阿庫得知，迪卡儂、優(yōu)衣庫、Zara等零售巨頭都用上了RFID技術，據(jù)說能有效提高商品盤點及結算效率；以往需要人工幾分鐘才能完成的工作，現(xiàn)在只需要幾十秒便可完成。這種技術的原理到底是什么？本期小課堂將帶你揭開RFID的“神秘面紗”。

迪卡儂RFID快速自助結算臺（圖源自RFID世界網(wǎng)）

服裝標牌的RFID標簽（圖源自RFID世界網(wǎng)）

廣州大學圖書館RFID自助借還設備（圖源自網(wǎng)絡）

【RFID是何方神圣？】

射頻識別就是無線電頻率識別(Radio Frequency ldentification，RFID）的簡稱。

我們通常在服裝標牌上看到的就是由天線和芯片組成的RFID標簽，就像每個人獨一無二的身份證，存放著物品自身的識別信息；想要讀取物品的“身份信息”，就需要閱讀器的配合。標簽和閱讀器之間通過無線電波“互通心意”，既可讀取RFID標簽上現(xiàn)存的內(nèi)容，也可以將新的信息寫入標簽中。

一般來說，一個完整的RFID系統(tǒng)，必須同時存在RFID標簽、RFID閱讀器及應用軟件。

【RFID系統(tǒng)的交流方式】

聊微信，有的人喜歡打字，有的人喜歡發(fā)語音。RFID標簽和閱讀器的交流方式也有兩種：分別是電感耦合和反向散射耦合。

電感耦合的標簽采用無源防水傳輸，需要從閱讀器身上獲得能量（電源）。依據(jù)電磁感應定律，通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合。電感耦合方式一般適合于高、低頻工作的近距離RFID系統(tǒng)。

反向散射耦合則是依據(jù)電磁波的空間傳播規(guī)律，發(fā)射出去的電磁波碰到目標后發(fā)生反射，從而攜帶回相應的目標信息。電磁反向散射耦合方式一般適合于超高頻、微波工作的遠距離RFID系統(tǒng)。

【RFID系統(tǒng)的部門分工】

根據(jù)工作頻率不同，RFID系統(tǒng)又分成了一下幾個“部門”，它們“職能”不同，分管的“領域”也有所差異。

(1) 低頻(LF，頻率范圍為30~300 kHz)：工作頻率低于135 kHz，最常用的是125 kHz和134.2kHz。

(2) 高頻（HF，頻率范圍為3~30 MHz)：工作頻率為13.56 MHz士7 kHz。

(3) 超高頻(UHF，頻率范圍為300 MHz~3 GHz)：工作頻率為433 MHz，866~960 MHz.和2.45 GHz。

(4) 特高頻(SHF，頻率范圍為3~30 GHz):工作頻率為5.8 GHz和24 GHz，但目前24 GHz基本沒有采用。

其中，后3個頻段為ISM (Industrial Scientific Medical）頻段。ISM頻段是為，工業(yè)、科學和醫(yī)療應用而保留的頻率范圍，不同的國家可能會有不同的規(guī)定。UHF 和 SHF 都在微波頻率范圍內(nèi)，微波頻率范圍為300 MHz~300 GHz。

【RFID系統(tǒng)的老大——應用軟件（Application）】

應用軟件作為RFID系統(tǒng)里的“頭號老大”，主要負責對閱讀器的控制、設置及對讀取標簽信息的管理應用。

既然是“老大”，自然不會輕易“出手”。

像公交車閱讀器可以獨立實現(xiàn)對票卡驗讀及收費的小case，并不值得應用軟件出手；當需要對多閱讀器構成網(wǎng)絡架構的信息系統(tǒng)，這位“老大”可以針對RFID具體應用，將多個閱讀器獲取的數(shù)據(jù)進行有效整合，從而實現(xiàn)查詢、歷史檔案等相關管理和服務。更進一步，通過對數(shù)據(jù)的加工、分析和挖掘，應用軟件可以為正確決策提供依據(jù)，這就是所謂的信息管理系統(tǒng)和決策系統(tǒng)。

