rfid調研報告

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rfid調研報告1

　　一、概述

　　隨著經濟的高速發展和科技的進步，尤其是數字化、網絡化進程的加快，一門集計算機技術、光學技術、網絡技術、無線電技術、通信技術于一體的高新數據采集技術——無線射頻識別技術（radio frequency identification，RFID）自20世紀80年代中期開始應用。沃爾瑪、IBM、HP、微軟、美國國防部、中國國家標準委員會，均開展了基于RFID技術的研究。RFID系統逐漸應用于物流、航空、郵政、交通、票務、金融、軍事、醫療保險、跟蹤、礦井、設備和資產管理等領域。

　　二、RFID工作原理

　　RFID讀寫器向一定范圍發射射頻信號，當RFID標簽進入讀寫器的射頻場后，標簽天線就會獲得感應電流，從而為RFID芯片提供能量，芯片就會通過內置天線以射頻信號的形式向讀寫器發送存儲在芯片內的信息，讀寫器對接收的信號進行解調和解碼，然后通過RS232，RS422，RS485或無線方式送至計算機系統進行有關的數據處理。如圖1

　　三、RFID技術特點

　　1）耐環境性。防水，防磁，耐高溫，不受環境影響，無機械磨損，壽命長，不需要以目視可見為前提，可以在那些條碼技術無法適應的惡劣環境下使用，如高粉塵污染、野外等。

　　2）可反復使用。RFID標簽上的數據可反復修改，既可以用來傳遞一些關鍵數據，也使得RFID標簽能夠在企業內部進行循環重復使用，將一次性成本轉化為長期攤銷的成本。

　　3）數據讀寫方便。RFID標簽無需像條碼標簽那樣瞄準讀取，只要被置于讀取設備形成的電磁場內就可以準確讀到，同時減少甚至排除因人工干預數據采集而帶來的效率降低和糾錯的成本。RFID每秒鐘可進行上千次的讀取，能同時處理許多標簽，高效且準確，從而能使企業大幅度提高管理的精細度，讓整個作業過程實時透明，創造巨大的經濟效益。

　　4）安全性。RFID芯片不易被偽造，在標簽上可以對數據采取分級保密措施。讀寫器無直接對最終用戶開放的物理接口，能更好地保證系統的安全。四、RFID技術應用

　　RFID技術涉及信息、制造、材料等諸多高技術領域，涵蓋無線通信、芯片設計與制造、天線設計與制造、標簽封裝、系統集成、信息安全等技術。而且物聯網中的RFID技術已經在諸多領域有很成熟的應用了。一些國家和國際跨國公司都在加速推動RFID技術的研發和應用進程。在過去十多年間，共產生數千項關于RFID技術的專利，主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區。

　　中國已經將RFID技術應用于鐵路車號識別、身份證和票證管理、動物標識、特種設備與危險品管理、公共交通以及生產過程管理等多個領域。

　　RFID技術的四大應用領域

　　（一）RFID標簽應用。

　　按照能量供給方式的不同，RFID標簽分為有源、無源和半有源三種；按照工作頻率的不同，RFID標簽分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波頻段（MW）的標簽。目前國際上RFID應用以LF和HF標簽產品為主；UHF標簽開始規模生產，由于其具有可遠距離識別和低成本的優勢，有望在未來五年內成為主流；MW標簽在部分國家已經得到應用。中國已掌握HF芯片的設計技術，并且成功地實現了產業化，同時UHF芯片也已經完成開發。

　　（二）RFID天線應用。

　　目前RFID標簽天線制造以蝕刻/沖壓天線為主，其材料一般為鋁或者銅，隨著新型導電油墨的開發，印刷天線的優勢越來越突出。RFID標簽封裝以低溫倒裝鍵合工藝為主，也出現了流體自裝配、振動裝配等新的標簽封裝工藝。中國低成本、高可靠性的標簽制造裝備和封裝工藝正在研發中。

　　（三）RFID讀寫器應用。

　　RFID讀寫器產品類型較多，部分先進產品可以實現多協議兼容。中國已經推出了系列RFID讀寫器產品，小功率讀寫模塊已達到國外同類水平，大功率讀寫模塊和讀寫器片上系統（SoC）尚處于研發階段。

