RFID技术已经有了较长的应用历史，数字信息技术在各行业的广泛应用，为RFID技术提供了更广阔的发展前景。将来，RFID一旦在零售、医疗等行业甚至在政府部门等应用领域普及开来，各厂商产品之间的标准化问题也会得到相应解决。另外，随着RFID技术在安全性和成本方面的全面进展，其潜在的商用价值将会被逐渐发挥出来。

 

1  基本技术参数

 

可以用来衡量射频识别系统的技术参数比较多，比如系统使用的频率、协议标准、识别距离、识别速度、数据传输速率、存储容量、防碰撞性能以及电子标签的封装标准等。这些技术参数相互影响和制约。

 

其中，读写器的技术参数有：读写器的工作频率、读写器的输出功率、读写器的数据传输速度、读写器的输出端口形式和读写器是否可调等；电子标签的技术参数有：电子标签的能量要求、电子标签的容量要求、电子标签的工作频率、电子标签的数据传输速率、电子标签的读写速度、电子标签的封装形式、电子标签数据的安全性等。

 

   1.1  工作频率

 

工作频率是射频识别系统最基本的技术参数之一。工作频率的选择在很大程度上决定了射频识别系统的应用范围、技术可行性以及系统的成本高低。从本质上说，射频识别系统是无线电传播系统，必须占据一定的无线通信信道。在无线通信信道中，射频信号只能以电磁耦合或者电磁波传播的形式表现出来。因此，射频识别系统的工作性能必然会受到电磁波空间的传输特性的影响。

 

从电磁波的物理特性、识读距离、穿透能力等特性上来看，不同射频频率的电磁波存在较大的差异。特别是在低频和高频两个频段上。低频电磁波具有很强的穿透能力，能够穿透水、金属、动物等导体材料，但是传播距离比较近。另外，由于频率比较低，可以利用的频带窄，数据传输速率较低，信噪比较低，容易受到干扰。

 

相比低频电磁波而言，要得到同样的传输效果，高频系统的发射功率较小，设备比较简单，成本也比较低。高频电磁波的数据传输速率较高，没有低频的信噪比限制。但是，高频电磁波的穿透能力较差，很容易被水等导体媒质所吸收，因此，高频电磁波对障碍物的敏感性较强。

 

1.2  作用距离

 

射频识别系统的作用距离指的是系统的有效识别距离。影响读写器识别电子标签的有效距离的因素很多，主要包括了以下因素：读写器的发射功率、系统的工作频率和电子标签的封装形式等。

 

其他条件相同时，低频系统的识别距离最近，其次是中高频系统、微波系统，微波系统的识别距离最远。只要读写器的频率发生变化，系统的工作频率就会随之改变。

 

射频识别系统的有效识别距离和读写器的射频发射功率成正比。发射功率越大，识别距离也就越远。但是电磁波产生的辐射超过一定的范围时，就会对环境和人体产生有害的影响。因此，在电磁功率方面必须遵循一定的功率标准。

 

电子标签的封装形式也是影响系统识别距离的主要原因之一。电子标签的天线越大，即标签穿过读写器的作用区域内所获取的磁通量越大，存储的能量也越大。

 

应用项目所需要的作用距离取决于多种因素：电子标签的定位精度、实际应用中多个电子标签之间的最小距离、在读写器的工作区域内，电子标签的移动速度。

 

通常在RFID的应用中，选择恰当的天线，即可适应长距离读写的需要。例如，FastTrack传送带式天线就是设计安装在滚轴之问的传送带上，RFID载体则安装在托盘或产品的底部，以确保载体直接从天线上通过。

 

    1.3  数据传输速率

 

对于大多数数据采集系统来说，速度是非常重要的因素。由于当今不断缩短产品生产周期，要求读取和更新RFID载体的时间越来越短。

 

    (1)只读速率

 

RFID 只读系统的数据传输速率取决于代码的长度、载体数据发送速率、读写距离、载体与天线间载波频率，以及数据传输的调制技术等因素。传输速率随实际应用中产品种类的不同而不同。例如，EMS只读系列传输速率为20bit／帧和8750bit／s。

 

(2)无源读写速率

 

无源读写RFID系统的数据传输速率决定因素与只读系统一样，不过除了要考虑从载体上读数据外，还要考虑往载体上写数据。传输速率随实际应用中产品种类的不同而有所变化。例如，EMS HMS系统的数据传输速率是1000byte／s。

 

(3)有源读写速率

 

有源读写RFID系统的数据传输速率决定因素与无源系统一样，不同的是无源系统需要激活载体上的电容充电来通信。很重要的一点是，一个典型的低频读写系统的工作速率可能仅为100byte／s或200byte／s。这样，由于在一个站点上可能会有数百字节数据需要传送，数据的传输时间就会需要数秒钟，这可能会比整个机械操作的时间还要长。EMS公司己通过采用特殊技术手段，设计出一种低频系统，其速率高于大多数微波系统。

 

 

    1.4  安全要求

 

安全要求，一般指的是加密和身份认证。对一个计划中的射频识别系统应该就其安全要求做出非常准确的评估，以便从一开始就排除在应用阶段可能会出现的各种危险攻击。为此，要分析系统中存在的各种安全漏洞和攻击出现的可能性等。

 

   1.5  存储容量

 

数据载体存储量的大小不同，系统的价格也不同。数据载体的价格主要是由电子标签的存储容量确定的。

 

     对于价格敏感和现场需求少的应用，应该选用固定编码的只读数据载体。如果要向电子标签内写入信息，则需要采用EEPROM或RAM存储技术的电子标签，但系统成本会有所增加。  基于存储器的系统有一个基本的规律，那就是存储容量总是不够用。毋庸置疑，扩大系统存储容量自然会扩大应用领域，也就因此需要有更多的存储容量。只读载体的存储容量为20bit。有源读写载体的存储容量从64B到32KB不等，也就是说在可读写载体中可以存储数页文本。这足以装入载货清单和测试数据，并允许系统扩展。无源读写载体的存储空间从48B到736B不等，它有许多有源读写系统所不具有的特性。

