RFID与物联网究竟是怎样的关系

如果要用一句话概括，我认为，RFID是物联网的基础技术之一。
详细的，我们分别展开来说：
1RFID是什么？
我们按最通俗的来说。
首先，RFID显然是一个英文词组的简写，我们找到它的原词，是Radio Frequency Identification，即射频识别。
这里的RFID，显然是指一种技术。
通过查阅资料可知，这种技术又称无线射频识别，是一种通信领域的技术，其特点是：可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。这个特点简单来说就是：可以无接触传输数据，而且这种数据是一种身份标识，而且不仅仅是可以读数据，甚至可以写数据。
2物联网又是什么？
从字面上来看，物联网就是“万物相连的网络”。如果觉得有点莫名，看看它的英文，估计就明白了，它的英文是：Internet of things（简写为IoT），即事物间的网络。
具体来说，物联网就是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
其核心思想是信息共享和智慧（智能）处理信息。
智能信息处理的前提是实现信息共享，信息共享的前提是拥有（或者说已经收集了）信息。
RFID（射频识别）技术显然是重要的支撑。
所以，显而易见，RFID是物联网的基础技术之一。
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物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业的又一次革命。2005年11月国际电信联盟（ITU）发布了《国际电信联盟互联网报告2005：物联网》，将物联网定义为“把任何物品通过信息传感设备（如RFID）与互联网连接起来，进行信息交换和通信，可实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。”
物联网将作为物理世界与虚拟世界的桥梁，实现物物相连、物人相连，使人力得以解放，管理更加智能。为了达成这样的效果，物联网须具备3大功能：全面感知、可靠传递、智能处理。
RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。集体积小、安装方便、读取无须接触、无须人工干预、可识别高速物体可识别多个标签等优点于一身。
相比传统的条形码、二维码，RFID具有明显优势。国际电信联盟已经将射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术行列。

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术（以下通称RFID技术）。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。随着相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。因此，研究RFID技术，发展RFID产业对提升社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远影响，具有战略性的重大意义。
RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别，但是由于技术和成本原因，一直没有得到广泛应用。近年来，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。
RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。一些国家和国际跨国公司都在加速推动RFID技术的研发和应用进程。在过去十年间，共产生数千项关于RFID技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。
按照能量供给方式的不同，RFID标签分为有源、无源和半有源三种；按照工作频率的不同，RFID标签分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波频段（MW）的标签。目前国际上RFID应用以LF和HF标签产品为主；UHF标签开始规模生产，由于其具有可远距离识别和低成本的优势，有望在未来五年内成为主流；MW标签在部分国家已经得到应用。中国已掌握HF芯片的设计技术，并且成功地实现了产业化，同时UHF芯片也已经完成开发。
目前RFID标签天线制造以蚀刻/冲压天线为主，其材料一般为铝或者铜，随着新型导电油墨的开发，印刷天线的优势越来越突出。RFID标签封装以低温倒装键合工艺为主，也出现了流体自装配、振动装配等新的标签封装工艺。中国低成本、高可靠性的标签制造装备和封装工艺正在研发中。
RFID读写器产品类型较多，部分先进产品可以实现多协议兼容。中国已经推出了系列RFID读写器产品，小功率读写模块已达到国外同类水平，大功率读写模块和读写器片上系统（SoC）尚处于研发阶段。
在应用系统集成和数据管理平台等方面，某些国际组织提出基于RFID的应用体系架构，各大软件厂商也在其产品中提供了支持RFID的服务及解决方案，相关的测试和应用推广工作正在进行中。中国在RFID应用架构、公共服务体系、中间件、系统集成以及信息融合和测试工作等方面取得了初步成果，建立国家RFID测试中心已经被列入科技发展规划。
中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份z和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。
详细资料建议你看一下2006年6月9日 中华人民共和国科学技术部等十五部委《中国射频识别(RFID)技术政策 白皮书》。当前发展趋势可以看一下2009年11月9日发布的《《中国射频识别（RFID）技术与应用发展报告》（蓝皮书）

物联商业网提到：物联网的起源是RFID技术。首先是我们信息化的时代变革，物联网是信息化发展的一个必然结果。有一个普遍接受的观点：计算机模式每个15年发生一次变革，人们把它称为“十五周期定律”，这一判断跟摩尔定律一样准确。1965年以后出现以系统性为特征的大型机时代，1980年以后是以独立性为特征的个人机时代，1995年以后是以共同性为特征的互联网时代；2010年以后将是以拟人性为特征的物联网时代。

