目前，使用RFID超高頻的應(yīng)用的越來越多了，但很多RFID超高頻的知識卻還是有很多人并不清楚，今天我們就一起來了解一下吧！
UHF RFID與條碼應(yīng)用的特點的區(qū)別
UHF RFID：可支持遠距離，多標(biāo)簽識別，適應(yīng)于復(fù)雜環(huán)境，可封裝成復(fù)雜形態(tài)，成本較高
條碼：近距離，單標(biāo)簽識別，對識別環(huán)境要求較高，平面印制，成本低
RFID系統(tǒng)構(gòu)成
RFID的分類
1、按工作頻段可分為：
LF RFID技術(shù) 134kHz RFID
HF RFID技術(shù) 13.56MHz RFID
UHF RFID技術(shù) 915 MHz RFID、433 MHz RFID、2.45GHz RFID、5.8 GHz RFID
2、按有無源可分為：
無源RFID技術(shù) 標(biāo)簽不攜帶電池 Passive RFID
有源RFID技術(shù) 標(biāo)簽攜帶電池 Acitve RFID
RFID主流標(biāo)準(zhǔn)體系
1、ISO 18000系列空中接口標(biāo)準(zhǔn)（18000-6.-7，-4）
2、EPC global的915MHz無源RFID空口標(biāo)準(zhǔn)
3、日本UID–日本泛在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)
4、中國國家標(biāo)準(zhǔn)
RFID標(biāo)準(zhǔn)化意義：設(shè)備互聯(lián)互通 ，產(chǎn)品一致性，協(xié)同解決技術(shù)難題，推動技術(shù)進步，做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，便于擴展到其他系統(tǒng)和領(lǐng)域。
UHF頻段無源RFID系統(tǒng)
1、自動識別：遠距離識別，標(biāo)簽無源，海量標(biāo)簽，傳感器
2、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：空口標(biāo)準(zhǔn)，ISO 18000-6，GB/T 29768-2013，測試標(biāo)準(zhǔn)(ISO 18046)
3、識別原理：背向散射調(diào)制，多標(biāo)簽防碰撞
4、系統(tǒng)性能：識讀距離，識讀穩(wěn)定性，可靠性（漏讀），識讀效率
無源標(biāo)簽靈敏度
標(biāo)簽靈敏度是指使得標(biāo)簽?zāi)軌騿庸ぷ鞯淖钚」β剩?5dBm，-18dBm，-20dBm，-23dBm(2017)
標(biāo)簽靈敏度依賴于：IC 靈敏度，IC 與天線良好的匹配，方向
標(biāo)簽封裝
RFID電子標(biāo)簽封裝制造工藝過程都包含兩次封裝，分別在RFID芯片上制作凸點，基板材料上制作天線，然后封裝芯片實現(xiàn)芯片和基板天線的互連，經(jīng)檢驗合格后制成RFID標(biāo)簽內(nèi)核層（Inlay），至此完成RFID標(biāo)簽的第一次封裝。其次，是根據(jù)不同的應(yīng)用，需要經(jīng)過層壓、沖裁、印刷等第二次封裝，也就是外包裝，制成最終的RFID標(biāo)簽產(chǎn)品。
UHF頻段無源RFID系統(tǒng)基本原理
1、設(shè)備交互：讀寫器通過ASK喚醒標(biāo)簽，標(biāo)簽通過背向散射返回信息給reader，使用CW調(diào)制
要點：標(biāo)簽無源，短距離，標(biāo)簽便宜，頻率860MHz～960MHz，弱連接Fragile link
背向散射調(diào)制：RFID標(biāo)簽收到鴻陸超高頻讀寫器發(fā)射的連續(xù)波之后，通過調(diào)整標(biāo)簽天線與芯片之間的匹配關(guān)系，使得加載到天線的電流隨信息比特發(fā)生變化，從而完成調(diào)制和發(fā)射。
2、系統(tǒng)主從關(guān)系：讀寫器先講-ITF（無源RFID）；標(biāo)簽先講-TTF（有源RFID）
3、多標(biāo)簽碰撞：Collision–碰撞 Anti-collision-防碰撞
4、空中接口協(xié)議：調(diào)制、編碼、信息速率、防碰撞、頻段、功率、應(yīng)用協(xié)議
UHF頻段無源RFID系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
