在本文中，我們將解答關于 RFID 的常見問題，包括 RFID 是什么、工作原理、具體用途等內容，幫助初學者快速入門。
通過為物品粘貼 RFID 標簽，能夠自動且唯一地識別和追蹤庫存與資產。RFID 讀寫器通過天線發送無線電波信號，信號覆蓋范圍內的 RFID 標簽接收信號后，標簽中的天線將射頻信號轉化為電能，為芯片供電。芯片中存儲的唯一識別信息，會通過天線以射頻信號的形式傳回給讀寫器。即便兩個物理外觀完全相同的物品，也能通過讀取標簽輕松區分。與傳統自動識別技術相比，RFID 無需視線接觸即可讀取，部分類型的讀取距離可達 30 米以上。該技術最早可追溯至二戰時期，當時用于識別敵我飛機。隨著技術發展，RFID 系統部署成本不斷降低，應用也更加廣泛。
RFID 的應用場景極為豐富，涵蓋從庫存管理到供應鏈管理等各個領域，還能根據特定需求進行個性化應用，如 IT 資產追蹤、布草管理、租賃物品追蹤等。其核心優勢在于能快速、高效地唯一識別每一個物品，典型應用場景包括：
（1）比賽計時
（2）供應鏈管理
（3）藥品追蹤
（4）庫存管理
（5）IT 資產管理
（6）洗衣和紡織品追蹤
（7）文件追蹤
（8）可回收運輸容器追蹤
（9）活動與人員追蹤
（10）出入口門禁
了解 RFID 技術時，其頻率類型是關鍵要點。RFID 主要有三種頻率類型，不同頻率的讀取距離和適用場景各不相同。在電磁頻譜中，RFID 使用的頻段主要分為以下三類：
（1）低頻（LF RFID）
（2）高頻（HF RFID）
（3）超高頻（UHF RFID）
（1）頻率范圍（常規）：30 - 300 kHz
（2）主要頻率范圍：125 - 134 kHz
（3）讀取距離：接觸到約 10 厘米
（4）每個標簽的平均成本：相對較高
（5）典型應用：動物追蹤、門禁控制、汽車鑰匙感應器、含有大量液體或金屬的場景
（6）優點：在液體和金屬環境下表現良好，具備全球標準
（7）缺點：讀取距離極短、內存容量有限、數據傳輸速率低、生產成本較高
（1）主要頻率范圍：13.56 MHz
（2）讀取距離：近距離接觸至 30 厘米
（3）每個標簽的平均成本：適中
（4）典型應用：DVD 自助機、圖書館圖書、個人身份證、撲克牌 / 游戲籌碼、NFC 應用
（5）優點：支持 NFC 全球協議、可選內存容量較大、具備全球標準（6）缺點：讀取距離短、數據傳輸速率低
（1）頻率范圍（常規）：300 - 3000 MHz
（2）主要頻率范圍：433 MHz，860 - 960 MHz
（3）超高頻 RFID 分為兩種類型：主動式（Active RFID）和被動式（Passive RFID）
（1）主要頻率范圍：433 MHz（也可使用 2.45 GHz，屬極高頻范圍）
（2）讀取距離：30 米 - 超過 100 米
（3）每個標簽的平均成本：較高
（4）典型應用：車輛追蹤、汽車制造、礦業、建筑工地、資產追蹤、集裝箱追蹤、建筑工具管理
（5）優點：讀取距離極遠、基礎設施成本較低（相較于被動式 RFID）、內存容量大、數據傳輸速率高
（6）缺點：標簽成本高、有電池限制運輸、軟件系統較復雜、易受金屬和液體干擾、缺乏統一的全球標準
（1）主要頻率范圍：860 - 960 MHz
（2）讀取距離：接觸至約 25 米
（3）每個標簽的平均成本：較低
（4）典型應用：制造業、醫藥追蹤、自動收費、庫存管理、比賽計時、資產追蹤、供應鏈管理、IT 資產管理、工具追蹤、布草追蹤、圖書館管理、門禁控制、用戶體驗優化
（5）優點：讀取距離長、標簽成本低、標簽形狀和尺寸多樣、具備全球標準、數據傳輸速率高（6）缺點：設備成本高、內存容量中等、易受金屬和液體干擾
被動式 RFID 的主要子頻段雖然 860 - 960 MHz 這一較寬的頻率范圍被公認為超高頻（UHF）被動式 RFID 的 “全球標準”，但由于其較晚普及，最終被進一步細分為兩個主要子頻段：