　　（四）RFID體系架構應用。

　　在應用系統集成和數據管理平臺等方面，某些國際組織提出基于RFID的應用體系架構。各大軟件廠商也在其產品中提供了支持RFID的服務及解決方案，相關的測試和應用推廣工作正在進行中。中國在RFID應用架構、公共服務體系、中間件、系統集成以及信息融合和測試工作等方面取得了初步成果，建立國家RFID測試中心已經被列入科技發展規劃。

　　五、FID技術領域面臨的主要問題

　　首先是標準問題。到目前為止，射頻識別技術已經具有了一些國際標準。而在我國，射頻識別技術的生產和應用領域僅有一些行業標準，還沒有國家標準。制定一個自主的國家標準，并且與國際標準相互兼容，使我國的RFID產品能順利地在世界范圍中流通，是當前重要而急切需要解決的問題。

　　第二是安全與隱私問題：一方面射頻識別技術的應用有著無限的魅力，另一方面對個人隱私安全的威脅極大的阻礙了射頻識別技術的快速推廣。未經授權的機構或個人可能對RFID標簽的讀取和寫入，甚至進行非法追蹤、盜取貨物或機密信息，以謀求利益或蓄意破壞因此，如何保護持有人的隱私安全技術將是在目前和今后發展RFID技術十分關注的課題。

　　第三是多樣性和復雜性。目前國內的應用還處于初級階段，應用效果不好評判。由于用戶需求的多樣性和復雜性，導致很多應用只是在探索階段，從而使公司的研發壓力和成本更大。同時，通過改進工藝和技術創新進一步降低成本，使之能夠與傳統的條碼相比，才能將RFID標簽廣泛地應用到更多的商品中。六、RFID技術發展展望

　　RFID技術的發展已經走過50余年，隨著技術的不斷進步，RFID產品的種類將越來越豐富，在滿足應用需求的`同時，又極大地促進了應用的發展。RFID技術的發展將會在電子標簽(射頻標簽)、閱讀器、應用系統集成、中間件平臺、標準化等方面取得新的進展。隨著技術不斷發展和應用系統的推廣普及，RFID在性能等各方面都會有較大提高，成本將逐步降低，可以預見未來RFID技術的發展將有以下趨勢：

　　1、標簽產品多樣化。未來用戶個性化需求較強，單一產品不能適應未來發展和市場需求。芯片頻率、容量、天線、封裝材料等組合形成產品系列化，與其他高科技融合，如與傳感器、GPS、生物識別結合將由單一識別向多功能識別發展。

　　2、系統網絡化。當RFID系統應用普及到一定程度時，每件產品通過電子標簽賦予身份標識，與互聯網、電子商務結合將是必然趨勢，也必將改變人們傳統的生活、工作和學習方式。

　　3、系統的兼容性更好。隨著標準的統一，系統地兼容性將會得到更好的發揮。產品替代性更強。

　　4、與其他產業融合。與其他IT產業一樣，當標準和關鍵技術解決和突破之后，與其他產業如3C、3網等融合將形成更大的產業集群，并得到更加廣泛的應用，實現跨地區、跨行業應用。

　　因此，我們有理由相信RFID產業發展潛力是巨大的，將是未來發展的一個新的增長點，RFID射頻技術將會在物聯網中起到重要的支撐作用。

rfid調研報告2

　　射頻識別技術(RFID，Radio Frequency Identification)，又被稱為電子標簽技術、無線射頻技術，它是近些年來國際上迅速發6展起來的一種非接觸式自動識別技術。RFID技術可通過無線電訊號識別特定的目標，并且讀寫相關的數據，不需要特定目標和識別系統之間建立機械上或者光學上的接觸，具有高精度、較強的環境適應能力、信息存儲能力強、操作方便、抗干擾等優點，通常有低頻(125K?134.2KHz)、高頻(13.56MHz)、超高jianda頻、微波等技術在生活中應用領域廣泛，如：物流運輸、供應鏈管理、出入境檢查、儲物管理及流水線生產管理等。

