1.RFID的基本概念
射頻識(shí)別,，即RFID（Radio Frequency Identification），又稱無線射頻識(shí)別,，是一種通信技術(shù),，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸一套完整RFID硬件統(tǒng)由Reader與Transponder兩部份組成,，其原理為由Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder,，用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的ID Code送出,，由Reader接收此ID Code；Transponder的特殊在于免用電池,、免接觸,、免刷卡故不怕臟污，且晶片密碼為世界唯一無法復(fù)制,，安全性高,、長(zhǎng)壽命物聯(lián)網(wǎng)分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層,，RFID處于感知層,。其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用十分廣泛
2.RFID的工作原理
射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型如圖所示。其中電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽,、應(yīng)答器,、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置,，掃描器,、通訊器、讀寫器（取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù)）,。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間（無接觸）耦合,、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系,，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞,、數(shù)據(jù)的交換
FRID中間件： 為解決分布異構(gòu)問題，人們提出了中間件（middleware）的概念,。中間件是位于平臺(tái)（硬件和操作系統(tǒng)）和應(yīng)用之間的通用服務(wù),，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。針對(duì)不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái),，它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實(shí)現(xiàn)
RFID中間件是一種面向消息的中間件,，信息（Information）是以消息（Message）的形式，從一個(gè)程序傳送到另一個(gè)或多個(gè)程序,。信息可以以異步 （Asynchronous）的方式傳送,，所以傳送者不必等待回應(yīng)。面向消息的 中間 件包含的功能不僅是傳遞（Passing）信息,，還必須包括解譯數(shù)據(jù),、安全性、數(shù)據(jù)廣播,、錯(cuò)誤恢復(fù),、定位網(wǎng)絡(luò)資源、找出符合成本的路徑,、消息與要求的優(yōu)先次序以及延伸的除錯(cuò)工具等服務(wù),。RFID中間件具有以下特點(diǎn)：
獨(dú)立于架構(gòu)（Insulation Infrastructure）RFID中間件獨(dú)立并介于RFID讀寫器與后端應(yīng)用程序之間,，并且能夠與多個(gè)RFID讀寫器以及多個(gè)后端應(yīng)用程序連接，以減輕架構(gòu)與維護(hù)的復(fù)雜性
數(shù)據(jù)流（Data Flow）RFID的主要目的在于將實(shí)體對(duì)象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對(duì)象,，因此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能,。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的搜集、過濾,、整合與傳遞等特性,，以便將正確的對(duì)象信息傳到企業(yè)后端的應(yīng)用系統(tǒng)。
處理流（Process Flow）RFID中間件采用程序邏輯及存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)送（Store-and-Forward）的功能來提供順序的消息流,，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)與管理的能力
3.RFID的頻率劃分
目前定義的RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻,、高頻和超高頻（甚高頻）,、微波等頻率范圍,。不同頻段的RFID產(chǎn)品有不同的特性。具體的劃分方法如下圖：
125KHz~134KHz屬于低頻
13.56MHz為高頻
860MHz~915MHz為超高頻（甚高頻）
2.4GHz~5.0GHz為微波
3.1 RFID低頻
RFID低頻主要應(yīng)用于畜牧業(yè)管理系統(tǒng),、汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應(yīng)用,、馬拉松賽跑系統(tǒng)的應(yīng)用 、自動(dòng)停車場(chǎng)收費(fèi)和車輛管理系統(tǒng) ,、自動(dòng)加油系統(tǒng)的應(yīng)用,、酒店門鎖系統(tǒng)的應(yīng)用、門禁和安全管理系統(tǒng),，其特性如下示：
工作在低頻的感應(yīng)器的一般工作頻率從 120KHz 到 134KHz, TI 的工作頻率為134.2KHz,。該頻段的波長(zhǎng)大約為 2500m除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制低頻產(chǎn)品有不同的封裝形式,。好的封裝形式就是價(jià)格太貴,，但是有 10 年以上的使用壽命雖然該頻率的磁場(chǎng)區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對(duì)均勻的讀寫區(qū)域相對(duì)于其他頻段的 RFID 產(chǎn)品,，該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢感應(yīng)器的價(jià)格相對(duì)于其他頻段來說要貴
3.2 RFID高頻
