UHF RFID基础

1. 简介

• 标签（Tag）：附着在物品上的小型无线设备，用于存储标识信息。

• 读写器（Reader）：用于发射和接收无线电信号，与标签通信。

• 中间件（Middleware）：用于处理从读写器接收到的数据，并传输到后台系统。

• 芯片（IC）：

• 存储器：用于存储标签的唯一标识信息（如EPC）及其他数据。

• 逻辑电路：用于处理来自读写器的信号。

• 电源管理：在有源标签中包含电池管理电路。

• 
  

• 天线：

• 功能：负责接收和发送无线信号。

• 设计：根据工作频率不同，天线的设计和形状也有所不同。

• 
  

• 封装材料：

• 功能：保护芯片和天线，增强标签的耐用性。

• 材料：可以是纸质、塑料、玻璃、陶瓷等。

• 无源标签（Passive Tags）：

• 无电池，依靠读写器的信号供电。

• 成本较低，使用寿命长。

• 有源标签（Active Tags）：

• 内置电池，信号范围较远。

• 适用于需要长期监测的应用。

• 半有源标签（Semi-active Tags）：

• 有电池，但信号传输依赖读写器。

• 适合需要定期主动发送信号的场景。

• EPC（电子产品代码）：

• 用于唯一标识物品。

• 通常由96位或128位数据组成。

• TID（标签标识符）：

• 标签制造商提供的唯一标识符。

• 只读区，通常用于防伪验证。

• 用户存储区（User Memory）：

• 可写入用户自定义数据。

• 大小根据标签类型不同而不同。

• 访问控制区（Access Control）：

• 包含访问密码和销毁密码。

• 用于保护标签数据的安全性。

• 读取EPC信息：

• 通过读写器发出读取命令，标签返回其EPC数据。

• EPC通常用于识别产品和管理库存。

• 读取用户存储区：

• 需要有访问权限才能读取。

• 可存储附加信息，如产品批次、生产日期等。

• 读取TID信息：

• 通常用于验证标签的真实性。

• 只读操作，无法修改。

4. RFID工作方式

1. 激活标签：

• 读写器发射无线电信号，激活附近的RFID标签。

• 无源标签从信号中获取能量，有源和半有源标签使用其内置电池。

• 标签在接收到信号后，通过调制反射的方式将其存储的数据发送回读写器。

• 调制技术包括幅度调制（AM）和频率调制（FM）。

• 读写器接收反射信号，并通过解码获取标签的信息。

• 数据传输的速度和距离取决于工作频段和标签类型。

• 超高频（UHF）：860-960 MHz

• 读取距离较长。

• 常用于物流管理和供应链追踪。

• 硬件接口：通过USB、串口、以太网或无线网络连接读写器。

• 驱动程序：安装读写器所需的驱动程序，以便操作系统识别设备。

• API或SDK：使用读写器厂家提供的API或SDK，与软件集成。

• 指令格式：根据API或SDK的文档，构建特定的读取指令。

• 发出指令：通过程序发送指令，要求读写器开始扫描附近的RFID标签。

• 配置参数：可设置读取范围、读取模式（单次或连续）等参数。

• 数据接收：读写器返回读取到的EPC信息，通常以字节流或字符串形式。

• 数据解析：解析返回的数据格式，将其转换为可读的EPC编码。

• 异常处理：处理读取失败或信号冲突等异常情况。

• 存储：将EPC信息存储到数据库或文件系统中，以便后续处理。

• 展示：在用户界面上显示读取到的EPC信息，供用户确认和操作。

• 数据库设计：创建包含EPC、资产ID、资产名称、位置、状态等字段的数据库表。

• 表结构定义：确保数据表支持快速查询和更新操作。

• 读写器设置：配置读写器以扫描待绑定的RFID标签。

• 标签扫描：通过软件发出扫描指令，获取标签的EPC信息。

• 数据校验：验证扫描结果的准确性，避免重复或错误读取。

• 信息输入：将对应的资产信息（如资产名称、型号、序列号等）输入到系统中。

• 自动化录入：可通过批量导入功能，快速录入大量资产信息。

• 数据关联：将扫描到的EPC信息与输入的资产信息关联存储。

• 绑定验证：通过系统验证绑定结果的正确性，确保数据一致性。

