RFID又称无线射频识别，通过无线电信号识别并读写特定目标数据，很容易就可完成识别与读写数据。RFID技术已经存在于我们生活中的方方面面，比如门禁卡、鸿蒙一碰传等等。

电子标签，比如说我们拿的卡门禁卡，进入天线磁场后，若接收到读写器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签，即不带电源)，或者主动发送某一频率的信号(有源标签，即带电源)，读写器读取信息并解码后，送至MCU系统进行有关数据处理。

RFID的工作原理

射频识别系统的基本模型如图所示。其中电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换

FRID中间件: 为解决分布异构问题，人们提出了中间件(middleware)的概念。中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现

RFID中间件是一种面向消息的中间件，信息（Information）是以消息（Message）的形式，从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步 （Asynchronous）的方式传送，所以传送者不必等待回应。面向消息的 中间 件包含的功能不仅是传递（Passing）信息，还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序以及延伸的除错工具等服务。RFID中间件具有以下特点：

独立于架构（Insulation Infrastructure）RFID中间件独立并介于RFID读写器与后端应用程序之间，并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性

数据流（Data Flow）RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。

处理流（Process Flow）RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送（Store-and-Forward）的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力

RFID的频率划分

目前定义的RFID产品的工作频率有低频、高频和超高频（甚高频）、微波等频率范围。不同频段的RFID产品有不同的特性。具体的划分方法如下图：

➡️ 125KHz——134KHz属于低频

➡️ 13.56MHz为高频

➡️ 860MHz——915MHz为超高频（甚高频）

➡️ 2.4GHz——5.0GHz为微波

1 RFID低频

RFID低频主要应用于畜牧业管理系统、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用、马拉松赛跑系统的应用 、自动停车场收费和车辆管理系统 、自动加油系统的应用、酒店门锁系统的应用、门禁和安全管理系统，其特性如下示：

工作在低频的感应器的一般工作频率从 120KHz 到 134KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为 2500m

除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离

工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制

低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有 10 年以上的使用寿命

虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域

相对于其他频段的 RFID 产品，该频段数据传输速率比较慢

感应器的价格相对于其他频段来说要贵

2 RFID高频

RFID高频主要应用于图书管理系统的应用、瓦斯钢瓶的管理应用、服装生产线和物流系统的管理和应用、三表预收费系统、酒店门锁的管理和应用、大型会议人员通道系统、固定资产的管理系统、医药物流系统的管理和应用、智能货架的管理。其特性如下示：

工作频率为 13.56MHz，该频率的波长大概为 22m

除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离

该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制

感应器一般以电子标签的形式

虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域

该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签

可以把某些数据信息写入标签中

数据传输速率比低频要快，价格不是很贵

3 RFID超高频

RFID超高频主要应用于供应链上的管理和应用、生产线自动化的管理和应用、航空包裹的管理和应用、集装箱的管理和应用、铁路包裹的管理和应用、后勤管理系统的应用。其特性如下示：

在该频段，全球的定义不是很相同，欧洲和部分亚洲定义的频率为 868MHz，北美定义的频段为 902 到 905MHz 之间，在日本建议的频段为 950 到 956 之间。该频段的波长大概为 30cm 左右。

目前，该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为 4W，欧洲定义为 500mW)。可能欧洲限制会上升到 2W EIRP。

高频频段的电波不能通过许多材料，特别是水，灰尘，雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说，该频段的电子标签不需要和金属分开来。

电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。

该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。

有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签

4 RFID微波

RFID微波2.4GHz频段主要应用于船舶管理系统、煤矿人员定位系统、动态车辆识别系统、微型胶囊内窥镜系统。其特性如下示：

它是一个全球性的频段，开发产品具有全球通用性；

它整体的频宽胜于其他ISM频段，这就提高了整体数据传输速率，允许系统共存；

2.4GHz无线电和天线的体积相当小，产品体积也更小

RFID的发展历程

RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术——RFID技术。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。RFID技术的发展可按10年期划分如下：

1941——1950年：雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础

1951——1960年：早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究

1961——1970年：RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试

1971——1980年：RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用

1981——1990年：RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现

1991——2000年：RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分

2001——至今：标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实

关于RFID有几大产品

1. 无源RFID产品：

无源RFID标签，被称为被动RFID标签这类产品需要近距离接触式读卡器来进行识别，比如房卡、银行卡等，当无源RFID标签靠近RFID读卡器时，无源RFID标签的天线将接收到的电磁波能量转化成电能，激活RFID标签中的芯片，并将RFID芯片中的数据发送出来。具有抗干扰能力，用户可自定义读写标准数据，在专门的应用系统效率更加快捷。无源RFID标签的性能受标签大小（影响到天线的参数），调制形式，电路Q值、器件功耗以及调制深度等影响。这类产品也是我们生活中比较常见，也是发展比较早的产品。价格相对有源RFID便宜，且使用寿命相对较长。其识别距离比有源系统要小，一般为几米到十几米，且需要较大的读卡器来发射功率。