　　1、RFID電子標簽系統組成

　　一般來說，RFID電子標簽系統由三部分構成，包括：讀寫器、應用系統、射頻標簽。

　　射頻標簽：包括天線和芯片，在每個芯片里有特定的識別碼，識別碼中有所約定存儲的電子數據，而對于一般的實際應用，射頻標簽要粘附于被識別物體的表面上，以實現信息集中對應。

　　讀寫器是實現讀取和寫入標簽信息的設備，其根據需要并使用相應協議進行工作。其形式有手持、固定的兩種，通過網絡通信系統進行通信，從而完成對射頻標簽信息的獲取、解讀、識別以及數據存取管理等。

　　應用系統：主要完成對數據信息的存儲和管理，并可對標簽進行讀寫的控制。

　　2、RFID電子標簽工作原理

　　RFID的工作原理如圖2-13所示，計算機控制端通過發送指令使讀寫器工作，讀寫器將內部存儲的數據經過調制后再將一定頻率的射頻信號通過天線發送至外界，若是目標對象上的標簽在此射頻信號波及的范圍之內，則會產生感應電流，然后標簽把反饋信息再送至讀寫器,經過解調后還原出標簽的數據傳送給計算機

　　3、RFID電子標簽分類

　　RFID標簽芯片體積較小，厚度不超過化35mm，最小表面積為3mm2，它由芯片和天線構成，可印制在塑料、紙張、玻璃、紡織品等包裝的材料上。

　　若將RFID標簽按照能量供給方式可分為有源標簽、半有源標簽和無源標簽。 (1)有源標簽：含有電池，能夠主動的向閱讀器發出信息；

　　(2)半有源標簽：雖然含有電池，不過這里電池的能量僅用來維持芯片內部的循環，不用做向閱讀器激發能量的功能；

　　(3)無源標簽：不含有電池，僅僅通過閱讀器發送來的能量傳給標簽，再將標簽激發，

　　若將RFID標簽按照系統工作的頻率，可分為低頻LF(125kHz-134kHz)、高頻HF(13.56MHz)、超高頻UHF(860MHz-960MHz)和微波(2.45GHz、5.8GHz)。其中低頻和高頻通過電感耦合的方式實現數據通信，讀寫距離一般不超過1m。而超高頻和微波使用電磁波反向散射的原理，其讀寫距離可達10m，有源標簽能實現更遠的讀寫距離。

　　4、RFID

　　RFID射頻識別技術已經廣泛用于多種領域，包括身份識別、防偽鑒定、危險品管理、物流管理等等，得益于它自身的多種優勢;

　　(1)體積小：RF瓜標簽體積小重量輕，形狀也不受限制，適合多樣化的發展，

　　(2)環保：RFID標簽中可化重復循環使化標簽中的信息可隊進行修改、刪除等操作，反復利用利于環保，

　　(3)快速識別：在進行掃描等讀寫操作時，不需要很近的距離就可完成，速

　　(4)內存大：RFID標簽是一種電子標簽，其具有存儲記憶容量大的優點，一維條形碼的存儲容量是50Bytes，二維條形碼最大是3000Bytes，然而RFID最大容量則達到數MB

　　(5)耐久性能好：RFID電子標簽異于傳統標簽的一大優勢是抗破壞性能要高很多。RFID標簽在受到水、日曬、撞擊摩擦等外界環境干擾時，比普通標簽的耐受性能更好，

　　(6)安全：RFID裝載的是電子信息,受到密碼保護，數據不會被輕易篡改和偽造，

　　(7)唯一性：每一個RFID標簽都有唯一的UID，每個公司生產的RFID芯片其UID都不一樣，而且UID不可被更改，只要標簽不被損毀就仍然可使用。

　　5、由RFID技術衍生的產品主要有三大類

　　5.1、無源

　　RFID產品：此類產品需要近距離接觸式識別，比如飯卡、銀行卡、公交卡和身份證等，這些卡的類型都是在工作識別時需要近距離接觸，主要工作頻率有低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ和915MHZ。這類產品也是我們生活中比較常見，也是發展比較早的產品。在系統中，該系統中的標簽內部沒有電池，通過讀寫器發出的射頻信號供電，然后電子標簽將通過天線接收到的能量中的一部分轉化為直流電，從而為電子標簽的內電路正常工作供電。其缺點是工作距離較短，優點是壽命長、對工作環境沒有很高的要求，同時在不同限制規則下，能夠滿足絕大多數實際情況下系統的需要。