• 日志记录：记录每次绑定操作的日志，以备审计和追踪。

• 数据更新：在资产信息变化时，及时更新数据库中的绑定信息。

• 解绑操作：对不再使用的资产进行解绑操作，释放EPC资源。

• 实时追踪：通过RFID技术实现对供应链中物品的实时追踪。

• 库存管理：自动更新库存信息，减少人工盘点工作。

• 运输监控：在运输过程中监控物品状态，减少丢失和损坏。

• 固定资产追踪：实时追踪企业内部的固定资产位置和状态。

• 库存优化：通过精确的库存管理，优化库存水平，降低成本。

• 损耗减少：减少因人工错误或偷盗导致的资产损耗。

• 身份验证：使用RFID卡片进行人员身份验证。

• 访问权限管理：根据不同级别的权限，控制人员对特定区域的访问。

• 出入记录：自动记录人员的出入信息，提升安全性。

RFID技术在现代商业和工业应用中发挥着越来越重要的作用，其高效、可靠的特性使其成为物联网和智能管理系统的重要组成部分。通过深入理解RFID的基础知识和实际应用，企业可以更好地利用这项技术，提高运营效率，降低成本，并增强市场竞争力。

获取斑马RFID产品开发资料，请扫码访问

8. 日常疑问

Q1：标签存储器分为哪几个区？

• 保留区(Password)：前两个字是销毁(kill)密码，后两个字是访问(access)密码。可读可写。
• EPC 区(EPC)：包括三部分：CRC-16、协议控制位（PC值）、EPC数据，其中EPC数据可读可写。
• TID 区(TID)：由标签生产厂商设定的 ID 号，目前有4字和8字两种ID号。只可读，不可写。
• 用户区(User)：不同厂商该数据区不一样。有些廉价标签，有些公司的 RFID标签没有用户区。Philips 公司有28字节，目前NXP的U Code DNA最高可达3K容量，可读可写。

• ISO18000-6B每次读取最多可以达10个标签，用户数据区比较大，数据传输速率在40Kbps左右，一般用于政府资产管理和军事领域较多，6C可同时读取数百个标签，速率在40Kbps-640Kbps。
• ISO18000-6B用在闭环领域，适合保密级别较高，类似烟草、金融领域，6C用在开环领域，类似服装、图书领域。
• 对于数据存储来说，6B标签需要大容量，储存用户区数据基本信息，6C标签读取数据时，只需要读取EPC就行，通过后台数据库进行关联读出标签内代表的数据，对标签的用户区容量要求不大。

Q2：标签有哪几种状态？

A：收到连续波（CW）照射即上电（Power-up）以后，标签可处于Ready（准备），Arbitrate（裁断），Reply（回令），Acknowledged（应答），Open（公开），Secured（保护），Killed（灭活）七种状态之一。

1、Ready状态是未被灭活的标签上电以后，开始所处的状态，准备响应命令。

2、在Arbitrate状态，主要为等待响应Query等命令。

3、响应Query后，进入Reply状态，进一步将响应ACK命令就可以发回EPC号码。

4、发回EPC号码后，进入Acknowledged状态，进一步可以响应Req_RN命令。

5、Access Password不为0才可以进入Open状态，在此进行读、写操作。

6、已知Access Password才可能进入Secured状态，进行读、写、锁定等操作。

7、进入到Killed状态的标签将保持状态不变，永远不会产生调制信号以激活射频场，从而永久失效。被灭活的标签在所有环境中均应保持Killed状态，上电即进入灭活状态。灭活操作不可逆转。

要使标签进入某一状态一般需要适当次序的一组合法命令，反过来各命令也只能当标签在适当的状态下才能有效，标签响应命令后也会转到其他状态。

Q3：命令分为哪几类？

A：从命令体系架构和扩展性角度，分为Mandatory（必备的），Optional（可选的）， Proprietary (专有的)和Custom（定制的）四类。

从使用功能上看，分为标签Select（选取），Inventory（盘点）和Access（存取）命令三类。

此外还为了以后命令扩展，预留了长短不同的编码待用。

 

*以上信息来源于网络，仅作学习只用。

如需更深入的技术支持或定制化解决方案，请联系我们的技术团队。