（1）865 - 868 MHz：ETSI 標準（歐洲），歐洲電信標準協會（ETSI）規定，為避免干擾其他無線通信形式，RFID 設備和標簽只能使用該頻段。
（2）902 - 928 MHz：FCC 標準（北美），美國聯邦通信委員會（FCC）規定 RFID 標簽和設備僅可在該頻段內運行 。
許多國家的 RFID 頻段標準要么采納 ETSI 或 FCC 標準，要么基于這兩個頻段子集制定本地標準。同時，各國還會對最大輻射功率、是否要求跳頻、是否必須申請許可等細節進行管控，使用前需詳細了解相關地區的具體規范。
盡管每個 RFID 系統在設備類型和復雜程度上存在差異，但傳統的（固定式）RFID 系統至少包含以下四個基本組件：
（1）讀寫器（Reader）：負責與 RFID 標簽進行通信。
（2）天線（Antenna）：用于發射和接收射頻信號。
（3）標簽（Tag）：貼附在物品上，存儲物品相關信息。
（4）連接線纜（Cables）：實現設備間的信號傳輸。
如果系統采用移動式、手持式或 USB 型 RFID 讀寫器等集成式設備，讀寫器、天線和線纜通常集成在一個設備中。更復雜的 RFID 系統還可能包含多端口讀寫器、天線切換器、GPIO 擴展盒、輔助功能設備（如報警燈）等，并搭配多個天線和連接線纜，同時需要完整的軟件系統支持。
以常見 RFID 標簽為例，其最基礎的結構包括兩個部分：
（1）天線：用于發送和接收信號。
（2）芯片（又稱集成電路 IC）：用于存儲標簽 ID 及其他信息。
RFID 標簽通常貼附在物品表面，借助 RFID 讀寫器和天線實現物品的自動識別和跟蹤。多數 RFID 標簽為無源標簽（除非標注為主動式或 BAP 標簽），無源標簽通過讀取器發出的射頻信號獲取能量。當標簽接收到讀寫器信號時，能量經內部天線傳輸至芯片，芯片被激活后將信息調制并發送回讀寫器。
RFID 芯片一般包含四個存儲區：
（1）EPC 區：可寫入識別信息（如編碼）。
（2）TID 區：存儲標簽出廠信息和唯一 ID，不可更改。
（3）用戶區（User）：可存儲附加數據。
（4）保留區（Reserved）：用于特殊操作，如鎖定標簽、擴展 EPC 長度等 。
市面上的 RFID 標簽種類繁多，在形狀、尺寸上各不相同，以適配各種應用場景、材質表面及環境條件。選擇合適的標簽，是確保讀寫性能的關鍵。
由于 RFID 應用場景豐富多樣，RFID 標簽也有多種分類方式。其中一種常見分類是軟標簽（Inlay）與硬標簽（Hard Tag）：
（1）軟標簽（Inlay）：價格較低。
（2）硬標簽（Hard Tag）：更堅固耐用，抗候性強，價格相對較高。
此外，標簽還可按以下維度分類：
（1）外形類別：軟標簽（Inlay）、標簽紙（Label）、卡片（Card）、胸卡（Badge）、硬標簽（Hard Tag）。
（2）頻率類型：低頻（LF）、近場通信（NFC）、高頻（HF）、超高頻無源（UHF Passive：902–928 MHz、865–868 MHz 或 865–960 MHz）、BAP 標簽、主動標簽（Active） 。
（3）環境適應性：防水、耐磨、耐高低溫、耐化學腐蝕。
（4）可定制性：外形、尺寸、印刷內容、編碼方式。
（5）特定功能 / 應用：洗衣標簽、帶傳感器標簽、可嵌入式標簽、可高溫高壓消毒標簽、車輛標簽、大容量存儲標簽。
（6）特定表面材料：金屬表面專用標簽、玻璃表面標簽、適用于液體容器的標簽。
RFID 讀寫器是 RFID 系統的核心組件，也被稱為詢問器，通過發射和接收無線電波與 RFID 標簽進行通信。
根據移動性和靈活性，RFID 讀寫器通常分為三種類型：
1. 固定式讀寫器（Fixed RFID Readers）：安裝在固定位置，如墻面、桌面、門禁通道等。多數固定讀寫器具備外部天線接口，可連接 1 至 8 個天線，配合多路復用器甚至可連接多達 64 個天線。所需天線數量取決于應用場景的覆蓋需求，例如文件進出管理可能一個天線即可滿足，而比賽終點識別等需要廣覆蓋的場景，則通常需要多個天線。