　　5.2、有源

　　RFID產品：這類型的產品則具有遠距離自動識別的特性，所以相應地應用到一些大型環境下，比如智能停車場、智慧城市、智慧交通及物聯網等領域，它們的主要工作有微波2.45GHZ和5.8GHZ，超高頻433MHZ。在系統中，系統本身含有電池，電子標簽工作的所有能量都由其提供，因此電子標簽可以使用其自己的發射器主動地將數據發送給讀取器。

　　其功率足夠，所以傳輸的距離比較遠，同時具有非常好的可靠性。但是，有源電子標簽的使用時間有限，一般不超過10年，而且電池會跟著使用時間的增長而不斷被耗盡，數據的傳輸距離將逐漸變近，這將對RFID系統的工作產生非常大的影響。

　　5.3、半有源

　　RFID產品：顧名思義就是有源RFID產品和無源RFID產品的結合，它結合二者的優點，在低頻125KHZ頻率的觸發下，讓微波2.45G發揮優勢，解決了有源RFID產品和無源RFID產品不能解決的問題，比如門禁出入管理、區域定位管理及安防報警等方面的應用，近距離激活定位、遠距離傳輸數據。

　　半無源RFID供電系統的標簽包含有電池，但是電池提供的電量有限，并不足以使標簽能主動將信息傳輸給讀寫器。同時，根據電子標簽是否處于工作狀態，可以將電子標簽作為半有源和無源電子標簽處理。

　　6、RFID天線相關總結

　　6.1、RFID天線制作技術

　　RFID天線制作技術主要有蝕刻法、線圈繞制法和印刷天線三種。蝕刻法也稱為減法制作技術。其制作流程如下(以銅質天線為例)：首先在一個塑料薄膜上層壓一個平面銅箔片；然后在銅箔片上涂覆光敏膠，干燥后通過一個正片(具有所需形狀的圖案)對其進行光照；放入化學顯影液中，此時感光膠的光照部分被洗掉，露出銅；最后放入蝕刻池，所有未被感光膠覆蓋部分的銅被蝕刻掉，從而得到所需形狀的`銅線圈。

　　蝕刻印制天線因為其精度高，特性能夠與讀寫機的詢問信號相匹配，同時在天線的阻抗、應用到物品上的射頻性能等都很好，但是它的缺點就是成本太高。

　　利用線圈繞制法制作RFID標簽時，要在一個繞制工具上繞制標簽線圈并進行固定，此時要求天線線圈的匝數較多(典型匝數50～1500匝)。這種方法用于頻率范圍在125-134 KHz的RFID標簽，其缺點是成本高，生產速度慢。

　　印刷天線是直接用導電油墨在絕緣基板(薄膜)上印刷導電線路，形成天線和電路，又叫添加法制作技術。主要的印刷方法已從只用絲網印刷擴展到膠印、柔性版印刷、凹印等制作方法，較為成熟的制作工藝為網印與凹印技術。印刷法主要依靠導電油墨，質量穩定性不好，特別是在柔性標簽中，天線容易損壞，導致標簽失效，且成本相對也較高。

　　6.2、天線的物理特性

　　(1)磁場強度

　　運動的電或者說電流會產生磁場，磁場的大小用磁場強度來表示。RFID天的作用距離與天線線圈電流所產生的磁場強度緊密相關。

　　(2)天線的增益

　　天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發信號的能力，它是選擇基站天線最重要的參數之一。

　　(3)阻抗為了最大功率傳輸，天線后的芯片的輸入阻抗必須和天線的輸出阻抗匹配。一般而言，電子標簽芯片的輸入阻抗為Z＝R-jX形式.為了獲得共軛形式的阻抗，電子標簽天線的阻抗應為Z＝R+iX形式。

