什么是射频识别(RFID)?

RFID(无线射频识别)是一种形式无线在电磁频谱的无线电频率部分采用电磁或静电耦合的通信，以唯一地识别一个物体、动物或人。

RFID是如何工作的?

每个RFID系统由三个部分组成:扫描天线,一个收发器和一个应答器． 当扫描天线和收发器结合在一起时，它们被称为RFID阅读器或询问器。RFID阅读器有两种类型——固定阅读器和移动阅读器。RFID阅读器是一种网络连接设备，可以随身携带或永久连接。它利用无线电波发送信号来激活标签。一旦被激活，标签就会向天线发送一个电波，在那里它被转换成数据。

转发器就在RFID标签中。RFID标签的读取范围根据标签类型、读取器类型、射频识别频率、周围环境或其他RFID标签和读取器的干扰等因素而不同。具有更强电源的标签也有更长的读取范围。

什么是射频识别标签和智能标签?

RFID标签由集成电路(IC)、天线和基板组成。RFID标签中编码识别信息的部分被称为RFID镶嵌。

RFID标签主要有两种:

• 活跃的RFID。有源RFID标签有自己的电源，通常是电池。
• 被动RFID。无源RFID标签从阅读天线接收能量，阅读天线的电磁波在RFID标签的天线中感应电流。

还有一种是半无源RFID标签，这意味着电路由电池供电，而通信由RFID阅读器供电。

低功耗嵌入式非易失性存储器是RFID系统的重要组成部分。RFID标签通常能容纳不到2000个KB的数据，包括唯一标识符/序列号。标签可以是只读的或读写的，其中数据可以由阅读器添加或覆盖现有的数据。

RFID标签的读取范围根据标签类型、读取器类型、射频识别频率、周围环境或其他RFID标签和读取器的干扰等因素而不同。有源RFID标签比无源RFID标签具有更长的读取范围，因为功率更强。

智能标签是简单的RFID标签。这些标签在不干胶标签中嵌入RFID标签，并带有条形码。它们还可以用于RFID和条形码阅读器。智能标签可以使用桌面打印机按需打印，而RFID标签需要更先进的设备。

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射频识别系统有哪些类型?

RFID系统主要有三种类型:低频(LF)、高频(HF)和超高频(UHF)。微波射频识别也可用。频率因国家和地区而异。

• 低频射频识别系统。这些从30千赫到500千赫，虽然典型的频率是125千赫。低频射频识别的传输范围很短，通常从几英寸到不到六英尺不等。
• 高频射频识别系统范围从3兆赫~ 30mhz，典型高频频率为13.56 MHz。标准范围从几英寸到几英尺不等。
• 超高频射频识别系统。这些频率范围从300 MHz到960 MHz，典型频率为433 MHz，通常可以在25英尺以上的距离读取。
• 微波射频识别系统。它的运行速度为2.45 ghz，可以在30英尺外读取。

使用的频率将取决于RFID应用，实际获得的距离有时与预期的距离不同。例如，当美国国务院宣布它将发放带有RFID芯片的电子护照时，它说这种芯片只能在大约4英寸远的地方读取。然而，美国国务院很快就收到了证据，证明RFID阅读器可以从远超过4英寸的地方浏览RFID标签上的信息，有时甚至可以达到33英尺。

如果需要更长的读取距离，使用额外功率的标签可以将读取距离提高到300英尺以上。

RFID应用和用例

RFID可以追溯到20世纪40年代;然而，它在20世纪70年代被更频繁地使用。在很长一段时间里，标签和阅读器的高成本禁止了广泛的商业用途。随着硬件成本的降低，RFID的应用也在增加。

射频识别应用的一些常见用途包括:

• 宠物和牲畜跟踪
• 库存管理
• 资产跟踪和设备跟踪
• 库存控制
• 货物和供应链物流
• 车辆跟踪
• 客户服务和损失控制
• 改进的能见度和分布供应链
• 访问控制在安全的情况下
• 航运
• 医疗保健
• 制造业
• 零售销售
• 点击即付信用卡付款

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射频识别和条形码

使用射频识别技术作为条形码的替代品正在被越来越多地使用。RFID和条形码技术以类似的方式用于跟踪库存，但它们之间有一些重要的区别。

RFID和NFC

近场通信(NFC)通过使用近距离、高频无线通信技术实现设备之间的数据交换。NFC将智能卡和读卡器的接口结合在一个设备上。

射频识别的挑战

RFID容易出现两个主要问题:

• 读者碰撞。当来自一个RFID阅读器的信号干扰第二个阅读器时，可以通过使用防冲突协议来防止RFID标签轮流发送给相应的阅读器。
• 标签碰撞。当过多的标签同时传输数据而使RFID阅读器感到困惑时，标签冲突就会发生。选择一个一次收集一个标签信息的阅读器将避免这个问题。

RFID安全和隐私

一个常见的RFID安全性或隐私问题是，任何使用兼容阅读器的人都可以读取RFID标签数据。标签通常可以在商品离开商店或供应链后被读取。也可以在用户不知情的情况下使用未经授权的阅读器读取它们，如果标记有唯一的序列号，则可以将其关联到消费者。虽然这是个人隐私问题，但在军事或医疗环境中，这可能是国家安全问题或生死攸关的问题。

因为RFID标签没有很多的计算能力，它们不能适应加密，比如可能在质询-响应身份验证系统中使用的加密。不过，护照上使用的RFID标签有一个例外——基本访问控制(BAC)。在这里，芯片有足够的计算能力来解码来自读取器的加密令牌，从而证明读取器的有效性。

在阅读器上，打印在护照上的信息被机器扫描，用来获得护照的密钥。使用了三种信息——护照号码、护照持有人的出生日期和护照有效期——以及这三种信息的校验和数字。

研究人员表示，这意味着护照由密码保护，与电子商务中通常使用的密码相比，密码的熵值要小得多。他们的密钥在护照的生命周期内也是静态的，所以一旦一个实体一次性访问了打印的密钥信息，在护照到期之前，无论是否经过护照持有者的同意，护照都是可读的。

美国国务院于2007年采用了BAC系统，并在电子护照中添加了防浏览材料，以减少未被发现的企图窃取用户个人信息的威胁。

RFID标准

RFID技术有几个指导方针和规范，但主要的标准组织是:

• 国际标准化组织(ISO)
• 电子产品代码全球公司(EPCglobal)
• 国际电工委员会(IEC)

每个无线电频率都有关联标准，包括LF RFID的ISO 14223和ISO/IEC 18000-2, HF RFID的ISO 15693和ISO/IEC 14443，以及UHF RFID的ISO 18000-6C。

新一代RFID使用

RFID系统正越来越多地用于支持物联网部署。将技术与智能传感器和/或相结合全球定位系统(GPS)技术使传感器数据包括温度，运动和位置无线传播。