摘要：现今的 NFC 产品已经包罗万象。 其中，电子支付系统（比如非接触式卡支付和电子钱包）应用最广。 EMV™ 非接触式支付标准提供了一种接近 NFC 支付设备的、快速、安全的交易方法。

射频识别（RFID）技术利用电磁场，自动识别和跟踪附在物体上的标签。 近场通信（NFC）标准以短距离 RFID 高频技术为基础，支持 13.56 MHz。

现今的 NFC 产品已经包罗万象。 其中，电子支付系统（比如非接触式卡支付和电子钱包）应用最广。 EMV™ 非接触式支付标准提供了一种接近 NFC 支付设备的、快速、安全的交易方法。

RFID，也称为非接触 IC卡或 ID标签，能够检测和识别特定目标，而无需与目标直接接触。RFID 20 世纪 80 年代起就开始使用，最初仅限于海上运输、交通信息系统及其它特殊应用。自 20 世纪 90 年代中期以来，RFID 体积加速小型化，现已得到了广泛使用，并且目前已经出现了一些定义 RFID 频率、通信方法和目的的标准。

RFID是什么技术？

RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即无线射频识别，实际上是自动识别技术 (AEI ， Automatic Equipment Identification) 在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

图 1. 简化的RFID系统

图 1 是一个简化的 RFID系统模型。阅读器 / 记录器中的环路天线通过电磁耦合与 RFID标签中的环路天线之间进行通信；阅读器 / 记录器输出射频信号，RFID标签通过环路天线来接收该信号。RFID 标签检测集成在 IC 芯片的检波器电路的直流信号，来获得能量并驱动 IC芯片。

阅读器 / 记录器和 RFID标签间的数据通信一般使用频率为 13.56 MHz 的 ASK调制。

评测 RFID标签

图 2. RFID标签的制造过程

图 2 显示了一个典型的卡片式 RFID标签制造流程。

首先在卡片上通过印刷或其他方式形成环路天线，随后将IC 芯片和片状电容器安置在同一个卡片上。卡上的电容器也可以通过印刷方式来制作。最后，对该标签进行封装，测试和装运。

图 3 显示了一个完整的 RFID电路图。

通常来讲，RFID标签包括一个L-C-R 并联电路 (其中“L”表示环路天线，“C”表示片状电容器，“R”表示 IC 芯片）。RFID标签的谐振频率 f0可用公式 1/（2π√LC) 来计算。如果 RFID标签的谐振频率接近 13.56 MHz，表示 RFID标签能够与阅读器/记录器保持良好的通信。验证整个标签的谐振频率是否为 13.56 MHz 是非常重要的。同时，验证 L 和 C 元器件的特性也有助于提高整个 RFID标签的产量。

另一个需要考虑的是谐振曲线的尖锐程度 (通信带宽)，通信带宽由 IC芯片的 R 值或环路天线的寄生电阻 R 值来确定。

当调制信号带宽过宽时，谐振曲线的尖锐程度过高，使通信难以进行；而另一方面，谐振的尖锐程度过低又会导致通信距离特征恶化。因此，必须全面地测量完整标签的谐振特征，并且逐步地测量电阻值，才能帮助改善 RFID 标签的通信性能。

RFID 技术应用有哪些呢？下面作一个简单的介绍：

1. 军事物流系统

RFID 技术源于美国，早在二战期间，就用于飞机的敌我识别，在最近几年的局部战争中， RFID 技术已经成功地应用于美军后勤的物流管理，无论是在物资定购中、运输途中、还是在某个仓库存储中，通过该系统，各级指挥人员都可以实时掌握物流所有信息。 RFID接收发送装置通常安装在运输线检查站以及仓库、车站、码头、机场等关键节点上。接收装置收到 RFID标签信息后，连同接收地的位置信息，传送给后勤调度管理中心，同时存入中心信息数据库。今年，美国国防部要求其主要供应商在 2005 年前所有交付的货物都必须有 RFID标签。

RFID技术作为一种自动识别系统，它通过非接触的射频信号自动识别目标并采集数据，可识别高速运动目标并可同时识别多个目标，无须人工干预，操作快捷方便，可适应各种恶劣环境。无论军用物资处于采购、运输、仓储、使用、维修的任何环节，各级指挥人员都可以实时掌握其信息和状态。 RFID 可以极快的速度在读写器和电子标签之间采集和交换数据；具有智能读写及加密通信的能力，世界唯一性密码，极强的信息保密性，这对于军事物流要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。因此，大力推广 RFID技术在军事物流系统的应用是非常紧迫和必要的。

2. 门禁保安

将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成 ID 卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。

公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合 GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。

3. 汽车防盗

这是 RFID技术较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅 45~55cm 以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效 ID 号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效 ID 号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。

