物联网的核心技术RFID技术是怎么构成的

RFID作为物联网的关键技术之一，自二战时期萌芽，至今已经发展了近90年。随着技术的成熟和普及，RFID必将与市场需求的不断增加而发展壮大。

很多人对于物联网行业的认知都是基于传感网，也就是传感器。其实如果广义来看，大传感技术目前在行业里更多的应用是来自RFID技术的普及和应用的。甚至可以毫不夸张地说，RFID相关的应用就在你我他身边，每个人都离不开它!如今，越来越多的需求使得RFID技术进入大爆发!

在商业上的应用，沃尔玛当之无愧是RFID技术在零售和物流业部署的鼻祖，对RFID技术的大力推广也是功不可没。

沃尔玛的目标是要能够跟踪到所有的货物。大约从2000年前后，经过5年时间，沃尔玛完成了5个分销中心的部署工作，只占既定目标的一半还不到。在当时成本昂贵、技术和标准不统一的背景下，沃尔玛依然坚持投入、推广供应商一同加入部署。在推广部署RFID的路途上，沃尔玛可谓孜孜不倦的“教育”着合作伙伴，更重要的是，沃尔玛始终坚信RFID技术会带来更多商业利益。

这就是RFID基于物品追踪，到物品管理，再到实现电子信息化的物流管理体系。

沃尔玛随后还和其他早期采用者一起，帮助制定了现在的ISO 18006-C标准和“第二代”标签扫描器标准。

据Sanford C.Bernstein公司的零售业分析师估计，通过采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。

不过也有一些分析师认为83亿美元这个数字过于乐观。但毫无疑问，RFID有助于解决零售业两个最大的难题：

商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品)，而单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元。

研究机构估计，通过RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。无独有偶，其实现在我们常说的物联网概念的起源就是源自于凯文·阿斯顿当年在宝洁公司负责连锁超市里的口红盘点，为了更好地解决口红的追踪管理问题，后来与MIT 组织了一个专门的研发中心，就是研究这个项目为主要的方向。

当然，追溯历史，美军又是RFID技术最早的推动者。早在二战时期，美国空军和海军都面临着在陆地、海上和空中对敌我目标识别的问题，为此开发出了”敌我识别系统”，这便是早期RFID技术的萌芽。

到了60年代后期，出现一些稍微简单的商用RFID系统，主要用于仓库、图书馆等物品安全和监视。这种早期的商用RFID系统被称为1bit标签系统，相对容易构建、部署和维护，。

但这种1bit系统只能检测被标识的目标是否在场，无法有更大的数据容量，甚至不能区分被标识目标之间的差别。因此，早期的1bit只能作为简单的检测用途。

到了90年代，道路电子收费系统在大西洋沿线得到了广泛应用，这些系统提供了更完善的访问控制特征，因此它们集成了支付功能，也成为综合性的集成RFID应用的开始。我们今天大量使用的电子不停车收费系统，就是ETC系统，核心原理就是RFID 技术。

那么RFID技术是怎么构成的呢?

RFID首先可简单分为硬件层和软件层。

硬件层为：电子标签(Tag)和读写器(Reader&Writer);软件层为数据交换和管理系统。

电子标签(Tag)主要由上天线、耦合元件和集成芯片组成。每个电子标签都具有唯一的电子编码，通过电磁波与读写器进行数据交换，具有智能读写和加密通信功能。

读写器主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路组成。数据交换和管理系统主要是把数据信息进行搜集、存储、管理和进一步处理，为用户使用。以及对电子标签进行读写控制。

另外，RFID技术的基本工作原理其实也不复杂：读写器将要发送的射频信号，经编码后加载到高频载波信号上，再经天线向外发送。

进入读写器工作区域的电子标签接收此信号，卡内芯片的有关电路对此信号进行倍压整流、调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断，电子标签再根据命令进行处理。

RFID技术核心是什么?