RFID高頻主要應(yīng)用于圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用,、瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用、服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用,、三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng),、酒店門鎖的管理和應(yīng)用、大型會(huì)議人員通道系統(tǒng),、固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng),、醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用、智能貨架的管理,。其特性如下示：
工作頻率為 13.56MHz,，該頻率的波長(zhǎng)大概為 22m除了金屬材料外，該頻率的波長(zhǎng)可以穿過大多數(shù)的材料,，但是往往會(huì)降低讀取距離,。感應(yīng)器需要離開金屬一段距離該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒有特殊的限制
感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式
雖然該頻率的磁場(chǎng)區(qū)域下降很快,，但是能夠產(chǎn)生相對(duì)均勻的讀寫區(qū)域該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時(shí)讀取多個(gè)電子標(biāo)簽可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽中
數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快,，價(jià)格不是很貴
3.3 RFID超高頻
RFID超高頻主要應(yīng)用于供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用,、生產(chǎn)線自動(dòng)化的管理和應(yīng)用、航空包裹的管理和應(yīng)用,、集裝箱的管理和應(yīng)用,、鐵路包裹的管理和應(yīng)用、后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用,。其特性如下示：
在該頻段,，全球的定義不是很相同，歐洲和部分亞洲定義的頻率為 868MHz,，北美定義的頻段為 902 到 905MHz 之間,，在日本建議的頻段為 950 到 956 之間。該頻段的波長(zhǎng)大概為 30cm 左右,。
目前,，該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義（美國(guó)定義為 4W，歐洲定義為 500mW）,?？赡軞W洲限制會(huì)上升到 2W EIRP。
高頻頻段的電波不能通過許多材料,，特別是水,，灰塵，霧等懸浮顆粒物資,。相對(duì)于高頻的電子標(biāo)簽來說,，該頻段的電子標(biāo)簽不需要和金屬分開來。
電子標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀,。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì),，滿足不同應(yīng)用的需求。
該頻段有好的讀取距離,，但是對(duì)讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義,。
有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在很短的時(shí)間可以讀取大量的電子標(biāo)簽3.4 RFID微波
RFID微波2.4GHz頻段主要應(yīng)用于船舶管理系統(tǒng),、煤礦人員定位系統(tǒng),、動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別系統(tǒng)、微型膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng),。其特性如下示：
它是一個(gè)全球性的頻段,，開發(fā)產(chǎn)品具有全球通用性；它整體的頻寬勝于其他ISM頻段,，這就提高了整體數(shù)據(jù)傳輸速率,，允許系統(tǒng)共存,；2.4GHz無線電和天線的體積相當(dāng)小，產(chǎn)品體積也更小4.RFID的發(fā)展歷程
圖片
本實(shí)例使用STM32F103開發(fā)板與RC522連接,，通過串口將讀取出的RFID直接繼承了雷達(dá)的概念,，并由此發(fā)展出一種生機(jī)勃勃的AIDC新技術(shù)——RFID技術(shù)。1948年哈里,。斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識(shí)別RFID的理論基礎(chǔ),。在20世紀(jì)中，無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一,。RFID技術(shù)的發(fā)展可按10年期劃分如下：
1941～1950年：雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù),，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)1951～1960年：早期RFID技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究1961～1970年：RFID技術(shù)的理論得到了發(fā)展,，開始了一些應(yīng)用嘗試1971～1980年：RFID技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期,，各種RFID技術(shù)測(cè)試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用1981～1990年：RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段,，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)1991～2000年：RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視,，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用,，RFID產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分2001～至今：標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視,，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽,、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展,，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大,。RFID技術(shù)的理論得到豐富和完善,。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀,、無線可讀可寫,、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID正在成為現(xiàn)實(shí)
