一文看懂RFID產(chǎn)業(yè)鏈與RFID工作頻段及其應(yīng)用

01什么是RFID

RFID（Radio Frequency Identification）射頻識(shí)別技術(shù)，又稱“電子標(biāo)簽”，是20世紀(jì)90年代開始興起的一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在無人進(jìn)行干預(yù)的情況下，它可以通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)工作環(huán)境彈性較大，除可在極端環(huán)境下進(jìn)行工作外，亦可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體和同一時(shí)間識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。

02RFID組成及工作原理

RFID主要由標(biāo)簽、閱讀器/讀寫器、天線三個(gè)部分組成。

標(biāo)簽的主要功能是附著在物體上用以標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，由耦合元件及芯片組成，具有唯一的電子編碼；

閱讀器/讀寫器的主要功能是讀取(或?qū)懭耄?biāo)簽信息，分為手持式和固定式；

天線的功能則是在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號(hào)。

RFID的基本工作流程是閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，標(biāo)簽進(jìn)入電磁場(chǎng)后產(chǎn)生感應(yīng)電流，標(biāo)簽獲得能量被激活，發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，接受天線收到從標(biāo)簽中發(fā)送來的載波信號(hào)，在經(jīng)過天線調(diào)節(jié)器傳送回閱讀器，閱讀器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行處理，這種標(biāo)簽被稱為無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽（Passive Tag）。有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽（Active Tag）主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，閱讀器讀取并解碼信號(hào)后，發(fā)送至主系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。主動(dòng)標(biāo)簽自身裝有電池供電，與被動(dòng)標(biāo)簽相比成本更高，讀寫距離較遠(yuǎn)且體積較大。

▲RFID識(shí)別技術(shù)工作原理

RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

▲RFID系統(tǒng)架構(gòu)圖

03RFID分類

RFID的分類有多種方式，可分為按工作頻率分類，按供電方式分類，按應(yīng)用范圍分類，按數(shù)據(jù)讀寫類型分類。詳見下圖：

04RFID工作頻段

RFID應(yīng)用系統(tǒng)的工作頻率寬泛，低可至100KHz，高可達(dá)5GHz。目前國際主要采用的頻段有：低頻（125KHz-134KHz）、高頻（13.56MHz）、超高頻（860M-960MHz）、和微波（2.45GHz、5.8GHz）產(chǎn)品。對(duì)于天線而言，當(dāng)傳輸?shù)男盘?hào)波長遠(yuǎn)超過天線有效尺寸時(shí)，天線作為電路負(fù)載呈明顯的感性，導(dǎo)致信號(hào)能量被存儲(chǔ)在天線近場(chǎng)區(qū)，從而不能被高效地傳播。而天線受應(yīng)用環(huán)境和重量限制，往往不能做的足夠大。以13.56MHz頻率舉例，對(duì)應(yīng)八分之一波長約為需2.7m，因此UHF頻段就成為無源RFID在較遠(yuǎn)距離（0.5m~10m）傳輸?shù)膽?yīng)用首選。相比于2.4GHz頻段，900MHz頻段天線的有效尺寸更大，意味著更多的能量可以被接收。

▲RFID頻段分布示意圖

▲主要國家和地區(qū)的UHF(Ultra High Frequency)RFID頻段分配

05RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

▲RFID技術(shù)相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與特征

06RFID核心技術(shù)

伴隨UHF的RFID應(yīng)用越來越廣泛，相應(yīng)地技術(shù)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作也在持續(xù)進(jìn)行中，其現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范ISO/IEC 18000-63中，對(duì)RFID的技術(shù)層次都做了明確的規(guī)定。無源RFID通信采用半雙工方式，由RFID讀寫器首先使用PIE編碼發(fā)送帶有廣播性質(zhì)的UHF能量信號(hào)，該信號(hào)在編碼前已做過ASK或者PSK數(shù)字調(diào)制處理，標(biāo)簽收到讀寫器發(fā)射的RF信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并通過反向散射技術(shù)將數(shù)據(jù)返回至讀寫器。對(duì)于的UHF電子標(biāo)簽來說，標(biāo)簽芯片的特性至關(guān)重要，它直接決定標(biāo)簽產(chǎn)品的存儲(chǔ)容量、讀寫極限距離、讀寫速度、讀寫參數(shù)、信息安全等至關(guān)重要的參數(shù)，是電子標(biāo)簽產(chǎn)品的核心技術(shù)，如圖5.1系UHF電子標(biāo)簽芯片架構(gòu)圖示意圖。

