RFID是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得RFID技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在IBM公司提出的智慧地球和中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，又極大促進(jìn)了RFID功能。因此，RFID技術(shù)架起了數(shù)字世界和物理世界之間的橋梁，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。RFID雖然得到了巨大的發(fā)展，但對(duì)于遠(yuǎn)程的RFID還是存在著傳輸距離、防碰撞算法等一些問題。本文通過對(duì)RFID的相關(guān)概念和技術(shù)進(jìn)行分析，使人們更加全面的了解RFID，促使RFID技術(shù)有更好的發(fā)展和應(yīng)用。

　　1 遠(yuǎn)程RFID原理

　　1.1 遠(yuǎn)程RFID的組成

　　在探討遠(yuǎn)程RFID的原理之前，我們必須先要研究一下RFID的組成。RFID的系統(tǒng)包括以下3個(gè)部分：電子標(biāo)簽(TAG)、讀寫器(Reader)和計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用軟件。電子標(biāo)簽主要由內(nèi)置天線和電路芯片組成的，功能是與射頻天線之間完成通信;讀寫器主要由天線、控制單元、射頻收發(fā)前段和通信接口這四個(gè)部分組成的，主要功能是讀取或?qū)懭腚娮訕?biāo)簽的信息;計(jì)算機(jī)和應(yīng)用軟件的功能則是通過讀寫器的通信接口而連接外部計(jì)的算機(jī)，或者是連接上位機(jī)主系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。RFID系統(tǒng)組成。

　　1.2 遠(yuǎn)程RFID的工作原理

　　讀寫器(Reader)與電子標(biāo)簽(TAG)組成了應(yīng)答器(Transponder)，其工作原理是。Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。工作原理如圖2所示。

　　2 遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　目前無源遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)有兩種工作頻段UHF和2.45 GHz。無源超高頻系統(tǒng)的讀寫距離可以長(zhǎng)達(dá)十米以上，比2.45 GHz系統(tǒng)要遠(yuǎn)很多，因此已經(jīng)成為了遠(yuǎn)程識(shí)別系統(tǒng)的主流部分。其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

　　1)實(shí)時(shí)性：可以實(shí)時(shí)響應(yīng)，自動(dòng)讀出ID號(hào)，得到其信息;

　　2)防偽性：形成的微波標(biāo)示是不可偽造、更改和不可復(fù)制的;

　　3)聯(lián)網(wǎng)性：通過計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)物流進(jìn)行監(jiān)控;

　　4)準(zhǔn)確性：讀出信息的準(zhǔn)確率非常高，可以高達(dá)99.99%;

　　5)低成本：使用時(shí)，只需要數(shù)元;

　　6)可靠性：適應(yīng)惡劣環(huán)境條件，如：多塵、潮濕等;

　　7)壽命長(zhǎng)：使用時(shí)不需要電池，只需無源卡，并且終身免維修;

　　由于遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)采用的是無線傳輸模式，無線環(huán)境又極其復(fù)雜，因此有很多因素都會(huì)影響遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)讀寫距離，主要有如下幾方面：

　　1)影響射頻卡讀寫距離的因素是讀寫器的RF輸出功率、反射的能量和射頻卡的功耗、讀寫器的接收的能量和接收靈敏度;

　　2)影響上述指標(biāo)的是射頻卡天線的有效接收和反射截面積，讀寫器的接收天線有效面積;

　　3)在視場(chǎng)范圍同樣的條件下，當(dāng)頻率升高時(shí)，無源RFID系統(tǒng)的作用距離就會(huì)減小。

　3 遠(yuǎn)程RFID關(guān)鍵性技術(shù)

　　遠(yuǎn)程RFID系統(tǒng)采用的一種無線傳輸方式，在傳遞信息時(shí)是通過電磁波來發(fā)送和接收的。電磁波以天線為圓心，向周圍空間發(fā)射。發(fā)射過程中當(dāng)電磁波遇到不同目標(biāo)時(shí)，電磁波能量的一部分被目標(biāo)吸收，而另一部分會(huì)向各個(gè)方向，以不同的強(qiáng)度散射開。反射能量的一部分最終返回發(fā)射天線。采用反向散射調(diào)制的能量傳輸方式主要標(biāo)簽到閱讀器的能量傳輸和存在于閱讀器到標(biāo)簽的能量傳輸這兩個(gè)方向上。

　　1)閱讀器到標(biāo)簽的能量傳輸

　　當(dāng)距離閱讀器的距離為R的電子標(biāo)簽處的功率密度為公式(1)：

　　式中，PTX為讀寫器的發(fā)射功率，GTX為發(fā)射天線的增益，R是標(biāo)簽到讀寫器天線之間的距離，EIRP為天線的有效輻射功率，是指讀寫器發(fā)射功率和天線增益的乘積。

　　當(dāng)電子標(biāo)簽與發(fā)射天線兩部分的狀態(tài)最佳，同時(shí)極化方向匹配時(shí)，電子標(biāo)簽吸收的最大功率就會(huì)與閱讀器發(fā)射信號(hào)的功率的密度S成正比，如公式(2)：