4.电子物品监视系统

电子物品监视系统 (Electronic Article Surveillance) 的目的是防止商品被盗。 ( 即开或关 ) 的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡 ( 典型的是在服装店里 ) ，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。

RFID 系统主要由三部分组成：应答器，也称为 “标签”，它能提供目标的跟踪数据；收发信机，也称 “阅读器”，它从标签收集信息并将其传送到网络进行跟踪；以及天线，使收发信机能够从标签读取数据。RFID 系统在开发过程中面临着诸多挑战，包括元器件的互操作性，以及与最终使用环境有关的技术问题，例如标识目标与阅读器的接近度、需要跟踪目标的时间长度、国家或地区的无线规范，以及可能影响系统的环境条件，例如温度和湿度。是德科技为元器件的建模、开发和测试提供了十分广泛的工具，另外还提供了必要的测量工具，以确保特定天线设计与要标识的材料正确匹配。

介绍RFID 工作原理

完整的 RFID系统需要具备有两种关键能力，首先是自动识别、数据读写能力；然后是能满足数据存储和数据转换的数据处理能力。 对于 RFID 系统测试来说，我们关注的主要是组成 RFID 系统的三个基本部件：

1) 电子标签 ( 射频卡 )

一般由芯片以及耦合元器件组成，芯片上有 EEPROM 用来储存识别码或其它数据，标签内含有内置天线，主要功能是完成与读写器的通信。与条码、磁卡、 IC 卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

按照能量供给方式的不同， RFID 标签可以分为被动标签，半主动标签和主动标签，其中半主动标签和主动标签中芯片的能量由电子标签所附的电池提供，主动标签可以主动发出射频信号。按照工作频率的不同， RFID 标签可以分为低频 (LF) 、高频 (HF) 、超高频 (UHF) 和微波等不同种类。不同频段的 RFID 工作原理不同， LF 和 HF 频段的 RFID 电子标签一般采用电磁耦合原理，而 UHF 及微波频段的 RFID 一般采用电磁发射原理。

2) 读 / 写器 ： 读取标签信息的设备

RFID 读写器的任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。

在多数 RFID 系统中，读写器在一个区域内发射电磁波 ( 区域大小取决于工作频率和天线尺寸 ) 。卡片内有一个 LC 串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下， LC 谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到 2V 时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过 RS232 、 RS422 、 RS485 或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的 RFID 产品就是一种非接触的 IC 卡，而复杂的 RFID 产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与 GPS 系统连接来跟踪物体。

3) Antenna 天线

天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。天线按工作频段可分为长波、短波、超短波以及微波天线等；按方向性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。在 RFID 系统中，天线分为标签天线和读写器天线两种情况，当前的 RFID 系统主要集中在 LF 、 HF (13.56MHz) 、 UHF 和微波频段。天线的原理和设计在 LF 、 HF 和 UHF 频段有根本上的不同。实质上，由于在 LF 和 HF 频段系统近场区并没有电磁波的传播，因此天线的问题主要集中在 UHF 和微波频段。

读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码 等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和 解码 然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

RFID关键技术

RFID技术在很多领域已经有了许多实际应用，共性的技术已经趋于成熟，但现阶段主要的关键技术有：

对 RFID系统的性能评估 ， 最主要的就是读写距离这个参数。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、读写器的 RF 输出功率、读写器的接收 灵敏度 、射频卡的功耗、天线及谐振电路的 Q 值、天线方向、读写器和射频卡的耦合度等等。

“在无源射频识别(RFID)系统中RFID阅读器可将射频信号传输至RFID标记(tag)，该标记包括天线和集成电路芯片。通过将发射的射频信号转换为直流电来给该芯片供电，而且从标记至阅读器的通信以射频反向散射的形式进行。因此，芯片通过以系统数据速率改变标记天线的负载阻抗来产生响应。改变负载可使该天线的反射性质发生变化。然后，阅读器可将这些细小变化识别为标记数据并恢复该标记ID。

但是，由于在反向散射操作中，阅读器正在传输连续波(CW)信号，所以周围环境中的其他变化也可能会对载波产生调制作用。由电子镇流器驱动的荧光灯(EBFL)可能会在无意间调制射频信号，并影响阅读器对UHFRFID标记反向散射信号的接收。

如本应用指南所述，确定荧光灯是否正在影响RFID系统，最有效的方法便是使用手持式频谱分析仪(HSA)来测量RFID系统。这将通过测量以下两种条件中的频谱来实现：一个是关闭荧光灯，一个是打开荧光灯。”

“无线射频识别（RFID）标签的共振频率是决定标签和读取器之间有效通讯距离的关键因素。使用频谱分析仪您可轻而易举地量测RFID标签的共振频率。"

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来源：鼠meme