1、系統(tǒng)工作基本過程
讀寫器對標(biāo)簽喚醒并進行清點輪詢所要識別的標(biāo)簽，所有RFID標(biāo)簽進行標(biāo)簽響應(yīng)，如果有響應(yīng)沖突就進行沖突分解，之后對訪問標(biāo)簽的信息，再重復(fù)2～5的過程。
2、關(guān)鍵技術(shù)問題
性能指標(biāo)：讀寫距離、識別效率/速度、識別可靠性
性能決定因素：
A.標(biāo)簽芯片：功耗、靈敏度；
B.標(biāo)簽天線：多樣性、低成本、性能；
C.讀寫器芯片：功耗、靈敏度、協(xié)議兼容；
D.讀寫器天線：近場、遠場；
E.空中接口協(xié)議：生產(chǎn)、封裝
F.測試：生產(chǎn)效率、成品率、封裝材料和工藝、生產(chǎn)測試
系統(tǒng)性能約束：
A.閱讀器限制：EIRP有效全向輻射功率，閱讀器靈敏度
B.標(biāo)簽限制：Antenna polarization（天線極化），芯片靈敏度，電源能量，Antenna gain天線增益，Impedance match阻抗匹配
C.導(dǎo)致結(jié)果：距離短，漏讀，速度慢
防碰撞算法
多標(biāo)簽碰撞：多個標(biāo)簽同處在讀寫器的作用場內(nèi)。當(dāng)有兩個以上的標(biāo)簽同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，就會出現(xiàn)通信沖突和數(shù)據(jù)相互干擾（碰撞）。
為了防止這些沖突的產(chǎn)生，射頻識別系統(tǒng)中需要設(shè)置一定的相關(guān)命令，解決沖突問題，這些命令被稱為防沖突命令或算法，RFID系統(tǒng)標(biāo)簽防碰撞算法大多采用時分多路法，時分多路法分為以下兩種，基于確定輪詢的機制確定性算法和基于隨機的機制的非確定性算法（主要是ALOHA算法）。
ALOHA算法是一種隨機接入方法。其基本思想是采取標(biāo)簽先發(fā)言的方式，當(dāng)RFID電子標(biāo)簽進入讀寫器的識別區(qū)域內(nèi)時就自動向UHF讀寫器發(fā)送其自身的ID號，在標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，若有其他標(biāo)簽也在發(fā)送數(shù)據(jù)，將會發(fā)生信號重疊，從而導(dǎo)致沖突。讀寫器檢測接收到的信號有無沖突，一旦發(fā)生沖突，讀寫器就發(fā)送命令讓標(biāo)簽停止發(fā)送，隨機等待一段時間后再重新發(fā)送以減少沖突。
1、純ALOHA算法
在純ALOHA算法中，若讀寫設(shè)備檢測出信號存在相互干擾，讀寫器就會以向標(biāo)簽發(fā)出命令，令其停止向讀寫器傳輸信號；標(biāo)簽在接收到命令信號之后，就會停止發(fā)送信息，并會在隨機時間段內(nèi)進入到待命狀態(tài)，只有當(dāng)該時間段過去后，才會重新向RFID閱讀器發(fā)送信息。各個RFID電子標(biāo)簽待命時間片段長度是隨機的，再次向讀寫器發(fā)送信號的時間也不相同，這樣減少碰撞的可能性。
當(dāng)超高頻讀寫器成功識別某一個標(biāo)簽后，就會立即對該標(biāo)簽下達命令使之進入到休眠的狀態(tài)。而其他標(biāo)簽則會一直對讀寫器所發(fā)出命令進行響應(yīng)，并重復(fù)發(fā)送信息給讀寫器，當(dāng)標(biāo)簽被識別后，就會一一進入到休眠狀態(tài)，直到讀寫器識別出所有在其工作區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽后，算法過程才結(jié)束。發(fā)送幀不會產(chǎn)生碰撞，可以分析出，即發(fā)送成功的概率P與呑吐率與數(shù)據(jù)包含量有關(guān)。
特點：分組長度（等長），沖突區(qū)域大，實現(xiàn)簡單，適用于分組發(fā)送密度較低場景
總結(jié)：檢測到?jīng)_突就進入待命狀態(tài) 隨機等待時間段 過后進行發(fā)送
2、時隙ALOHA
