RFID系统的工作原理/分类/优势/应用领域

随着物联网技术的发展，越来越多的设备获得智能化升级，而对于物体和设备的识别、追踪，就需要用到RFID技术来实现。

RFID技术其实是指无线射频识别技术(Radio Frequency Identification)，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

一套完整RFID系统由读写器Reader与转发器Transponder两部分组成 ,其动作原理为由Reader发射一特定频率之无限电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将內部之识别代码ID Code送出，此时Reader便接收此ID Code。

RFID系统组成

01RFID系统工作原理

当电子标签处于阅读器的识别范围内时，阅读器发射特定频率的无线电波能量，电子标签将接收到阅读器发出的射频信号，并产生感应电流。借助该电流所产生的能量，电子标签发送出存储在其芯片中的信息。

图源：艾瑞咨询

这类电子标签一般称为无源标签或被动标签，或者由标签主动发送某一频率的信号到阅读器，这类电子标签一般称为有源标签或主动标签。阅读器接收到电子标签返回的信息后，进行解码，然后送至相关应用软件或者数据管理系统，进行数据处理。

02RFID产品分类

目前，根据RFID技术衍生的产品分为三大类：无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。

无源RFID产品

发展最早，是发展最成熟，市场应用最广的产品。例如公交卡、食堂卡、银行卡、宾馆门卡、二代身份证等，属于近距离接触式识别类。

有源RFID产品

是最近几年逐步发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间，在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域具有良好的市场潜力。

半有源RFID

也叫做低频激活触发技术，结合了有源RFID产品及无源RFID产品的优势：利用低频进行近距离精确定位，利用微波进行远距离识别和上传数据，短距离工作可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体; 长距离应用多见于交通场景，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。

半有源RFID集有源RFID和无源RFID的优势于一体，在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。

03RFID的七大优势

(1)读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上。

(2)识别速度快：标签一进入磁场，识别器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别。

(3)数据容量大：数据容量最大的二维条形码，最多也只能存储2725个数字;若包含字母，存储量则会更少;RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K。

(4)使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码。

(5)标签数据可动态更改：利用编程器可以写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间相比打印条形码更少。

(6)更好的安全性：不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性。

(7)动态实时通信：标签以与每秒50～100次的频率与识别器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。

04RFID技术在智能安防领域的应用

在智能化的发展趋势下，RFID技术正受到越来越多的关注并被更加广泛地应用。物联网技术与安防监控技术相结合，将不仅仅止于传统防盗报警层面。未来，RFID也将在门禁考勤、物品溯源、物体防盗、停车管理、车辆检测等方面获得更多的应用。

一、智慧交通

RFID技术目前在智能交通领域的重要应用为汽车电子标识，又称电子车牌，是一种将超高频无线射频识别技术与其他相关技术结合而形成的电子身份证。

汽车电子标识系统的普及应用可以实时精准监控城市交通数据，处理后的交通数据可以作为城市交通拥堵预判、交通规划方案制定。

基于RFID技术的汽车电子标识城市交通系统能够适应多种采集环境，可在低可见度、多车道车辆正常车速行驶的条件下准确进行识别，提升城市交通管理的实时性和准确性。

二、无人机管理系统

通过给无人机配备了一个微小的继电器，它像Wi-Fi中继器一样。无人机接收从远程RFID读取器发送的信号，然后转发它读取附近的电子标签。由于继电器很小，这意味着可以使用更小巧的无人机，可以使用塑料零件，可以适应较窄的空间，不会造成人身伤害的危险这样，不仅消除了额外的RFID读写器，还允许小型无人机与大型无人机做同样的工作。

RFID技术与无人机的结合可以管理库存和协调供应链，从仓库内部署射频识别中受益。RFID无人机帮助工作人员提高效率，降低劳动力成本，优化库存水平，跟踪资产。

三、门禁考勤

人员门禁考勤管理系统可集超高频RFID技术、图像识别技术、网络技术、视频采集技术等多种技术于一体，实现企业员工门禁、考勤一体化、数字化管理。具有照片智能比对功能，系统通过图像采集设备抓拍并储存人员刷卡时图像与系统数据库照片进行比对，成功杜绝员工代刷卡现象为企业合理进行考勤管理提供了最为可靠的数据支撑，并最大限度的提升了企业出入安全监管力度。

超高频RFID门禁管理系统由门禁机(集成了读写器、控制器)、识别卡、计算机、电磁锁组成。一般门禁系统的形式分为两种，一种是员工通过门禁系统的时候只需将身上佩戴的卡片(超高频RFID电子标签)对准门禁机的红外线射线，门就会自动打开。另外一种是超高频RFID超高频远距离门禁管理系统，通过安装超高频读写器及员工身上佩戴的超高频电子标签可以在整个通过的过程当中，门的开和关，及身份识别卡的读取完全智能化自动进行，无须工人进行操作，节约时间。

四、智慧停车

RFID智能停车场管理系统既保留了传统停车场管理系统的所有功能，又以原有收费介质为依托，对管理介质进行了改进。只需要车主办理一张RFID电子标签，贴在车牌或玻璃上。当车辆进入停车场时，系统自动摄取车辆图像，经计算机处理后得到车辆型号、牌照、颜色信息，并将这些信息与唯一的用户卡对应起来一同存入数据库中。当车辆驶离停车场时，用户卡、车牌号码或车辆图像等相关指标匹配后才能放行。

五、身份识别

RFID技术由于具有快速读取与难伪造性，所以被广泛应用于个人的身份识别证件中。如开展的电子护照项目、我国的第二代身份证、学生证等其他各种电子证件。

05RFID的应用情况

随着经济的高速发展，RFID在物流、身份识别、资产管理、交通等领域都将发挥越来越重要的作用。目前，RFID在金融支付占据21.2%的市场，这是中国RFID行业市场第一板块。其次在身份识别、交通管理和军事与安全的应用也占据了10%以上的市场份额。

06RFID市场规模

自2010年中国物联网发展被正式列入国家发展战略后，中国RFID及物联网产业迎来了发展机遇。2019年，中国整体宏观环境遇冷，市场增速下降，但整体仍保持增长趋势，市场规模约为1100亿元。2020年，基于RFID技术应用领域越发广泛，RFID市场规模将继续保持高速增长趋势，2020年末我国RFID市场规模突破1200亿元。预计2022年将进一步增长至1601亿元。

整体来看，未来我国RFID行业仍将保持较快发展。从国家政策导向来看，未来大力发展物联网的政策导向将推动RFID行业快速渗透应用于各行各业，如智能制造、物流标准化、智慧城市、智能交通及溯源体系等。

审核编辑：汤梓红