▲UHF電子標(biāo)簽芯片架構(gòu)圖

07RFID產(chǎn)業(yè)鏈

一套RFID方案需要設(shè)計(jì)、讀寫器、天線、標(biāo)簽、支架或機(jī)柜、應(yīng)用軟件，軟件集成服務(wù)等。其產(chǎn)業(yè)鏈劃分極細(xì)，且每個(gè)環(huán)節(jié)的廠商非常多。這里列舉一些代表廠商，供參考。

芯片：

RFID芯片分為標(biāo)簽芯片和讀寫器芯片。其技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)仍將是功耗更低、距離更遠(yuǎn)、讀寫速度更快、可靠性和安全性更高，并且成本不斷降低。對(duì)于國內(nèi)RFID的芯片廠商，最重要的是穩(wěn)定性，包括生產(chǎn)工藝都還需要再做改進(jìn)。

1.恩智浦（NXP）

NXP的RFID芯片包括超高頻、高頻、NFC和低頻，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于倉儲(chǔ)、服裝零售、汽車電子、品牌保護(hù)追蹤和家畜追蹤等等。

例如，在2017年推出的UCODE 8 RAIN RFID，其更靈敏，更易于嵌入到標(biāo)簽，通常用于超高頻RFID標(biāo)簽中。該芯片還可為使用該標(biāo)簽的公司添加專用ID號(hào)，以實(shí)現(xiàn)品牌鑒定。

2.意聯(lián)科技(Alien Technology)

美國意聯(lián)科技是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的供應(yīng)商，專門提供符合EPCglobal Gen2及ISO/IEC 18000-6c標(biāo)準(zhǔn)的超高頻無源射頻識(shí)別芯片，以及標(biāo)簽、閱讀器和專業(yè)服務(wù)相關(guān)的技術(shù)及產(chǎn)品。

Higgs-4就是一款高度集成的單芯片EPC Gen2超高頻射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片。它可以在低射頻功率下寫入數(shù)據(jù)，也可在大數(shù)量標(biāo)簽的零售應(yīng)用中對(duì)標(biāo)簽同時(shí)寫入數(shù)據(jù)。

3.英頻杰（Impinj）

美國英頻杰公司是全球領(lǐng)先的超高頻Gen 2 RFID解決方案供應(yīng)商，產(chǎn)品包括高性能的標(biāo)簽芯片，讀寫器，讀寫器芯片，軟件，天線和系統(tǒng)集成。

例如，Monza S6-C標(biāo)簽芯片為大規(guī)模物品智能化應(yīng)用提供了高性能和數(shù)據(jù)完整性。它包含了自動(dòng)性能調(diào)節(jié)、自我診斷和耐久結(jié)構(gòu)等特性，在提高標(biāo)簽的質(zhì)量和讀取性能的同時(shí)，也降低了標(biāo)簽應(yīng)用的成本。其適合于零售、醫(yī)療、票務(wù)和其他應(yīng)用的單品級(jí)應(yīng)用。

4.復(fù)旦微電子

上海復(fù)旦微電子集團(tuán)股份有限公司的超高頻系列芯片基于在射頻和存儲(chǔ)領(lǐng)域的多年技術(shù)積累，具有射頻讀寫靈敏度高，兼容性好，存儲(chǔ)器可靠性高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于物資管理、交通運(yùn)輸、物流快遞、人員管理、門禁管理等領(lǐng)域。

復(fù)旦微電子的超高頻RFID標(biāo)簽芯片工作頻段為840MHz到960MHz，此系列芯片包括了符合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)GB/T29768和GJB7377.1的超高頻標(biāo)簽芯片，以及符合國際ISO18000-6C協(xié)議的標(biāo)簽芯片。分別可提供不帶加密算法的普通版本和帶加密算法的安全版本芯片。

