射頻識別中的電子標簽技術理論綜述

馬惠鋮++楊娜++薛靈芝++褚淵博

摘 要：射頻識別技術（RFID）是通過無線射頻方式獲取物體的相關數據，并對物體加以識別，是一種非接觸式的自動識別技術。本文基于物聯網的框架下介紹了射頻識別技術中的常用的三種電子標簽，并簡要對每種標簽的工作原理和特點進行了論述并對物聯網未來的發展進行了大膽展望。通過對三種電子標簽的論述能夠明確電子標簽技術以及射頻識別在日常生活中的重要性。

關鍵詞：RFID；自動識別；電子標簽；接口協議

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.177

1 引言

FID（射頻識別）技術來源于電磁感應現象，在20世紀80年代飛速發展，由于這項技術具有自動識別的能力，今年來發展也很迅猛。其技術的發展已經趨于多功能化。目前，多種已經投入實用的自動識別技術都與射頻識別技術相關，但是這些技術還是有一些區別的，例如：核心工作原理、電磁波的工作頻率和整個系統的技術特點以及系統所應用的相關技術標準還是不同的[1]。一個典型的射頻識別系統由以下三部分組成，即電子標簽、讀寫設備和后臺數據處理系統。以上三部分的核心器件是電子標簽。

2 射頻識別中的電子標簽技術

射頻識別中的標簽按工作原理可以分為主動式、被動式和半主動式三種。

2.1 被動式

射頻識別中的被動式電子標簽為常見標簽，其特點是內部沒有供電電源。這種電子標簽依靠接收到的電磁波驅動內部的集成電路工作，而接受到的電磁波是由射頻識別讀取設備發射出來的。如果電子標簽接收到的電信號強度足夠，就可以驅動內部電路向讀寫設備發送數據。這些數據通常有全球唯一的ID號以及電可擦寫只讀存儲器中的預置數據[2]。由于被動式電子標簽價格低廉、體積小以及無需專用電源供電的特點，因此此種標簽占了主要市場份額。

2.2 半主動式

半主動式標簽的出現與主動式標簽的一些缺點有關。被動式標簽的天線除了接收讀寫設備發射的電磁波來驅動內部基礎電路外，還要通過將天線的阻抗切換來將電信號回傳來產生數字信號。要提高回傳效率，天線的設計很重要，必須處于短路開路間，但是這樣處理又使得回傳信號發生反射無法傳送到讀寫設備。半主動式標簽的結構與被動式標簽類似，但是在內部多了一個微型電池給內部集成電路供電使得集成電路處于正確得工作狀態[3]。與被動式標簽相比，半主動式標簽的響應速度更快，傳輸效率更高。

2.3 主動式

主動式標簽內部具有微小內部電源給內部集成電路供電并且產生對外電磁波以被讀寫設備接收。由于內部獨立電源產生的電磁波信號強度足夠，主動式標簽具有較長的發送距離和較大的存儲容量來存儲讀寫設備發送來的一些信息。

射頻識別技術由一套完整的設備組成，這些設備的核心是電子標簽，電子標簽由存有代碼識別能力的大規模集成電路處理器芯片和發射接收天線組成，目前主要是無源式。使用的時候由接收天線接收讀寫設備發送的電磁波信號。除此之外還有讀寫器和后臺服務器系統。

在超市比較流行的條碼技術與RFID相比缺點很多，RFID技術的優點很多，如存儲容量大，發射距離長，信息安全度高，適應環境能力強，最重要的是可以一次性讀取多個標簽。缺點也明顯，如目前的生產成本高，但是隨時技術的發展和使用量的增加可以大大降低使用成本[4]。

相對也有缺點，就是建置成本較高。不過透過該技術的大量使用，生產成本就可大幅降低

3 結束語

射頻識別技術今年來成為了物聯網技術的核心和熱點，伴隨著相關技術的長足進步如微型集成電路的發展，微型智能電子標簽得到了發展，其在超低功耗集成電路上的進步為超低功耗電子標簽的發展創造條件。被動式電子標簽沒有電池，由接收讀寫器發射的電磁波信號從而獲得電路所需的能量，這類線圈工作距離較近，且只能單向通信，使用的局限性較大，而主動式電子標簽不但具備被動式電子標簽的所有特性，而且還具有較長的讀取距離，全雙工通訊，使用壽命較長，性能更好等優點[5]。 物聯網技術中，RFID可以對物體實現透明化追蹤、通信與管理，是實現物聯網的基本技術。RFID與智能網絡等技術相結合，可以實現遠距離物體的跟蹤與信息的共享，從而賦予物體的智能，實現人與物、物與物的溝通對話，最終構成聯通萬事萬物的物聯網。

參考文獻：

[1]黃玉蘭.物聯網射頻識別技術（RFID）與應用[M].北京.人民郵電出版社，2013：101-103.

[2]黃玉蘭.物聯網-射頻識別（RFID）核心技術詳解[M].北京.人民郵電出版社，2010：140-142.

[3]董麗華.RFID技術與應用[M].北京.電子工業出版社，2008：79-81.

[4]陸永寧.非接觸IC卡原理與應用[M].北京.電子工業出版社，2006：93-95.

[5]中國射頻識別RFID技術政策白皮書[S].北京，2006：27-29.

作者簡介：馬惠鋮（1981-），男，陜西寶雞人，研究生碩士，講師，研究方向：傳感技術與智能儀器。