答案是芯片!RFID 看上去很简单，但是RFID 芯片无疑是核心技术!

RFID芯片分为标签芯片和读写器芯片。标签芯片集成了除标签天线及匹配线以外的所有电路，包括射频前端、模拟前端、数字基带和存储器单元等模块。对芯片的基本要求是轻、薄、小、稳定性高和价格低。

在国内，本土厂商也已有能力自行研发生产低频、高频段芯片，在小体积、低功耗上也都取得了一定的成果，且价格相较国外厂商有约30%以上的价格优势。

另外，作为信号传送的载体，RFID 天线的重要性不言而喻。天线也分为标签天线和读写器天线。根据应用场合的各有不同，RFID 标签可能需要贴在不同类型、不同形状的物体上，甚至需要嵌入到物体内部。

此外，标签天线和读写器天线还分别承担接收能量和发射能量的作用，这些因素对天线的设计提出了严格要求。

天线的目标是传输最大的能量进出标签芯片。这需要仔细设计天线和自由空间以及其相连的标签芯片的匹配。假设在零售商品中使用，如果频带是435MHz，2.45GHz和5.8GHz，那么天线必须要做到：

第一，体积足够小，才能够贴到物品上;

第二，有全向或半球覆盖的方向性;

第三，提供最大可能的信号给标签的芯片;

第四，无论物品什么方向，天线的极化都能与读写机的询问信号相匹配;

第五，具有鲁棒性;所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定(结构，大小)的参数摄动下，维持其它某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。

鲁棒性是在异常和危险情况下系统生存的关键。对于RFID 来说，在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是RFID 的鲁棒性。

最后，具备以上要求之外，成本要足够低。

RFID 因为需求量越来越大，技术哦难度也越来越高，同时还要规模化发展，成本要求极高。特别对于大宗交易产品和日用消费品，对价格敏感，也是未来RFID 大爆发的关键!

除了零售和服装行业，RFID技术也正伴随中国经济的高速发展，而被广泛推广。

目前RFID在金融支付、物流、零售、制造业、医疗、身份识别、防伪、资产管理、交通、食品、动物识别、图书馆、汽车、航空、军事等行业都已经实现不同程度的商业化使用。

未来，RFID技术有不可替代的六大优势，也保证了物联网的万物互联的有序发展!

1、无需可视、批量读取，大量RFID标签可被读写器同时、快速、批量读取，一次可读取数百枚甚至数千枚标签。

可以识别高速、移动的物体，如火车、公交等。

2、高容纳力，电子标签可存储更多信息，如生产日期、入库日期等，还可反复改写，重复使用。

读取后的数据即时上传系统，加以处理，还可实现对产品的追根溯源。

现实生活中RFID 成为溯源系统的核心技术。

3、读取距离远，根据读写器的功率和天线的增益率，读取距离可从几十厘米到几米不等;现在远距离可以达到几十米以上。

因为可以精准定位到厘米级，所以RFID 也是极好的室内定位的有效手段。

4、全球唯一性，不可复制。

每个RFID标签都是唯一的，在生产标签过程中，便已将标签与商品信息绑定，所以在后续商品流通、使用过程中，这个标签都是唯一代表所对应的那一件商品。

5、保存周期长

RFID标签具有防水、防磁、防腐蚀、耐高温的特点。

洗衣行业、动物饲养行业、医疗行业等，都对标签耐用性有较高要求。

目前一般的标签保存时间都可以达到几年、十几年甚至几十年。

6、高安全性

RFID标签的核心技术之一是芯片，众所周知芯片开发的难度之大，造价之高。对于造假者而言，复制成本太高，且难以突破技术关卡。

此外电子标签具有可靠的安全加密机制，我国第二代居民身份证也是采用RFID技术。

RFID 年增长27%以上，如果按照这个增势，预计到2022年，保守估计RFID行业市场规模将突破千亿规模。