5.江蘇芯云科技

江蘇芯云科技是一家扎根中國本土，由技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的電子科技公司，依托極富競(jìng)爭力的海歸技術(shù)團(tuán)隊(duì)在芯片設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域突破，構(gòu)建云應(yīng)用的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)，參與全球集成電路、電子解決方案商業(yè)化競(jìng)爭。芯云科技除了在RFID領(lǐng)域具備從芯片到整體解決方案的能力以外，芯云科技自主研發(fā)的高速電力線載波通信(HPLC)芯片及模組已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國家電網(wǎng)智能抄表領(lǐng)域，高度契合智能電網(wǎng)用電信息采集“全集抄、全費(fèi)控、主動(dòng)監(jiān)測(cè)”的要求。與此同時(shí)，芯云科技自主研發(fā)的8通道16bit位ADC芯片，主要用于電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置與自動(dòng)化設(shè)備，已經(jīng)通過國家電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)單位的系統(tǒng)驗(yàn)證，進(jìn)入系統(tǒng)實(shí)際掛測(cè)階段。

芯云科技RFID產(chǎn)品整體解決方案覆蓋云、管、端，構(gòu)建立體式物聯(lián)網(wǎng)連接管控體系，產(chǎn)品主要包括RFID無源超高頻電子標(biāo)簽芯片、無源超高頻電子標(biāo)簽、超高頻手持式讀寫器、超高頻RFID通道門，云平臺(tái)信息化系統(tǒng)等。目前產(chǎn)品與方案在資產(chǎn)管理、智能倉儲(chǔ)、移動(dòng)運(yùn)檢等領(lǐng)域已進(jìn)行實(shí)地應(yīng)用。

▲RFID技術(shù)在資產(chǎn)管理智能巡檢中的應(yīng)用

6.深圳遠(yuǎn)望谷

深圳市遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司建有全球領(lǐng)先的RFID產(chǎn)品性能測(cè)試中心，可為大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供RFID技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案服務(wù)，擁有6大系列100余種RFID產(chǎn)品。其聚焦鐵路、圖書與零售三大戰(zhàn)略性行業(yè)，并為紡織洗滌、智慧旅游、煙酒管理、智能交通等領(lǐng)域提供高性能的RFID產(chǎn)品和解決方案。

遠(yuǎn)望谷1995年就開始研制開發(fā)貨車電子標(biāo)簽專用芯片，目前已研制出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一代貨車電子標(biāo)簽專用芯片，也使得貨車電子標(biāo)簽有了一顆“中國芯”。由于這顆“中國芯”，迫使美國把原來售價(jià)150美元的貨車電子標(biāo)簽降價(jià)到20多美元。

天線：

RFID天線也分為標(biāo)簽天線和讀寫器天線。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合各有不同，RFID標(biāo)簽可能需要貼在不同類型、不同形狀的物體上，甚至需要嵌入到物體內(nèi)部。標(biāo)簽天線和讀寫器天線還分別承擔(dān)接收能量和發(fā)射能量的作用，這些因素對(duì)天線的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格要求。

1.萊爾德（Laird Tech）

美國萊爾德科技集團(tuán)是設(shè)計(jì)和制造電磁屏蔽材料、導(dǎo)熱界面材料和無線天線產(chǎn)品的世界著名公司，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電信、數(shù)據(jù)通訊、手機(jī)、計(jì)算機(jī)、通用電子裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、航空航天、國防、汽車以及醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。

2.英內(nèi)爾科技

深圳市英內(nèi)爾科技有限公司是專業(yè)從事RFID天線設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)、銷售的科技企業(yè)。它主要為RFID標(biāo)簽企業(yè)提供：PET鋁蝕刻天線、PET銅蝕刻天線、NFC線路板線圈天線、抗金屬干擾天線、各類PCB高精密異形天線以及代客戶進(jìn)行天線設(shè)計(jì)開發(fā)。它可提供快速優(yōu)質(zhì)的高頻和超高頻蝕刻天線。

3.澳信科技

佛山澳信科技有限公司集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體。其擅長無線射頻應(yīng)用等領(lǐng)域的讀卡器天線，主營4G/LTE、3G、WIFI、WIMAX、RFID、VHF/UHF、TV、MIMO、CPE、GPS、GSM、CDMA等。

設(shè)備：

RFID設(shè)備包括閱讀器及標(biāo)簽。RFID閱讀器可透過運(yùn)用電磁場(chǎng)識(shí)別及追蹤RFID標(biāo)簽，并取得該等標(biāo)簽所儲(chǔ)存之電子信息。