應用軟件要“日理萬機”，沒兩個得力助手怎么行？這就不得不介紹一下RFID中間件了。

【應用軟件的得力助手——RFID中間件】

RFID中間件將信息由一個程序傳達到另一個程序或多個程序，是位于應用系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息的傳遞。根據(jù)應用程序和架構的不同，RFID中間件的工作方向可以分為兩個大類：

1、以應用程序為中心。此種方法設計由RFID硬件廠商提供API，以增減的方式直接編寫特定的RFID設備讀取數(shù)據(jù)的Adapter，并傳送給后端系統(tǒng)的應用程序或數(shù)據(jù)庫，達到與后端系統(tǒng)串接的目的。

2、以架構為中心。企業(yè)使用眾多應用系統(tǒng)或復雜度過高，企業(yè)無法做到增減的方式為每個應用程序編寫Adapter，同時可能對面臨其他標準的問題。企業(yè)需要考慮與能提供標準的中間件廠商合作或采用硬件廠商所提供標準規(guī)格的RFID中間件。

RFID中間件示例圖（圖源自網(wǎng)絡）

【RFID系統(tǒng)的顏值擔當——RFID閱讀器（RFID Reader）】

RFID閱讀器作為讀取、寫入標簽信息的工具，也常被成為讀寫器；因其具有相當于基站的功能，也有些人稱其為基站。

從外形上來看，閱讀器們“高矮胖瘦 ”各不相同；在實際應用中，一般分為移動式和固定式讀寫器。

幾種典型的閱讀器實物圖

作為RFID系統(tǒng)的門面擔當，閱讀器擁有的何止是顏值？！

雖然因頻率范圍、通信協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸方法的不同，各種閱讀器在一些方面會有很大的差異，但閱讀器通常都應具有下述功能:

(1）以射頻方式向RFID標簽傳輸能量；

(2）從RFID標簽中讀出數(shù)據(jù)或向其寫入數(shù)據(jù)；

(3）完成對讀取數(shù)據(jù)的信息處理并實現(xiàn)應用軟件交互操作。

【RFID系統(tǒng)的力量支柱——RFID標簽（RFID Tag）】

RFID系統(tǒng)中“成員”數(shù)量最多的莫過于RFID標簽了，俗稱電子標簽或智能標簽，它通常由耦合元件及芯片組成，每個RFID標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。

RFID標簽組成示意圖（圖源自網(wǎng)絡）

在RFID標簽成員共有三位，分別是無源標簽、半無源標簽以及有源標簽，三者最大的區(qū)別在于能量來源不同。

無源標簽：無源標簽是沒有感情的沒有電池的標簽類型。在閱讀器的閱讀范圍之外，標簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的閱讀范圍之內(nèi)，標簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取工作所需的電能。采用電感耦合方式的標簽多為無源標簽。

無源標簽（圖源自網(wǎng)絡）

半無源標簽：半無源標簽內(nèi)裝有電池，但電池僅起輔助作用，它對維持數(shù)據(jù)的電路供電或?qū)撕炐酒ぷ魉璧碾妷鹤鬏o助支持。標簽電路本身耗能很少，平時處于休眠狀態(tài)。當標簽進入閱讀器的閱讀范圍時，受閱讀器發(fā)出的射頻能量的激勵而進入工作狀態(tài)，它與無源標簽一樣，用于傳輸通信的射頻能量源自閱讀器。

半無源標簽（圖源自恩賽福官網(wǎng)）

有源標簽：有源標簽的工作電源完全由內(nèi)部電池供給，同時內(nèi)部電池能量也部分地轉換為標簽與閱讀器通信所需的射頻能量。

有源標簽（圖源自網(wǎng)絡）