RFID是一套系统,该系统利用RF传输来实现与对象的通讯、识别、分类和/或追踪。每个对象均有其各自的RFID标签(即众所周知的应答器)。系统利用卷标阅读器来接收来自每个标签的RF能量。 阅读器中的嵌入式软件管理所收到的卷标信息,进行审查、译码和处理,并与装有卷标数据库和其它相关信息的库存系统进行通讯。

一、 RFID阅读器

RFID阅读器提供单个标签与末端追踪/管理系统之间的连接。它具有各式各样的外形,但通常都比较小,能够安装在三脚架或墙体上。当然,根据具体应用和工作条件,也许会有许多阅读器用来覆盖特定区域。

例如,在一个仓库中,将会有一个覆盖网络,确保在货盘通过A点和B点时,能够100%地检查并注册所有通过的货品。 整体而言,阅读器的功能包括三个部份。第一是与发射/接收功能,该功能实现与卷标的通讯并能区别每个标签。第二是对所接收的信息进行初始处理。最后则是连接到服务器,服务器则负责将信息链接到企业。 RFID阅读器必须能同时处理覆盖区域中的多个卷标。这对一些在限定空间中具有许多标签的应用尤其重要。在多阅读器/标签应用的主要挑战是会产生碰撞,这是因为多个阅读器同时发出询问,且多个标签同时应答。不过有许多方法可解决这个问题。 最常见的方法是利用某种时分多任务算法。阅读器可设置成分时询问,标签可在一个随机的时间间隔后应答。在嵌入式软件中实现这一功能可提供更多灵活性。

二、 RFID应答器(标签)

一个RFID标签包括一枚保有贴附标识对象唯一性信息的IC,一个接收来自阅读器能量并发射信息的天线(通常是印刷天线),以及各类内含卷标的组件。 ‘对象’一词,适用于许多不同的事物,从工厂的货物到动物乃至于人均包含在内。卷标与天线之间的距离是系统的一种重要可变因素,它受到标签技术的直接影响。以下将解释目前广泛采用的各种标签技术。

a. 被动标签

最简单的卷标是被动卷标。它由阅读器发给它的RF能量供电,不会占用空间,且无需额外电池。这使卷标的机械性能更可靠,且体积非常小(约如拇指般大小)。 不过,由于被动标签的接收功率与它和阅读器之间的距离呈正比,故缺点是这类标签与阅读器之间的距离有限。 谈到距离,所选用的RF频率也对链路的实际距离影响甚巨。低频卷标通常使用125~135kHz频率,但由于该频率范围的限制,其主要用途是门禁控制和动物标签。高频(HF)标签,绝大部份工作在13.56MHz频段,工作距离大约为一英呎或两英呎。其主要作用是简单的逐一识别,如门禁控制,收费或图书追踪。另一种是超高频(UHF)标签,工作在850~950MHz频段,工作距离较长,可达10英呎甚至更远。此外,阅读器可同时处理许多这类卷标,不像HF卷标只能逐一识别。 该特性还减少了在指定区域中的阅读器数量。由于该特性,UHF标签在业界得到了非常广泛的应用,主要用于货品追踪与控制。不过,UHF标签的主要缺点是不能有效地穿透液体。该缺点使其不太适用于处理饮料罐或人体等对象。对于这类应用,通常必需使用HF标签。

b. 半主动标签

与被动卷标类似(不像主动卷标),半主动卷标透过将RF能量反射回标签阅读器来传送识别信息。不过,它需要一个电池为标签中的IC提供能量。 这种方式可实现某些应用,如在标签中植入传感器。于是,每个应答器不仅可以发送静态识别信息,还可以发送实时信息,如温度、湿度、时间/日期等。 透过只为IC和传感器提供电源,半主动标签可实现成本、尺寸和距离间的折衷。

c. 主动标签

主动卷标比半主动卷标更先进。它利用一个整合电池,能同时为标签IC(与传感器一起)和RF发射器供电,因此能实现更远的工作距离(100公尺以上)。 这也意味着允许对象以比被动和半主动卷标系统中更快的速度通过阅读器。此外,主动卷标可搭载比简单ID编码更多的产品信息。