　　(4)品質因數

　　在其尺寸不變的情況下，Q值越大意味著天線線圈中的電流強度越大，輸出功率越強，讀寫距離就越遠。品質因數Q的計算公式為：

　　Q＝2πf0L/R式中，f0是工作頻率，L是天線的等效電感，R是天線的等效并聯電阻。

　　6.3、全息金屬層對RFID標簽天線的影響

　　對于RFID標簽天線來說，金屬的影響主要有兩個：一是由于金屬對信號的反射干擾了標簽的反向散射信號；二是由于金屬與天線之間的耦合使得天線的阻抗發生變化。

　　7、RFID技術發展趨勢

　　目前，對RFID關鍵技術的研究重點集中在對頻率的選擇、低功耗的設計、天線的設計、定位和跟蹤、封裝技術以及防碰撞算法等方面。 8、RFID與全息結合

　　（1）全息面積較小，不遮蓋RFID天線

　　專利CN206388220U和CN108280505A采用射頻辨識標簽的面積大于全息防偽標簽的面積，射頻辨識標簽的芯片被覆蓋在全息防偽標簽底下，射頻辨識標簽的天線呈多圈配置，凸露在全息防偽標簽的外圍，天線的內端設有接腳，該接腳與芯片電氣相連；借此，可大幅提高天線的收發效果，以避免信號受到全息防偽標簽的遮蔽而減弱。

　　（2）全息圖案做特殊處理防止屏蔽

　　專利CN101882235B在全息金屬層上制作縫隙，再與無源電子標簽金屬面粘合，使縫隙的長度方向與無源電子標簽的放置位置垂直，無源電子標簽的非金屬面與硅油紙粘合，即得到縫隙耦合的激光全息電子標簽。本發明實現了無源電子標簽與激光全息防偽的結合，克服了激光全息圖的金屬層對無源電子標簽讀取的影響，而且通過無源電子標簽和縫隙之間的耦合，加大了電子標簽的輻射強度，實現了電子標簽的遠距離讀取。

　　專利CN201927069U使用激光全息膜的金屬反射層為對稱的兩部分，該兩部分之間留有隙縫或通過非磁性絕緣材料條相互隔開，使得兩部分相互絕緣，其中，該隙縫或非磁性絕緣材料條位于所述RFID標簽的中心軸線上。本實用新型通過將全息膜金屬層分成對稱的兩部分來消除全息膜金屬層對電磁波的屏蔽，通過改進天線設計來消除全息膜對天線阻抗的影響，對全息膜的尺寸沒有限制，并能夠增強天線的輻射，提高RFID標簽的讀取距離。

　　專利CN206441209U將全息圖層表面分為兩個信號傳導模塊，一個作為所信號傳導模塊，一個作為儲存模塊。

　　（3）全息圖案的鋁層做RFID天線

　　專利CN102263316B公開了一種制備天線全息圖層的方法，全息圖案直接作為RFID天線，巧妙的將全息和RFID相結合，有效的解決了全息對RFID信號的屏蔽。專利根據RFID天線的設計要求，制作模壓全息鎳板，模壓后鍍鋁制得全息圖，再將多余的鋁層洗掉。

　　專利CN201408440提供了一種激光全息圖像的金屬反射層作為RFID標簽天線部分的方法。金屬反射層采用真空鍍膜機在全息圖上進行局部蒸鍍，制作RFID天線圖案，得到RFID標簽天線。

　　（4）RFID天線特殊設計不受全息干擾

　　專利CN102013032A公開了一種激光全息RFID標簽，能夠適用于超高頻和微波頻段。專利使用的是激光全息膜貼在RFID標簽上，其中RFID標簽使用共面倒F天線，可以有效消除全息膜金屬層對信號的屏蔽，使得全息圖案形狀和尺寸大小不受限制。

　　（5）采用非金屬全息膜防止信號屏蔽

　　專利CN201440278U采用全息反射層為非金屬介質的方法制作全息RFID標簽。介質可以由多種不同折射率的材料組成，使全息圖像具有不同角度觀看下生動的效果，而且不會引起RFID標簽失諧或者電磁波反射。

