一文快速了解RFID技术的构成及分类

典型的RFID系统一般包括RFID标签、RFID读写器和后端数据库三个部分。RFID读写器通过射频信号给标签提供能量并“询问”标签，RFID标签被激活后将其存储的RFID标签信息发送给RFID读写器，RFID读写器再将读取的RFID标签信息发送给应用系统以结合具体的应用背景进行数据的控制、存储及管理。

RFID读写器作为RFID系统中不可或缺的组成部分，也可以细分为RFID天线和RFID读写器两部分。RFID读写器通过RFID天线发射信号“唤醒”和传送指令给RFID电子标签，并接收RFID标签返回的信号。在初步滤波、处理信号之后，完成对RFID标签信息的获取和解析，将有用的数据通过网络和数据管理系统交互。数据管理系统可以由简单的本地软件担当，也可以是集成了RFID管理模块的分布式ERP管理软件。

RFID系统的通信过程是RFID读写器给RFID标签信息和获得标签上信息的过程。由于无源RFID标签本身无电源，所以必须依靠从RFID读写器发送的射频信号中获得的能量（波束供电技术），而RFID标签获得能量仅够供给电子标签本身使用，没有多余的能量可供射频信号源工作，必须利用无源反射调制技术来实现RFID阅读器与RFID标签之间的通信。而RFID标签在应答过程中对阅读器发射的连续波射频信号进行调制，再将已调制的射频信号反射回去，被阅读器接收解码，完成信息传递功能。

RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合（电磁场或交变磁场）实现信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID技术的发展，一方面是RFID成功应用的极大促进应用需求的扩展，一方面是受到应用需求的驱动。根据工作频率不同、协议不同、供电方式不同、功能不同、数据处理方式不同、数据格式不同，RFID可以分成各种各样的种类。

自然界中所有电磁波的频率从低到高为：电力波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Gamma射线）、宇宙射线。其中，与RFID相关的只是无线电波部分，无线电波顾名思义就是可以辐射到外界的电波。无线电波的频率范围从9KHz到300GHz，分成超低频（VLF）、低频（LF）、中频（MF）、高频（HF）、甚高频（VHF）、超高频（UHF）、特高频（SHF）、极高频（EHF）。

RFID的数据传输方式主要有三种：电容耦合、电感耦合、电磁场传播。

1、电容耦合

电容耦合是利用电容的电场变化原理来进行数据传输的，但是这种方式的局限性很强。首先，读写器和标签天线之间的距离要非常近，这样才有电容效应，读写器电压的变化才能使标签识别到；其次需要读写器和标签天线面积很大，这样才能提供足够的传输能量。由于电容耦合技术弊端非常多，现在已经很难看得到这样的应用了。

2、电感耦合

电感耦合是现在最常见的RFID传输技术之一，使用广泛、方法简单，即R读写器天线和标签天线都是闭合线圈，根据之间的电感耦合进行传输。根据谐振频率、匹配不同以及两个天线之间的距离，可以计算出两个天线之间的耦合系数（在不考虑谐振匹配的情况下距离越近，线圈的匝数越多其耦合系数越高）。

读写器在传输数据的同时，能量也可以传输给标签。此种电感耦合的工作方式，一般都是近距离通信技术。正常情况下标签的工作距离为10厘米左右，只有非常特殊的情况下可以工作到1米左右的距离，如15693协议（13.56MHz）下在门型天线的工作环境中可以实现中距离的标签读取。电感耦合的传输方式使用于各种频率，包括从低频到超高频的所有频率。这里重点说一下，在超高频的应用中，有许多环境中需要近场的应用，最简单的实现方式就是用近场的读写器天线配合近场的标签天线。

3、电磁波传播

电磁波传播也分两种模式，一种是利用反向散射电磁波传播技术，另外一种是主动收发技术。这两种技术都是利用电磁波的传播，都可以远距离工作，一般工作距离都可以超过3m，最远可以到达几十米或者上百米。

其中反向散射技术多应用于无源超高频技术，其特点是标签为无源，其能量从RFID读写器辐射的电磁波中获得。当RFID标签对RFID读写器进行通信时，RFID读写器不能停止工作，要不停地向RFID标签发射射频载波，RFID标签通过调制并反射RFID读写器的射频载波使RFID读写器接收到标签发射的数据。这种利用反向散射技术的无源RFID技术一般标签成本最低，工作距离大概8米左右，只有在非常特殊的环境中可以达到20米左右（如在车辆交通管理中，使用超标发射的大天线可以达到20米左右的距离）。

主动发射或者双工发射的技术主要用于有源标签的应用中，其特点是每一个RFID标签都是一个有源的收发器，其能量不来自RFID读写器而来源于自身携带的电池。当RFID读写器发出命令后，RFID标签主动发出应答。该技术有较远的通信距离，读取稳定性强，但是价格贵且由于电池的原因寿命短，同样由于电池的原因其高低温环境的要求很高。常用的工作频率有433MHz、800-900MHz、2.4GHz、5.8GHz。

由此可见，RFID技术并不是像很多人认为的频率高通信速率就快，当然频率高可以获得更高的带宽，但是最重要的是看协议如何规定的。

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审核编辑 黄宇