2. 移動式讀寫器（Mobile RFID Readers）：屬于手持設備，靈活性高，可隨時讀取標簽并與主機或智能終端通信。大多為無線設備，依靠電池供電，通過 Wi-Fi 或藍牙傳輸數據。主要分為帶有內置計算機的移動終端，以及通過藍牙或輔助接口與手機 / 平板配合使用的手柄式讀寫器 。
3. USB 讀寫器（USB Readers）：是介于固定與移動之間的特殊類型，連接電腦使用，無需外接電源，比傳統固定讀寫器更靈活，常用于桌面場景，適合對單個 RFID 標簽的讀取與寫入操作。
此外，集成式讀寫器是固定或移動讀寫器中的一個子集。多數移動讀寫器為集成式，部分固定讀寫器也具備集成式設計。集成式讀寫器內置天線，無需外接天線，外觀較為美觀，適用于室內、低流量標簽的應用環境。
RFID 讀寫器還可按以下維度分類：
（1）頻率范圍：美國 / FCC 902 – 928 MHz、歐洲 / ETSI 865 – 868 MHz。
（2）連接方式：Wi-Fi、藍牙、以太網 LAN、串口、USB、輔助接口。
（3）可用功能 / 拓展模塊：HDMI、GPS、攝像頭、GPIO、1D/2D 條碼識別、蜂窩通信等。
（4）處理能力：帶本地處理功能、無本地處理功能。
（5）供電方式：電源適配器、PoE 以太網供電、電池、車載供電、USB。
（6）天線端口數量：無外接端口、1 口、2 口、4 口、8 口、16 口等。
選擇 RFID 讀寫器時，可參考以下關鍵問題：
1. 所需的讀取距離是多少？
2. 應用環境是否存在極端條件，如高溫、嚴寒、潮濕或沖擊？
3. 是否需要將讀寫器接入網絡？
4. 讀寫器的安裝位置是固定的，還是用于移動設備（如車載）？
5. 讀寫器是否需要具備移動性？
6. 預計有多少個讀取點或讀取區域？
7. 一次需要讀取多少個標簽？
8. 標簽通過讀取區域的速度如何，是緩慢移動的傳送帶還是快速移動的傳送帶？
RFID 天線是 RFID 系統的重要組成部分，負責將 RFID 讀寫器發出的信號轉換為射頻（RF）波，以便被 RFID 標簽接收。無論是集成在讀寫器內部還是作為外部組件，缺少天線，讀寫器都無法與標簽正常通信。與 RFID 讀寫器不同，RFID 天線被稱為 “啞設備”，因其本身無法通電或存儲電能，也不具備計算能力。讀寫器將能量傳輸給天線后，天線生成射頻場，并將信號發送到附近的標簽。天線將能量以特定方向有效傳播的能力被稱為 “增益”，增益越高，天線產生的射頻場越強、傳輸距離越遠。
RFID 天線最常見的分類方式基于其發射射頻波的 “極化方式”：
（1）線極化（Linear Polarization）天線：以水平或垂直平面傳播射頻波。使用時，極化方向對讀取距離影響顯著，需使天線與 RFID 標簽的極化方向匹配，才能最大化讀取距離。例如，垂直線極化天線搭配水平放置的標簽，讀取距離會大幅縮短。標簽極化方向通常可通過觀察天線放置方向判斷，標簽較長的一邊代表極化方向。雖然不同產品極化方向不同，但安裝時可通過旋轉天線或標簽來匹配。
（2）圓極化（Circular Polarization）天線：以旋轉的方式在水平和垂直平面之間傳播射頻波，對 RFID 標簽朝向的兼容性更好，即便標簽朝向不同也能可靠讀取。但由于能量分散在兩個方向，在相同增益下，其讀取距離比線極化天線短。
RFID 天線還可按以下維度分類：
（1）頻率范圍：美國 / FCC 902–928 MHz，歐洲 / ETSI 865–868 MHz，全球通用 860–960 MHz。
（2）適用環境：室內（IP 防護等級），室外（IP 防護等級）。
（3）讀取距離：近距離（近場），遠距離（遠場）。
（4）安裝方式：貨架型、地面型、面板型、門禁型。
微信二維碼