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RFID（射频识别）系统的组成

射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是阅读器，二是电子标签（或称射频卡、应答器等，本书统称为电子标签）。另外还应包括天线，主机等，如下图所示。

▲RFID系统组成

RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工作原理来看，系统一般都由信号发射机、阅读器、发射接收天线几部分组成。

1、信号发射机

在RFID系统中，信号发射机为了不同的应用目的，会以不同的形式存在。典型的形式是标签（TAG）。标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息，另外，与条码不同的是，标签必须能够自动或在外力的作用下，把存储的信息发射出去。

2、阅读器

在RFID系统中，信号接收机一般叫做阅读器。根据支持的标签类型的不同与完成功能的不同，阅读器的复杂程度也是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外，阅读器还提供复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中除了存储需要传输的信息外，还必须含有一定的附加信息，如错误校验信息等。数据信息和附加信息按照一定的结构编织在一起，并按照特定的顺序向外发送。阅读器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。一旦到达阅读器的信息被正确地接收和译解后，阅读器通过特定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次，或者停止发送信号，这就是“命令响应协议”。使用这种协议，即便在很短的时间、很小的空间阅读多个标签，也可以有效地防止“欺骗问题”的产生。

3、编程器

只有可读／写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般是离线（OFF－LINE）完成的，也就是预先在标签中写入数据，等到开始应用时直接把标签贴附在被标识项目上。也有一些RFID应用系统，写数据是在线（ON－LINE）完成的，尤其是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时。

4、天线

天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中，除了系统功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收，需要专业人员对系统的天线进行设计、安装。

5、电子标签

电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。电子标签除了具有数据存储量、数据传输速率、工作频率、多标签识读特征等参数之外，还根据其内部是否需要加装电池及电池供电的作用而将电子标签分为有源电子标签、无源电子标签和半无源电子标签。

电子标签依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特殊用途的异形标签等。RFID阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。

电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合，如下图所示。

▲RFID系统结构图

在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。发生在RFID阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：电感耦合—变压器模型通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律；电磁反向散射耦合—雷达原理模型发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统，识别作用距离小于1m。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。

RFID阅读器（Reader）的主要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他相关信息传输到主机以供处理。根据应用不同，阅读器可以是手持式或固定式。当前阅读器成本较高，而且大多只能在单一频率点工作。未来阅读器的价格将大幅降低，并且支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。

RFID应用支撑软件除了标签和阅读器上运行的软件外，介于阅读器与企业应用之间的中间件是其中的一个重要组成部分。该中间件为企业应用提供一系列计算功能，在电子产品编码（ElectronicProductCode，EPC）规范中被称为Savant。其主要任务是对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集和计算，减少从阅读器传往企业应用的数据量。同时Savant还提供与其他RFID支撑系统进行互操作的功能。Savant定义了阅读器和应用两个接口。

用户可以根据工作距离、工作频率、工作环境要求、天线极性、寿命周期、大小及形状、抗干扰能力、安全性和价格等因素选择适合自己应用的RFID系统。