RFID(射频识别)
什么是射频识别(RFID)?
RFID（射频识别）是一种形式无线在电磁波谱的无线电频率部分使用电磁或静电耦合，以唯一地识别物体、动物或人的通信。
RFID如何工作？
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组合在一起时，它们就被称为RFID阅读器或讯问器。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，可以携带或永久连接。它使用无线电波传输信号来激活标签。一旦被激活，标签就会向天线发送电波，并在天线上转换成数据。
射频识别标签本身就包含了应答器。RFID标签的读取范围根据标签类型、阅读器类型、射频识别频率、周围环境的干扰或来自其他RFID标签和阅读器的干扰而有所不同。电源较强的标签读取范围也较长。
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称为RFID镶嵌。
RFID标签主要有两种类型:
- 活跃的RFID。有源RFID标签具有其自己的电源，通常是电池。
- 被动RFID。无源RFID标签从读取天线接收其电力，其电磁波引起RFID标签天线中的电流。
还有一种是半被动的RFID标签，这意味着当通信由RFID阅读器供电时，电路由电池运行。
低功耗、嵌入式非易失性存储器在RFID系统中占有重要地位。RFID标签的容量通常小于2000KB的数据，包括唯一标识符/序列号。标签可以是只读的或可读写的，其中数据可以由阅读器添加，也可以覆盖现有的数据。
RFID标签的读取范围根据包括标签类型，读取器类型，RFID频率和周围环境的干扰或其他RFID标签和读取器的因素而异。由于电源更强，有源RFID标签具有比被动RFID标签更长的读取范围。
智能标签简单的RFID标签。这些标签具有嵌入粘合标签中的RFID标签，并具有条形码。它们也可以由RFID和条形码读取器使用。可以使用桌面打印机打印智能标签，其中RFID标签需要更先进的设备。
RFID系统的类型是什么？
RFID系统有三种主要类型：低频（LF），高频（HF）和超高频（UHF）。提供微波炉RFID。频率因国家和地区而异。
- 低频射频识别系统。从30开始千赫到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，一般从几英寸到不到六英尺不等。
- 高频RFID系统从3开始MHz.~ 30 MHz，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。这些范围从300兆赫到960兆赫，典型频率为433兆赫，通常可以从25英尺以上的距离读取。
- 微波射频识别系统。它们的价格为2.45美元GHz并且可以从30-加上的英尺读取。
使用的频率将取决于RFID应用，实际获得的距离有时会与预期的距离不同。例如，当美国国务院宣布将发放带有RFID芯片的电子护照时，它表示这种芯片只能在大约4英寸外被读取。然而，美国国务院很快收到证据表明，RFID阅读器可以从远超过4英寸的RFID标签上浏览信息，有时甚至高达33英尺。
如果需要更长的读取范围，使用具有额外功率的标签可以将读取范围提高到300英尺以上。
RFID应用程序和用例
RFID可以追溯到20世纪40年代;然而，它在20世纪70年代更频繁地使用。长期以来，标签和读者的高成本禁止广泛的商业用途。随着硬件成本降低，RFID采用也增加了。
RFID应用的一些常见用途包括:
射频识别和条形码
使用射频识别作为条形码的替代品正在增加。RFID和条码技术以类似的方式用于跟踪库存，但它们之间存在一些重要差异。
| RFID标签 | 条形码 |
| 能在没有直接视线的情况下识别单个物体。 | 扫描所需的直接视线。 |
| 根据标签和读取器的类型，可以将物品从英寸到英尺远扫描。 | 需要更近距离进行扫描。 |
| 数据可以实时更新。 | 数据是只读的，不能更改。 |
| 需要电源。 | 不需要电源。 |
| 每个标签的读取时间小于100毫秒。 | 每个标签的读取时间为半秒或更多。 |
| 包含一个与天线相连的传感器，通常包含在一个塑料罩中，比条形码更昂贵。 | 印在物体外面的，更容易穿。 |
RFID与NFC.
近场通信（NFC）使通过使用短程，高频无线通信技术在设备之间进行数据。NFC将智能卡和读取器的接口组合到一个设备中。
| 射频ID | 近场通信 |
| 单向的 | 双向 |
| 射程可达100米 | 范围小于0.2米 |
| 低频/高频/超高频微波 | 13.56 MHz. |
| 连续抽样 | 没有连续采样 |
| 比特率随频率而变化 | 高达424kbps |
| 功率率随频率而变化 | < 15毫安 |
射频识别的挑战
RFID容易出现两个主要问题:
- 读者碰撞。当一个RFID阅读器的信号干扰另一个阅读器时，可以通过使用防碰撞协议，让RFID标签轮流传输到相应的阅读器，从而防止阅读器碰撞。
- 标签碰撞。当过多的标签同时传输数据而混淆RFID阅读器时，就会发生标签冲突。选择一个一次收集标签信息的阅读器可以防止这个问题。
RFID安全及隐私
一个常见的RFID安全或隐私问题是RFID标签数据可以被任何具有兼容阅读器的人读取。标签通常可以在商品离开商店或供应链后读取。它们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，如果标签有唯一的序列号，它可以与消费者关联。虽然这是个人隐私问题，但在军事或医疗环境下，这可能是一个国家安全问题或生死攸关的问题。
由于RFID标签没有很大的计算能力，它们不能适应加密，例如在质询-响应身份验证系统中可能使用的加密。然而，一个例外是护照中使用的RFID标签——基本访问控制(BAC)。在这里，芯片具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。
在读者处，护照上印刷的信息是机器扫描的，并用于派生护照的关键。使用了三条信息 - 护照号码，护照持有人的出生日期和护照的到期日 - 以及三个三个数字。
研究人员表示，这意味着护照受到密码的保护，密码比通常用于电子商务的密码。他们的钥匙也是静态的护照，所以一旦实体已经一次性访问了印刷关键信息，护照就可以在护照到期之前有或没有护照承担所同意的读取。
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撇读材料，以减轻窃取用户个人信息的不被发现的威胁。
RFID标准
RFID技术有几条指导方针和规范，但主要标准组织是：
- 国际标准化组织（ISO）
- 电子产品代码环球公司
- 国际电工委员会(IEC)
每个无线电频率都有关联标准包括用于LF RFID的ISO 14223和ISO/IEC 18000-2，用于HF RFID的ISO 15693和ISO/IEC 14443，以及用于UHF RFID的ISO 18000-6C。
下一代RFID使用
RFID系统正越来越多地被用于支持物联网部署。将该技术与智能传感器和/或结合全球定位系统技术使得传感器数据包括温度，运动和位置无线传输。
