RFID的英文全稱(chēng)是Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別，又稱(chēng)電子標(biāo)簽，無(wú)線射頻識(shí)別，感應(yīng)式電子晶片，近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子條碼。

RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。

RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可在這樣的環(huán)境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長(zhǎng)距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識(shí)別距離可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車(chē)輛身份等。

RFID系統(tǒng)的基本原理

1、基本原理

從電子標(biāo)簽到閱讀器之間的通信及能量感應(yīng)方式來(lái)看，系統(tǒng)一般可以分成兩類(lèi)，即電感耦合（Inductive Coupling）系統(tǒng)和電磁反向散射耦合（Backscatter Coupling）系統(tǒng)。電感耦合通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律；電磁反向散射耦合，即雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。 

2、電感耦合型RFID系統(tǒng)

RFID的電感耦合方式對(duì)應(yīng)于ISO/IEC 14443協(xié)議。電感耦合電子標(biāo)簽由一個(gè)電子數(shù)據(jù)載體，通常由單個(gè)微芯片及用做天線的大面積的線圈等組成。

電感耦合方式的電子標(biāo)簽幾乎都是無(wú)源工作的，在標(biāo)簽中的微芯片工作所需的全部能量由閱讀器發(fā)送的感應(yīng)電磁能提供。高頻的強(qiáng)電磁場(chǎng)由閱讀器的天線線圈產(chǎn)生，并穿越線圈橫截面和線圈的周?chē)臻g，以使附近的電子標(biāo)簽產(chǎn)生電磁感應(yīng)。

電感耦合型RFID系統(tǒng)的工作原理圖

3、電磁反向散射RFID系統(tǒng)

（1）反向散射調(diào)制 

 雷達(dá)技術(shù)為RFID的反向散射耦合方式提供了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。當(dāng)電磁波遇到空間目標(biāo)時(shí)，其能量的一部分被目標(biāo)吸收，另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個(gè)方向。在散射的能量中，一小部分反射回發(fā)射天線，并被天線接收（因此發(fā)射天線也是接收天線），對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大和處理，即可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息。

當(dāng)電磁波從天線向周?chē)臻g發(fā)射時(shí)，會(huì)遇到不同的目標(biāo)。到達(dá)目標(biāo)的電磁波能量的一部分（自由空間衰減）被目標(biāo)吸收，另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個(gè)方向上去。反射能量的一部分最終會(huì)返回發(fā)射天線，稱(chēng)之為回波。在雷達(dá)技術(shù)中，可用這種反射波測(cè)量目標(biāo)的距離和方位。

對(duì)RFID系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以采用電磁反向散射耦合工作方式，利用電磁波反射完成從電子標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。這種工作方式主要應(yīng)用在915MHz、2.45GNz或更高頻率的系統(tǒng)中。

（2）RFID反向散射耦合方式 

 一個(gè)目標(biāo)反射電磁波的頻率由反射橫截面來(lái)確定。反射橫截面的大小與一系列的參數(shù)有關(guān)，如目標(biāo)的大小、形狀和材料，電磁波的波長(zhǎng)和極化方向等。由于目標(biāo)的反射性能通常隨頻率的升高而增強(qiáng)，所以RFID反向散射耦合方式采用特高頻和超高頻，應(yīng)答器和讀寫(xiě)器的距離大于1m。讀寫(xiě)器、應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）和天線構(gòu)成了一個(gè)收發(fā)通信系統(tǒng)。

RFID反向散射耦合方式的原理

4、聲表面波標(biāo)簽的識(shí)別原理

（1）聲表面波器件

聲表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）器件以壓電效應(yīng)和與表面彈性相關(guān)的低速傳播的聲波為依據(jù)。SAW器件的體積小、重量輕、工作頻率高、相對(duì)帶寬較寬，并且可以采用與集成電路工藝相同的平面加工工藝，制造簡(jiǎn)單，重獲得性和設(shè)計(jì)靈活性高。

聲表面波器件具有廣泛的應(yīng)用，如通信設(shè)備中的濾波器。在RFID應(yīng)用中，聲表面波應(yīng)答器的工作頻率目前主要為2.45GHz。

聲表面波應(yīng)答器的基本結(jié)構(gòu)

（2）聲表面波RFID的原理

SAW標(biāo)簽由叉指換能器和若干反射器組成，換能器的兩條總線與電子標(biāo)簽的天線相連接。閱讀器的天線周期地發(fā)送高頻詢問(wèn)脈沖，在電子標(biāo)簽天線的接收范圍內(nèi)，被接收到的高頻脈沖通過(guò)叉指換能器轉(zhuǎn)變成聲表面波，并在晶體表面?zhèn)鞑?。反射器組成對(duì)入射表面波部分反射，并返回到叉指換能器，叉指換能器又將反射脈沖串轉(zhuǎn)變成高頻電脈沖串。由于聲表面波的傳播速率低，有效的反射脈沖串在經(jīng)過(guò)及微妙的延遲時(shí)間后才回到閱讀器。 

聲表面波的傳播

（3）聲表面波RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

1. 標(biāo)簽編碼容量與作用距離

2. 應(yīng)答器和讀寫(xiě)器的配合

3. 應(yīng)用小型低成本且適合待識(shí)別物品的電子標(biāo)簽天線

4. 封裝

由于標(biāo)簽附著的物品和使用環(huán)境千差萬(wàn)別，所以其封裝結(jié)構(gòu)各有特色，它們都必須達(dá)到以下幾個(gè)要求：

• 保證壓電芯片在工作壽命期間能耐受外部環(huán)境應(yīng)力及其變化，不造成性能惡化。

• 至少不能影響或極少影響標(biāo)簽天線的高頻電磁波接收效果。

• 固定于待識(shí)別物的方法簡(jiǎn)單、附著牢靠，不明顯損傷該物品。

• 外型美觀，對(duì)于待識(shí)別物和諧，并滿足安全和保護(hù)環(huán)境等要求。

  
  

（4）聲表面波RFID的優(yōu)點(diǎn)

由于SAW器件本身工作在射頻波段，無(wú)源且抗電磁干擾能力強(qiáng)，所以SAW技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電子標(biāo)簽具有一定的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是對(duì)集成電路（IC）技術(shù)的補(bǔ)充。

聲表面波RFID的主要特點(diǎn)有：

1. 讀取范圍大且可靠，可達(dá)數(shù)米；

2. 可使用在金屬和液體產(chǎn)品上；

3. 標(biāo)簽芯片與天線的匹配簡(jiǎn)單，制作工藝成本低；

4. 不僅能識(shí)別靜止的物體，而且能識(shí)別速度達(dá)300km/h的高速運(yùn)動(dòng)物體。

5. 可在高溫差（-100℃～300℃）、強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用。