RFID和NFC的基礎(chǔ)知識

學(xué)習好資料歡迎下載學(xué)習好資料歡迎下載學(xué)習好資料歡迎下載RFID和NFC的一般知識RFID的特點：

（一）射頻技術(shù)的特點

射頻識別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點是非接觸識別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100毫秒。有源式射頻識別系統(tǒng)的速寫能力也是重要的優(yōu)點?？捎糜诹鞒谈櫤途S修跟蹤等交互式業(yè)務(wù)。

制約射頻識別系統(tǒng)發(fā)展的主要問題是不兼容的標準。射頻識別系統(tǒng)的主要廠商提供的都是專用系統(tǒng)，導(dǎo)致不同的應(yīng)用和不同的行業(yè)采用不同廠商的頻率和協(xié)議標準，這種混亂和割據(jù)的狀況已經(jīng)制約了整個射頻識別行業(yè)的增長。許多歐美組織正在著手解決這個問題，并已經(jīng)取得了一些成績。標準化必將刺激射頻識別技術(shù)的大幅度發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

（二）射頻技術(shù)在物流管理中的適用性

物流管理的本質(zhì)是通過對物流全過程的管理，實現(xiàn)降低成本和提高服務(wù)水平兩個目的。如何以正確的成本和正確的條件，去保證正確的客戶在正確的時間和正確的地點，得到正確的產(chǎn)品，成為物流企業(yè)追求的最高目標。為此，掌握存貨的數(shù)量、形態(tài)和分布，提高存貨的流動性就成為物流管理的核心內(nèi)容。一般來說，企業(yè)存貨的價值要占企業(yè)資產(chǎn)總額的25%左右，占企業(yè)流動資產(chǎn)的50%以上。所以物流管理工作的核心就是對供應(yīng)鏈中存貨的管理。

在運輸管理方面采用射頻識別技術(shù)，只需要在貨物的外包裝上的安裝電子標簽，在運輸檢查站或中轉(zhuǎn)站設(shè)置閱讀器，就可以實現(xiàn)資產(chǎn)的可視化管理。在運輸過程中，閱讀器將電子標簽的信息通過衛(wèi)星或電話線傳輸?shù)竭\輸部門的數(shù)據(jù)庫，電子標簽每通過一個檢查站，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)就得到更新，當電子標簽到達終點時，數(shù)據(jù)庫關(guān)閉。與此同時，貨主可以根據(jù)權(quán)限，訪問在途可視化網(wǎng)頁，了解貨物的具體位置，這對提高物流企業(yè)的服務(wù)水平有著重要意義。

工作原理：

RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標簽或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器（Reader）與電子標簽（TAG）也就是所謂的應(yīng)答器（Transponder）及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder，用以驅(qū)動Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

以RFID卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成：感應(yīng)耦合（InductiveCoupling)及后向散射耦合（BackscatterCoupling）兩種。一般低頻的RFID大都采用第一種式，而較高頻大多采用第二種方式。

閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時序。在實際應(yīng)用中，可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。應(yīng)答器是RFID系統(tǒng)的信息載體，應(yīng)答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等）和微芯片組成無源單元。

產(chǎn)品分類：

RFID技術(shù)中所衍生的產(chǎn)品大概有三大類：無源RFID產(chǎn)品、有源RFID產(chǎn)品、半有源RFID產(chǎn)品。

無源RFID產(chǎn)品發(fā)展最早，也是發(fā)展最成熟，市場應(yīng)用最廣的產(chǎn)品。比如，公交卡、食堂餐卡、銀行卡、賓館門禁卡、二代身份證等，這個在我們的日常生活中隨處可見，屬于近距離接觸式識別類。其產(chǎn)品的主要工作頻率有低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ，超高頻915MHZ。

有源RFID產(chǎn)品，是最近幾年慢慢發(fā)展起來的，其遠距離自動識別的特性，決定了其巨大的應(yīng)用空間和市場潛質(zhì)。在遠距離自動識別領(lǐng)域，如智能監(jiān)獄，智能醫(yī)院，智能停車場，智能交通，智慧城市，智慧地球及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域有重大應(yīng)用。有源RFID在這個領(lǐng)域異軍突起，屬于遠距離自動識別類。產(chǎn)品主要工作頻率有超高頻433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GMHZ。

有源RFID產(chǎn)品和無源RFID產(chǎn)品，其不同的特性，決定了不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的應(yīng)用模式，也有各自的優(yōu)勢所在。但在本系統(tǒng)中，我們著重介紹介于有源RFID和無源RFID之間的半有源RFID產(chǎn)品，該產(chǎn)品集有源RFID和無源RFID的優(yōu)勢于一體，在門禁進出管理，人員精確定位，區(qū)域定位管理，周界管理，電子圍欄及安防報警等領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢。

半有源RFID產(chǎn)品，結(jié)合有源RFID產(chǎn)品及無源RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢，在低頻125KHZ頻率的觸發(fā)下，讓微波2.45G發(fā)揮優(yōu)勢。半有源RFID技術(shù)，也可以叫做低頻激活觸發(fā)技術(shù)，利用低頻近距離精確定位，微波遠距離識別和上傳數(shù)據(jù)，來解決單純的有源RFID和無源RFID沒有辦法實現(xiàn)的功能。簡單的說，就是近距離激活定位，遠距離識別及上傳數(shù)據(jù)。