2. 有源RFID产品：

有源电子标签是指标签工作的能量由电池提供，电池、内存与天线一起构成有源电子标签，不同于被动射频的激活方式，一直通过设定频段主动外发信息。这类型的产品则具有远距离自动识别的特性，所以相应地应用到一些大型环境下，比如智能停车场、智慧城市、智慧交通及物联网等领域。识别距离较长，通常可达几十米甚至上百米，缺点是成本高寿命有限，不易做成薄卡。

3. 半有源RFID产品：

半有源电子标签顾名思义就是有源RFID产品和无源RFID产品的结合，内有电池，但电池只对标签内部电路供电，并不主动发射信号，其能量传递方式与无源系统类似，因此其工作寿命比一般有源系统标签要长许多。它结合二者的优点，只有在其进入低频读卡器的激活信号范围时，标签被激活后，才开始工作。解决了有源RFID产品和无源RFID产品不能解决的问题，比如门禁出入管理、区域定位管理及安防报警等方面的应用，近距离激活定位、远距离传输数据。

RFID运用领域举例

1.仓库/运输/物资管理：给货品嵌入RFID芯片，管理人员就可以在系统迅速查询货品信息，防丢弃，提高货品交接速度，提高准确率，防止窜货和防伪。

2.门禁/考勤

3.固定资产管理：像图书馆、艺术馆及博物馆等资产庞大或者物品贵重的一些场所，当书籍或者贵重物品的存放信息有异常变动，就会第一时间在系统里提醒管理员，从而处理相关情况。

4.火车/汽车识别/安检：我国铁路的车辆调度系统就是一个典型的案例，自动识别车辆号码、信息输入，省去了大量人工统计的时间，以及提高了精准度。

5.智能电网: 随着我国智能电网建设的规模越来越大信息安全问题也越来越突出，在智能电网的发电、输电、变电、配电、用电各个领域都面临着信息安全威胁，智能电网高安全RFID技术用于智能电网设备资产管理等，可提高设备资产的自动化水平，保障设备台账信息安全。

6.汽车工业：随着企业对智能制造重视程度的提高，越来越多的企业开始实施智能制造产线。汽车行业在智能制造领域相对于其它行业是非常领先的，整车厂对RFID解决方案要求高，零部件企业更会看中性价比，因而RFID企业进入零部件智能制造的机会更多。

7.医疗行业：现在很多城市的医疗行业也已经开始将RFID技术应用进来，很多医院也开始使用手持终端进行查房看，药品管理上投入RFID技术的使用，使得在药品从出厂到销售的每个环节都可以进行实时的追踪，同时利用终端产品将相关数据实时记录并上传。这在很大程度上保证了药品的安全。

RFID优点：

1.抗干扰性超强：它有一个最重要的优点就是非接触式识别，它能在急剧恶劣的环境下都可以工作，可以并且穿透力极强。

2.RFID标签的数据容量十分庞大：它可以根据用户的需求扩充到10k，远远高于二维码条形2725个数字的容量。

3.可以动态操作：它的标签数据可以利用编程进行动态修改，并且可以动态追踪和监控。

4.使用寿命长：标签不易被破坏，使用时间很长。

5.防冲突：在解读器的有效识别范围内，它可以同时读取多个RFID标签。

6.安全性高：RFID标签可以以任何形式附着在产品上，可以为标签数据进行密码加密，提高安全性。

7.识别速度快：只要RFID标签一进入解读器的有效识别范围内，可能毫秒级就能获取到数据。

当然，每一项技术都是有利有弊的，RFID技术发展到今天，也会存在缺陷，比如超高频频段的技术应用还不够广泛，技术不够成熟，相关产品价格昂贵，稳定性不高，在安全方面，RFID很容易被伪造，很容易被攻击等等。

任何技术的发展都会利弊并存，我们要用辩证的眼光去看待问题，分析问题，解决问题，利用其优点，避其缺点，我们说了这么多，你怎么看待呢，在项目中你会用吗?

文章来源： 单片机匠人， 嵌入式攻城狮