時隙ALOHA算法把時間分成多個離散的時隙，每個時隙長度等于或稍大于一個幀，標(biāo)簽只能在每個時隙的開始處發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣標(biāo)簽要么成功發(fā)送，要么完全碰撞，避免了純ALOHA算法中的部分碰撞沖突，碰撞周期減半，提高了信道利用率。時隙ALOHA算法需要讀寫器對其識別區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽校準(zhǔn)時間。因為標(biāo)簽僅僅在確定的時隙中傳輸數(shù)據(jù)，所以該算法的沖撞發(fā)生頻率僅僅是純ALOHA算法的一半，但其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐性能卻會增加一倍。
特點：沖突區(qū)域限制在時隙內(nèi)，正確接收：無沖突、校驗正確，發(fā)生碰撞：接收錯誤，空時隙
總結(jié)：將信道劃分為若干時隙（大于等于一個幀），每個終端只能在每個時隙開始傳送信息，沖突區(qū)域限制在時隙內(nèi)，結(jié)果只有成功和碰撞（失?。?分組到達強度時刻，時隙ALOHA吞吐量是純ALOHA的一倍。
3、成幀時隙ALOHA
成幀時隙算法中，時間被分成多個離散時隙，電子標(biāo)簽必須在時隙開始處才可以開始傳輸信息。讀寫器以一個幀為周期發(fā)送查詢命令。當(dāng)電子標(biāo)簽接收到讀寫器的請求命令時，每個標(biāo)簽通過隨機挑選一個時隙發(fā)送信息給讀寫器。如果一個時隙只被唯一標(biāo)簽選中，則此時隙中標(biāo)簽傳輸?shù)男畔⒈圾欔懽x寫器成功接收，標(biāo)簽被正確識別。如果有兩個或兩個以上的標(biāo)簽選擇了同一時隙發(fā)送，則就會產(chǎn)生沖突，這些同時發(fā)送信息的標(biāo)簽就不能被讀寫器成功識別。整個算法的識別過程都會如此循環(huán)，一直到所有標(biāo)簽都被識別完成。
特點：該算法的缺點是當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量遠大于時隙個數(shù)時，讀取標(biāo)簽的時間會大大增加；當(dāng)標(biāo)簽個數(shù)遠小于時隙個數(shù)時，會造成時隙浪費。
總結(jié)：若干個時隙組成一幀，所有標(biāo)簽在幀內(nèi)選擇時隙發(fā)送。
ALOHA算法的二項式模型
二進制樹型搜索算法：二進制樹型搜索算法由讀寫器控制，基本思想是不斷的將導(dǎo)致碰撞的電子標(biāo)簽進行劃分，縮小下一步搜索的標(biāo)簽數(shù)量，直到只有一個電子標(biāo)簽進行回應(yīng)。
基本思路：多個標(biāo)簽進入讀寫器工作場后，讀寫器發(fā)送帶限制條件的詢問命令，滿足限制條件的標(biāo)簽回答，如果發(fā)生碰撞，則根據(jù)發(fā)生錯誤的位修改限制條件，再一次發(fā)送詢問命令，直到找到一個正確的回答，并完成對該標(biāo)簽的讀寫操作。對剩余的標(biāo)簽重復(fù)以上操作，直到完成對所有標(biāo)簽的讀寫操作。
標(biāo)簽存儲區(qū)
標(biāo)簽存儲器可以在邏輯上分為四個區(qū)域:
1、保留存儲區(qū)(Reserved memory) 包括殺死和訪問密碼(kill and access passwords)。
2、EPC存儲區(qū)(EPC memory) 包括一個CRC-16，協(xié)議控制位（ProtocolControl（PC） bits），以及一個用于識 別標(biāo)簽所附著的或即將附著的物品的編碼( 如EPC，以后都稱為EPC)，
3、TID存儲區(qū)(TID memory) 包括一個8-bit ISO/IEC 15963分配類別標(biāo)識 符(EPCglobal的為111000102)，還可以 包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)和廠商數(shù)據(jù)。
4、用戶存儲區(qū)(User memory) 允許存儲用戶專用的數(shù)據(jù)信息。存儲器的結(jié)構(gòu)由用戶自己定義。
標(biāo)簽操作：管理標(biāo)簽群
詢問機采用選擇、盤存及訪問三個基本操作來管理標(biāo)簽群。每個操作均由一個或一個以上的命令組成。這三個基本的定義如下：
1、選擇：詢問機選擇標(biāo)簽群以便于盤存和訪問的過程。詢問機可以一個或一個以上的Select命令在盤存之前選擇特定的標(biāo)簽群。