半有源RFID是一項易于操控、簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)，識別工作無須人工干預(yù)，它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或瞄準;可在各種惡劣環(huán)境下自由工作，短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可以替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體;長距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。

典型應(yīng)用：

物流和供應(yīng)管理、生產(chǎn)制造和裝配、航空行李處理、郵件/快運包裹處理、文檔追蹤/圖書館管理、動物身份標識、運動計時、門禁控制/電子門票、道路自動收費、一卡通、倉儲中塑料托盤、周轉(zhuǎn)筐中等。近場通信（NearFieldCommunication，NFC），又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸（在十厘米內(nèi)）交換數(shù)據(jù)。這個技術(shù)由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自開發(fā)成功，主要用于手機等手持設(shè)備中提供M2M(MachinetoMachine)的通信。NFC芯片是具有相互通信功能，并具有計算能力，在Felica標準中還含有加密邏輯電路，MIFARE的后期標準也追加了加密/解密模塊(SAM)。NFC標準兼容了索尼公司的FeliCaTM標準，以及ISO14443A，B，也就是使用飛利浦的MIFARE標準。在業(yè)界簡稱為TypeA，TypeB和TypeF，其中A,B為Mifare標準，F(xiàn)為Felica標準。為了推動NFC的發(fā)展和普及，業(yè)界創(chuàng)建了一個非營利性的標準組織——NFCForum，促進NFC技術(shù)的實施和標準化，確保設(shè)備和服務(wù)之間協(xié)同合作。目前，NFCForum在全球擁有數(shù)百個成員，包括：SONY、Phlips、LG、摩托羅拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中國成員有中國移動、華為、中興、上海同耀和臺灣正隆等公司。技術(shù)特征:

與RFID一樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在很大的區(qū)別。首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨特的信號衰減技術(shù)，相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。其次，NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，目前已經(jīng)成為得到越來越多主要廠商支持的正式標準。再次，NFC還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設(shè)備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線世界中的其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。最后，RFID更多的被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而NFC則在門禁、公交、手機支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用。

NFC、紅外、藍牙同為非接觸傳輸方式，它們具有各自不同的技術(shù)特征，可以用于各種不同的目的，其技術(shù)本身沒有優(yōu)劣差別。

NFC手機內(nèi)置NFC芯片，比原先僅作為標簽使用的RFID更增加了數(shù)據(jù)雙向傳送的功能，這個進步使得其更加適合用于電子貨幣支付的；特別是RFID所不能實現(xiàn)的，相互認證和動態(tài)加密和一次性鑰匙(OTP)能夠在NFC上實現(xiàn)。NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用，包括移動支付與交易、對等式通信及移動中信息訪問等。通過NFC手機，人們可以在任何地點、任何時間，通過任何設(shè)備，與他們希望得到的娛樂服務(wù)與交易聯(lián)系在一起，從而完成付款，獲取海報信息等。NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設(shè)備對設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，其應(yīng)用主要可分為以下四個基本類型：用于付款和購票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數(shù)據(jù)。

工作模式:

卡模式（Cardemulation）：這個模式其實就是相當于一張采用RFID技術(shù)的IC卡?？梢蕴娲F(xiàn)在大量的IC卡（包括信用卡）場合商場刷卡、公交卡、門禁管制，車票，門票等等。此種方式下，有一個極大的優(yōu)點，那就是卡片通過非接觸讀卡器的RF域來供電，即便是寄主設(shè)備（如手機）沒電也可以工作。

點對點模式（P2Pmode）：這個模式和紅外線差不多，可用于數(shù)據(jù)交換，只是傳輸距離較短，傳輸創(chuàng)建速度較快，傳輸速度也快些，功耗低（藍牙也類似）。將兩個具備NFC功能的設(shè)備鏈接，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)點對點傳輸，如下載音樂、交換圖片或者同步設(shè)備地址薄。因此通過NFC，多個設(shè)備如數(shù)位相機、PDA、計算機和手機之間都可以交換資料或者服務(wù)。

讀卡器模式(Reader/writermode)：作為非接觸讀卡器使用，比如從海報或者展覽信息電子標簽上讀取相關(guān)信息。

NFC天線:

一種近場耦合天線，由于13.56Mhz波長很長，且讀寫距離很短，合適的耦合方式是磁場耦合，線圈是合適的耦合方式。業(yè)界在手機中通常采用磁性薄膜（如TDK等公司生產(chǎn)）貼合FPC方式來做天線。一種新技術(shù)是磁性薄膜與FPC合一，也即磁性FPC。

NFC標簽種類:

NFC的基本標簽類型有四種，以1至4來標識，各有不同的格式與容量。這些標簽類型格式的基礎(chǔ)是：ISO14443的A與B類型、SonyFeliCa，前者是非接觸式智能卡的國際標準，而后者符合ISO18092被動式通訊模式標準。保持NFC標簽盡可能簡單的優(yōu)勢是：在很多場合，標簽可為一次性使用，例如在海報中壽命較短的場合。

第1類標簽（Tag1Type）：此類型基于ISO14443A標準。此類標簽具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為只讀。存儲能力為96字節(jié)，用來存網(wǎng)址URL或其他小量數(shù)據(jù)富富有余。然而，內(nèi)存可被擴充到2k字節(jié)。此類NFC標簽的通信速度為106kbit/s。此類標簽簡潔，故成本效益較好，適用于許多NFC應(yīng)用

第2類標簽（Tag2Type）：此類標簽也是基于ISO14443A，具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為只讀。其