　　（6）采用特殊金屬做反射層防止屏蔽

　　專利CN205553639U使用金屬銦和銦錫合金替代鋁作為反射層，當其電鍍層的厚度在20?40納米的范圍內，其電阻很大而不導電，對射頻電磁場的干擾很小，并且金屬鏡面效果和全息彩虹效果依然存在，可以作為RFID智能卡的激光全息印刷膜使用。

　　（7）利用全息圖對RFID的屏蔽

　　專利CN200969107公開了一種防止信息被竊取的帶RFID芯片的證件，在證件的封底內或證件的內頁上設置有屏蔽電子標簽的金屬層或帶有金屬鍍層的激光全息膜。當證件合上時，金屬層屏蔽了天線的發射，RFID信息不能被讀取，以防止信息被竊取。只有當證件打開后，RFID天線的發射不被金屬層屏蔽，RFID信息才能被讀取。

rfid調研報告3

　　1.RFID與BARCODE的相異處

　　(1) RFID原理：

　　（a）電子標籤(Tag)：通常以電池的有無區分為被動式和主動式兩種類型。被動式Tag是接收讀取器所傳送的能量，轉換成電子標籤內部電路操作電能，不需外加電池；可達到體積小、價格便宜、壽命長以及數位資料可攜性等優點。

　　（b）讀取器(Reader)：利用高頻電磁波傳遞能量與訊號，電子標籤的辨識速率每秒可達50個以上。可以利用有線或無線通訊方式，與應用系統結合使用。

　　（c）應用系統：RFID系統結合資料庫管理系統、電腦網路與防火牆等技術，提供全自動安全便利的即時監控系統功能。相關整合應用包括航空行李監控、生產自動化管控、倉儲管理、運輸監控、保全管制以及醫療管理等。

　　(2)BARCODE原理：

　　條碼是將線條與空白按一定的編碼規則組合起來的符號，用以代表一定的字母，數字等資料，在進行辨識的時候，是用條碼閱讀機掃描得到一組反射光訊號，此訊號經光電轉換後變為一組線條、空白相應的電子訊號，經解碼後還原為相應的文數字，再傳入電腦，以便我們對相關數據加以分析應用。

　　2.RFID的重要性

　　RFID被列為本世紀十大重要技術項目之一，經濟部技術處為國內科技研發推動之火車頭，92年度起即開始透過工研院系統中心推動高頻RFID的研發計畫，研發內容包括IC晶片、天線、讀取機(Reader)等重要技術，本年度將完成IC晶片開發，預計明年上半年將有國產之高頻RFID Tag進軍市場；後續則將研發讀取機以及RFID與其他感應器(Sensor)結合之研究計畫，以使RFID能多樣化地應用在各方面。近年來RFID被認為是影響未來全球產業發展之重要技術，因而廣受各方的注目。

　　3.趨勢

　　在物流上，用來追蹤及檢核貨品的條碼，雖可達到收集資訊、掌控貨品動態的目的'，但是使用條碼有其先天上之限制，包括：提供的資訊量有限，必需近距離使用且易受污損而無法讀取、必須逐一掃讀而造成作業瓶頸與大量人力的浪費，這些限制使得條碼無法因應更細緻、更迅速的物流資訊要求。RFID利用IC及無線電來存放與傳遞辨識資料，具有耐環境、可重複讀寫、非接觸式、資料記錄豐富、可同時讀取範圍內多個RFID Tag等特性，使得RFID成為物流供應鏈中，對商品進行追蹤與資訊回饋的最佳利器。依據美國一家具權威性的市場顧問公司Allied Busine Intelligence Inc..估計，20xx年無線射頻識別系統的市場總值合計近乎11.54億美元。預測20xx年市場為38.43億美元，年平均成長率為22%。未來在產業應用的發展無可限量。

　　4.個人看法心得

　　在現今這個以科技為導向的社會中，愈是方便社會大眾使用的工具愈是能為眾人所接受。RFID的發明與進步，將會帶給社會大眾更方便的生活。或許現在的RFID系統還有些美中不足的地方，但我相信以臺灣進步的技術，將會創造出更完美的系統，以利社會大眾使用，讓生活更加方便，省時省力的空間會是大家所樂意見到的吧!

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