2、盤存（清點）：詢問機識別標(biāo)簽的過程。詢問機在四個通話的其中一個通話中傳輸Query命令，開始一個盤存周期。一個或一個以上的標(biāo)簽可以應(yīng)答。詢問機檢查某個標(biāo)簽應(yīng)答，請求該標(biāo)簽發(fā)出PC、EPC和CRC-16。同時只在一個通話中進行一個盤存周期。
3、訪問：詢問機與各標(biāo)簽交易(讀取或?qū)懭霕?biāo)簽)的過程。訪問前必須要對標(biāo)簽進行識別。訪問由多個命令組成，其中有些命令執(zhí)行R=＞T鏈的一次活頁加密。
標(biāo)簽狀態(tài)：
Ready 狀態(tài)：在進入到一個射頻激活區(qū)域之后，標(biāo)簽如果沒有被killed，則將進入readdy狀態(tài)。
Arbitrate 狀態(tài)：表示那些參與到當(dāng)前inventory round中,但是時隙計數(shù)器值非零的那部分標(biāo)簽。
Reply狀態(tài)：當(dāng)時隙計數(shù)器到達0000h的時候，標(biāo)簽轉(zhuǎn)入reply狀態(tài) ,標(biāo)簽進入到reply狀態(tài)后會反射一個RN16。
Acknowledge狀態(tài)：如果reply狀態(tài)下的標(biāo)簽收到一個有效的ACK，它將轉(zhuǎn)入acknowledged狀態(tài)，返回他的PC，EPC以及CRC–16。
Open 狀態(tài)：標(biāo)簽處于open狀態(tài)可以執(zhí)行除了lock以外的所有訪問命令。
secured 狀態(tài)：處于ssecured狀態(tài)的標(biāo)簽可以執(zhí)行所有的訪問命令。
Killed狀態(tài)：處于open或者secured狀態(tài)的標(biāo)簽，在接收到一個帶有有效的非零kill密碼以及有效的handle的Kill指令后會轉(zhuǎn)入到killed狀態(tài)。
UHF頻段無源RFID系統(tǒng)性能分析
系統(tǒng)性能：
1、性能指標(biāo)：識讀距離 、可靠性（漏讀）、 識讀效率
2、各自取決因素：功率、傳播、靈敏度；功率、MAC邏輯、天線；速率、MAC效率（上下一一對應(yīng)）
無源RFID系統(tǒng)鏈路約束
閱讀器限制：EIRP有效全向輻射功率，閱讀器靈敏度
標(biāo)簽限制：天線極化（Antenna polarization），芯片靈敏度，電源能量，天線增益（Antenna gain），阻抗匹配（Impedance match）
導(dǎo)致結(jié)果：距離短，漏讀，速度慢
RFID系統(tǒng)MAC識別效率：
不同距離的最小識別功率不同，距離越大，其最小識別功率越大；同一距離的識別能力隨功率近似線性增長；發(fā)射功率并非越大越好。
超高頻RFID應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計
1、RFID應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)：業(yè)務(wù)系統(tǒng)——支撐平臺——中間件——讀寫器與標(biāo)簽
2、RFID中間件：是位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。針對不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺，它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現(xiàn)。
3、RFID應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計流程：
a.市場與應(yīng)用需求分析
b.應(yīng)用系統(tǒng)功能設(shè)計需求
c.技術(shù)與架構(gòu)選型
d.硬件選型與功能設(shè)計
e.系統(tǒng)架構(gòu)與系統(tǒng)指標(biāo)
f.系統(tǒng)接口定義
g.軟/硬件系統(tǒng)設(shè)計–軟/硬件開發(fā)—軟/硬件測試
h.系統(tǒng)測試
以上為小編整理的關(guān)于RFID超高頻知識的一些資料，供大家參考，有出入的地方歡迎各位朋友多拍磚頭，大家一起來探討。
（圖文來源于網(wǎng)絡(luò)，侵刪）
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