生活中随处可见,属于近距离接触式识别类,其产品的主要工作频率有低频125kHz、高频13.56MHz、超高频433MHz和915MHz。
(2)有源RFID产品：有源RFID产品的远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市场潜质,在远距离自动识别领域,如智能停车场、智能交通、物联网等领域有重要应用,其产品主要工作频率有超高频433MHz、微波2.45GHz和5.8GHz。
(3)半有源RFID产品：半有源RFID产品结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势,利用低频125kHz近距离精确定位,微波2.45GHz远距离识别和上传数据,来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。
四、RFID技术特点。
RFID技术具有以下特点。
(1)读取方便快捷：数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大,采用自带电池的主动标签时,有效识别距离可达到30m以上。
(2)识别速度快：标签一进入磁场,阅读器就可以即时读取其中的信息,而且能够同时处理多个标签,实现批量识别。
(3)数据容量大：数据容量最大的二维条形码,最多也只能存储2725个数字;若包含字母,存储量则会更少;RFID标签则可以根据用户的需要将存储量扩充到数万个数字。
(4)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。
(5)使用寿命长,应用范围广：无线通信方式使RFID可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境,而且封闭式包装使得RFID标签寿命大大超过印刷的条形码。
(6)标签数据可动态更改：利用编程器可以向标签写入数据,从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能,而且写入时间相比打印条形码更少。
(7)安全性好：不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上,而且可以为标签数据的读写设置密码保护,从而具有更高的安全性。
(8)动态实时通信：标签以每秒50~100次的频率与阅读器进行通信,所以只要RFID标签所附着的物体出现在阅读器的有效识别范围内,就可以对其位置进行动态的追踪和监控。
五、RFID技术应用。
RFID技术凭借其实时、准确地对高速移动目标的快速识别特性,将成为未来交通信息采集与监管的主要手段,它在交通管理中的广泛应用也必将成为未来智能交通的发展趋势。
RFID技术可以用于交通信息的采集,如采集机动车流量、车辆平均车速、道路拥挤状况;智能交通控制,如交通信号优化控制、公交信号优化控制、特定区域出入管理;违章、违法行为检测,通过与视频监控、视频抓拍系统配合,通过RFID射频识别设备对过往车辆进行检测、抓拍和身份判别;高速公路自动收费系统;无钥匙系统;车牌自动识别系统等。
1.汽车无钥匙系统。
汽车无钥匙系统是由射频识别技术、无线编码技术等发展起来的,它的工作原理是当遥控钥匙的携带者进入到距离车辆一定范围内,或者是按下车门上的触动开关,即可唤醒遥控钥匙控制模块。此时,遥控钥匙控制模块发射出低频信号,唤醒遥控钥匙。接着,遥控钥匙上的高频模块开始工作,发送出高频解码信号给接收天线,天线收到信号后传送给钥匙控制模块,微控制器首先查看密钥信息,如果正确就对钥匙进行区域检测,判断钥匙的位置,从而做出相应的动作，如对车门的开、闭锁等。如果密钥不正确,则不做任何动作。
汽车无钥匙系统是针对汽车便利性与安全性而设计的,它除了自动门禁功能外,针对车辆安全问题,它还能实现以下功能。
(1)自动落锁：当驾驶员进入车内启动车辆后,在车辆行驶前,各车门、车窗将会自动落锁,关闭好车门、车窗,这样可以防止一些意外情况的发生。
(2)自动辨识身份：车辆能自动辨识智能钥匙,车门打开,但智能钥匙却不在车内,车辆是无法启动的,如果此时有人试图启动车辆,车辆将马上报警。
(3)无线加密功能：由于采用最新的射频识别芯片,完全做到双向识别、动态密匙,解决遥控式钥匙遥控信号容易被破解的问题。
(4)整车防盗功能：无钥匙系统对油路、电路以及启动这三个点都进行锁定,其中任何一点的防盗器在没有正确密钥的情况下被拆除,车辆都将被锁死而无法启动。
(5)防误报功能：无钥匙系统中采用防冲突技术,使系统在工作过程中具备较高的可靠性,有效地减少警报系统的误报。
(6)自动闭窗功能：如果驾驶员离开车辆后忘记关闭车窗,无钥匙系统会自动升起车窗。
2.汽车防伪查询。
汽车防伪查询基本原理是将车牌号、发动机号、车辆类型、颜色、车主信息、驾驶证号、发证机关、年审情况等基本信息保存在射频芯片中,可以使用验证器(阅读器)读出这些数据,通过核对这些信息,以验证车辆、车主及车牌的身份,如图3-14所示。芯片不断发射车辆的ID号码,在任何天气和车速下均可识别,撞击、油污或者破坏均不影响车牌工作,并且不能从一辆车拆下而放到另辆车。通过核对这些信息,来判断车辆、车主、车牌的真伪和查验车辆违规违纪、年检的状况。
3.电子不停车收费系统。
日前,高速公路电子不停车收费系统(ETC)已在全国推广使用,电子不停车收费系统是应用RFID技术,通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短程通信,在不需要驾驶员停车和其他收费人员采取任何操作的情况下,自动完成收费处理全过程,如图3-15所示。通过应用电子不停车收费系统可以提高通过效率，是缓解收费站交通堵塞的有效手段。
ETC系统的工作流程如下。
①存储有车型、车号、金额、有效期等信息的射频电子标签卡被安装在汽车前方风挡玻璃内侧的左下角,以不遮挡驾驶员视线为准,当持卡车辆进入不停车收费车道时,阅读器读取该车射频电子标签卡上的信息(车型、车号、剩余金额和有效期等)。
②从车载射频电子标签卡读取的信息、所采集到的数据均被送到车道控制计算机内进行分析比较,进行收费等一系列处理。
③如来车所持射频电子标签卡为有效卡,则通行。
④如来车所持射频电子标签卡为无效卡,则通行信号灯、自动栏杆关闭,转到人工收费进行处理。