 

1.6 RFID系统的连通性

 

作为自动化系统的发展分支，RFID技术必须能够集成现存的和发展中的自动化技术。重要的是，RFID系统应该可以直接与个人计算机、可编程逻辑控制器或工业网络接口模块(现场总线)相连，从而降低安装成本。连通性使RFID技术能够提供灵活的功能，易于集成到广泛的工业应用中去。

 

1.7  多标签同时识读性

 

由于系统可能需要同时对多个电子标签进行识别，因此，对读写器提供的多标签识读性也需要考虑。这与读写器的识读性能，电子标签的移动速度等都有关系。

 

1.8  标签的封装形式

针对不同的工作环境，电子标签的大小、子标签的封装形式也是需要考虑的参数之一。能，而且影响到系统的安全性能和美观。形式决定了电子标签的安装与性能的表现，电电子标签的封装形式不仅影响到系统的工作性

 

对射频识别系统性能指标的评估十分复杂。影响到射频识别系统整体性能的因素很多，包括了：产品因素、市场因素以及环境因素等。

 

2  运行环境与接口方式

 

    2.1  运行环境

 

一个完整的射频识别应用系统应当包括读写器、电子标签、计算机网络等设备。考虑到数据读取、处理、传输等问题，还应当考虑读写器天线的安装、传输距离的远近等问题。

 

无线射频识别技术的运行环境相对比较宽松，从应用软件系统的运行环境来看，可以在现有的任何系统上运行基于任何编程语言的任何软件。

 

计算机平台系统包括Windows、Linux、Unix以及DOS平台系统。

 

2.2  接口方式

 

    2.2.1  RJ45

 

RJ45和五类线配合使用在以太网络中。8条线分成4组，分别由红白、红、绿白、绿、蓝白、蓝、棕白、棕共8种单一颜色或者白条色线组成。关于RJ45的接法有两种，分别为T-568A和T-568B。两种接法惟一的区别是线序不同。

 

RJ45传输信号较远，采用的是TCP／IP协议。

 

    2.2.2  RS-232   

 

RS-232是目前比较流行的计算机串行接口。常用的RS-232接口有DB9和DB25两种形式。

 

RS-232是电子工业联合会开发的实现广泛的串行传输接口，用来连接数据终端设备到数据通信设备。RS．232指定线和连接器的类型、连接器的接法以及每条线的功能、电压、意义与控制过程。RS-232与ITU的V.24和V.28兼容。

 

    2.2.3  RS-485／RS-422

 

RS-422是使用平稳线的全双工接口，比RS-232抗干扰能力更强。RS-422数据传输速率为230kbit／s～1Mbit／s。RS-422通常有25线，使用DB37或者DB9插座，最大传输距离为300m。在工业环境中，当有许多电子接口或者超过两个设备需要连接时，RS-422通常用在数据终端设备和数据通信设备之间。

 

RS-485是使用三态驱动的比较稳定的多点串口通信RS-422的拓展。

 

2.2.4 802.11标准

 

802.11标准，即IEEE无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)标准，规定了局域内必须支持的网络广播协议，它是无线局域网领域内国际上第一个被认可的标准。像其他基于802的IEEE标准一样，802.11标准主要服务是发送两个同级LLC之间的MSDU(MAC服务数据单元)。典型的是，无线电卡和接入点提供802.11标准的功能。

 

802.11标准提供了MAC和PHY的功能，在局域网内为固定、便携和以步行或行车速度移动的移动站提供无线连接。802.11包括下列一些特征：

 

·提供异步和限时发送服务。

 

·通过分布式系统，在扩展域内连续服务。

 

·调节适应1Mbit／s和2Mbit／s的传输速率。

 

·支持大部分市场应用。

 

·多点传送服务。

 

·网络管理服务。  

 

·注册和认证服务。

 

为了保证与目前标准的互操作性，802.11工作组发展了与目前其他802标准兼容的标准，如下所示：

 

  ·IEEE802：功能要求。

 

  ·IEEE802.2：MAC服务要求。

 

  ·IEEE802.1-A：概述和结构。

 

  ·IEEE802.1-B：LAN／MAN管理。

 

  ·IEEE802.1-D：透明桥接器。

 

  ·IEEE802.1-F：开发层管理标准的指导方针。

 

  ·IEEE802.10：安全数据交换。

 

2.2.5 Wiegand(韦根)

 

根据Wiegand(韦根)协议制造的接口被称为Wiegand(韦根)接口，包括了标准韦根26、韦根34等具体形式。

 

韦根协议属于一个比较低级的协议，其通信速率与RS-485／422的通信速率相当，通信距离为200m左右。与RS-485／422不同的是，Wiegand协议的数据传输是以“包”的形式传送的，而RS-485／422则是以电平方式传送数据的协议。所以，在利用Wiegand协议设计产品的过程中，不用像RS-485／422一样考虑定义起始位、停止位等一些问题。这样，只要符合Wiegand协议的产品都可以相互兼容。而不像RS-485／422一样，各个厂商对数据自行定义。根据不同的需要，有Wiegand26～55bit等多种形式可供选择。

 

   Wiegand协议虽然被众多生产厂商所采用，十分普遍，但是很容易被破解。因此，对于安全系数要求较低的系统可以采用Wiegand协议，而对于要求高的系统，应该采用RS-485协议，因为RS-485更容易加密，Wiegand很难采用加密手段。

 

2.3接口软件

 

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