现状：我国已形成基本齐全的物联网产业体系，部分领域已形成一定市场规模，网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小，传感器、RFID等感知端制造产业、高端软件和集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模，但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。

我国已形成了较完整的敏感元件与传感器产业，产业规模稳步增长。我国形成了RFID低频和高频的完整产业链以及以京、沪、粤为主的空间布局，2009年市场规模达到85亿元并成为全球第3大市场。我国仪器仪表产业连续多年实现20%以上的增长，2009年产值超过5000亿元，企业数量为5000多个，小型企业数量占比达到90%。

在物联网网络通信服务业领域，我国物联网M2M网络服务保持高速增长势头，目前M2M终端数已超过1000万，年均增长率超过80%，应用领域覆盖公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫生、教育文化、旅游等多个领域，未来几年仍将保持快速发展，预计“十二五”期间将突破亿级。三大电信企业在资源配置方面积极筹备，加紧建设M2M管理平台并推出终端通信协议标准，以推进M2M业务发展。国内通信模块厂商发展较为成熟，正依托现有优势向物联网领域扩展。国内M2M终端传感器及芯片厂商规模相对较小，处于起步阶段。尽管我国在物联网相关通信服务领域取得了不错的进展，但应在M2M通信网络技术、认知无线电和环境感知技术、传感器与通信集成终端、RFID与通信集成终端、物联网网关等方面提升服务能力和服务水平。

在物联网应用基础设施服务业领域，虽然不是所有云计算产业都可纳入物联网产业范畴，但云计算是物联网应用基础设施服务业中的重要组成部分，物联网的大规模应用也将大大推动云计算服务发展。国内云计算商业服务尚在起步，SaaS已形成一定规模，而真正具有云计算意义的IaaS和PaaS商业服务还未开展。目前，我国在云计算服务的基础设施（IDC中心）建设、云计算软硬件产业支持和超大规模云计算服务的核心技术方面与发达国家存在差距。云安全方面，我国企业具有一定的特点和优势。随着物联网应用的规模推进、互联网快速发展和国家信息化进程的不断深入，我国云计算服务将形成巨大的市场需求空间，“十二五”期间将呈现快速发展态势。

在物联网相关信息处理与数据服务业领域，信息处理与数据分析的关键技术主要是数据库与商业智能。我国数据库产业非常薄弱，知名企业只有三四家，只占国内市场10%左右的份额。商业智能（BI）领域我国虽然技术相对落后，但已形成了一定规模，国内现有BI厂商有近500家，但高端市场仍由国际厂商垄断。整体而言，我国拥有自主知识产权的数据库产品、BI产品和掌握关键技术的软件企业少，产业链不完整，缺乏产品线完整、软硬结合、竞争力强的国际企业。

1 RFID原理—简介

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是电磁理论。它通过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， *** 作快捷方便。

埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID自动识别技术是一种突破性的技术："第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体;第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息;第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。"

2 RFID原理—组成

最基本的RFID系统由电子标签、读写器和计算机网络等这三部分组成构成。

1) 电子标签(Tag)：电子标签包含电子芯片和天线，天线在标签和读取器间传递射频信号，电子芯片用来存储物体的数据，天线用来收发无线电波。

电子标签按供电方式分为无源电子标签、有源电子标签和半有源电子标签三种：

• 无源电子标签：标签内部没有电池，其工作能量均需阅读器发射的电磁场来提供，重量轻、体积小、寿命长、成本低，可制成各种卡片，是目前最流行的电子标签形式。其识别距离比有源系统要小，一般为几米到十几米，而且需要较大的阅读器发射功率。

• 有源电子标签：通过标签内部的电池来供电，不需要阅读器提供能量来启动，标签可主动发射电磁信号，识别距离较长，通常可达几十米甚至上百米，缺点是成本高寿命有限，而且不易做成薄卡。

• 半有源电子标签：内有电池，但电池只对标签内部电路供电，并不主动发射信号，其能量传递方式与无源系统类似，因此其工作寿命比一般有源系统标签要长许多。

2) 读写器(Reader)：利用射频技术读写电子标签的设备，读写器接收电子标签的数据信息，并将其传送给外部主机。

3) 计算机网络(Computer)：读写器通过标准接口与计算机网络连接，计算机网络完成数据的处理、传输和通信的功能。

3 RFID原理—工作原理

射频识别系统的基本模型如下图所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。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、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。

RFID系统的基本工作流程是：阅读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阅读器，阅读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。

发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。

1) 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，如右图A所示。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。典型的工作频率有：125kHz、225kHz和1356MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。

2) 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，如图所示。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。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，245GHz，58GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。

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