1.霍尼韋爾掃描與移動(dòng)技術(shù)部（HSM）

霍尼韋爾掃描與移動(dòng)技術(shù)部隸屬于霍尼韋爾自動(dòng)化控制系統(tǒng)集團(tuán)。作為一家專業(yè)的條形碼掃描器制造商，旗下產(chǎn)品包括激光條形碼掃描器、影像條形碼掃描器、OEM掃描引擎、移動(dòng)數(shù)據(jù)終端和條形碼檢測(cè)儀。

2.斑馬技術(shù)公司

斑馬技術(shù)公司1999年開始開發(fā)RFID打印機(jī)，成功開發(fā)了高頻、超高頻的RFID打印機(jī)。斑馬技術(shù)的產(chǎn)品和解決方案被全球眾多行業(yè)廣泛采用，適合各種應(yīng)用。例如，利用條碼腕帶和臨床樣本采集，提升患者醫(yī)護(hù)安全；使用移動(dòng)設(shè)備打印收據(jù)，加快結(jié)賬；簡化倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)流程；以及利用實(shí)時(shí)信息為專業(yè)比賽和娛樂節(jié)目增加新的分析數(shù)據(jù)。

3.ThingMagic

ThingMagic是全球知名的RFID設(shè)備制造商，成立于2000年，總部設(shè)在美國波士頓。其專注于讀寫器、傳感器和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)。它的固定式讀寫器M6和智能讀寫器Astra一直在市場(chǎng)上有廣泛應(yīng)用，并在全球有很高的知名度和占有率，廣泛應(yīng)用在車輛管理、人員管理和供應(yīng)鏈管理等多種場(chǎng)合。

08RFID應(yīng)用場(chǎng)景

RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在資產(chǎn)管理、零售、物流、服裝、交通、醫(yī)療、身份識(shí)別、金融支付等領(lǐng)域，在國計(jì)民生中發(fā)揮著重要的作用，并且隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與推廣，RFID作為感知層的關(guān)鍵技術(shù)之一，并且迎來更大的機(jī)遇期。以RFID在資產(chǎn)管理方面的應(yīng)用為例，我們來看看RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)管理項(xiàng)目中的具體應(yīng)用。

如下圖所示，基于RFID技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)一般可分為三層架構(gòu)：

▲基于RFID技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

信息采集層：具體設(shè)備包括通過RFID電子標(biāo)簽、RFID手持讀寫器、RFID通道門等，共同完成對(duì)資產(chǎn)配備的RFID標(biāo)簽的信息進(jìn)行存儲(chǔ)、采集、上報(bào)等功能，通過RFID標(biāo)簽序列號(hào)的唯一性來管理標(biāo)識(shí)設(shè)備資產(chǎn)。

數(shù)據(jù)傳輸層：RFID讀寫設(shè)備采集到的資產(chǎn)信息，可通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、WiFi、以太網(wǎng)等方式傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)管理平臺(tái)。

業(yè)務(wù)管理層：部署云管理平臺(tái)，用于管理系統(tǒng)內(nèi)各類設(shè)備資源，同時(shí)有效進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而判斷貨物出庫、入庫、移庫、盤點(diǎn)等流程。同時(shí)可生成相應(yīng)報(bào)表明細(xì)單、并在系統(tǒng)中做相應(yīng)的處理。

通過基于物聯(lián)網(wǎng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)信息化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，構(gòu)建資產(chǎn)全生命周期管理體系及多層次安全防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)賬、卡、物一致，提升資產(chǎn)盤點(diǎn)效率、實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)流轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、資產(chǎn)出入庫異常狀態(tài)主動(dòng)上報(bào)等功能，大大提升日常工作維護(hù)效率。同時(shí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)資產(chǎn)業(yè)務(wù)信息全面掌握，有效挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用水平，為資產(chǎn)管理決策提供更有價(jià)值的信息，全面提升資產(chǎn)管理水平。

金航標(biāo)kinghelm產(chǎn)品

幾十年來RFID技術(shù)的理論得到了豐富和完善，有源、無源及半無源電子標(biāo)簽均得到了飛速發(fā)展，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)。金航標(biāo)kinghelm電子有限公司致力于研發(fā)新的產(chǎn)品，在RFID這條路上也越走越遠(yuǎn)。