开发者学堂课程【嵌入式之 RFID 开发与应用2020版：RFID 介绍】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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RFID 介绍
内容介绍：
一、RFID 介绍
二、RFID 应用及原理
三、RDFI 组成
学习物联网相关的知识，从 RFID 开始，分为五部分内容，RFID 简单介绍、RFID 应用及原理、RFID 协议分析、RFID 应答器——卡片 PICC、RFID 阅读器——FN17550（MFRC522）PCD
一、RFID 介绍
射频识别:英文名称是( Radio Frequency Identification)，简称是“RFID”又称无线射频识别，RFID 是物联网的其中一种终端技术。
RFID 是一种通信技术，可通过无线电讯号耦合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，主要靠电磁波。
正被广泛用于采购分配、商业贸易、生产制造、物流、防伪以及军事用途上。广泛应用于各行各业，如生活中购物的衣服标签，柔软的标签是可以扫描的。
RFID 主要位于典型物联网架构中的感知层,是整个物联网的最底层，与用户直接接触，除了感知还有网关联网，数据最终到达云端，后端数据经过处理到达用户端，也是与‘万物’链接的媒介之一。
正因其具有非接触式特性，其运用很广泛，只要涉及非接触或无源场景都运用RFID，且随着不同应用场景的出现，RFID 协议也随着增多，难以统一，如根据频率、根据应用范围、根据类型等。
如在消费电子行业中比较典型的应用 NFC( RFID 的子集），以统一的标准，高安全，低功耗，近距离等特性，在支付领域应用广泛。
后面用的设备也是支持 RFID
工作频段 |
低频（LF） |
高频（HF） |
超高频（UHF） |
超高频（UHF） |
微波（MW） |
技术特点 |
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典型工作频段 |
125KHz、134.2KHz |
13.56MHz
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433MHz
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869.5MHz、915.3MHz
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2.45GHz
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读写距离 |
常见小于10cm,可实现小于1m |
常见小于10cm,可实现小于1m |
几百米至2公里
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小于10m
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100m左右
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应用场景 |
门禁控制动物标签 |
智能卡门禁控制图书馆货架 |
遥控遥测传感数据采集室内定位 |
物资识别物流自动门禁人流统计
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收费站集装箱
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多标签识读速率 |
慢----------—-----------------—-----→快 |
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金属、潮湿表面 |
差----------—-----------------—-----→好 |
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识读能力标签大小(不计电池) |
大----------—-----------------—-----→小
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在种类上分为低频、高频、超高频、微波，每个频段都有不同的应用，低频工作频段 125KHz、134.2KHz，特点是通讯距离可远可近，非常灵活，穿透能力强，适合远距离通讯，但同时根据功率远距离近距离都可以，如门禁卡、标签等。高频工作频段 13.56MHz，身份证、NFC 都是这个频段，速率、距离较为符合通讯要求，不快不慢，距离不远不近，如食堂饭卡等。超高频分为两部分，工作频段有 433MHz和 869.5MHz、915.3MHz，距离比较远，主要用于远距离，速度相对较快情况下使用超高频，如货物分拣、物流等。微波最大特点速度快，但是功耗大，读写距离由功耗决定，相对距离较远。
RFID 较为简单的原因是大部分代码由原厂提供，硬件擅长者对 125KHz 可以自己模拟搭建，不需要购买芯片。不同频段、不同场景的应用较为复杂，课程更多倾向于如何使用，协议会简单介绍，因为没有学习电磁波、解码等。
二、RFID 应用及原理
1.RFID 应用场景
应用场景较多，仓储管理，如 915 使用较广，货物中有 500 个箱子，每个箱子只需要贴一个标签，RFID 标签很多是无源的，较为便宜，如衣服上的标签，有些只需要几分钱，贵的需要 1-2 块钱，货物出仓自动扫描有多少货物或明确货车的信息，较为方便，进行自动化统计。中间图是一个仓库，经常用到 AGV 机器人小车，机器人导航有多种方式，电磁波定位等，最可靠的方法通过磁条（磁导航），为了定位位置轨道上会有一个设备标签，车经过时，明确当前所处的位置，用标签在仓库绘制地图，车所在的位置能够清晰定位到。
还包括智慧交通，如 ETC 收费、自动停车场收费等
2.RFID 识别原理
读写器向 M1 卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个 LC 串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC 谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端，接有一个单百导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到 2V 时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。
左侧是一个阅读器，右侧是应答器，电源由阅读器提供，会产生一个电磁波，卡片中有一个 LC 谐振电路，当达到同频时，会出现共振，在卡片电容上收集电荷，收集电荷的过程中，电容的另一端接有一个单向二极管，二极管负责给电容充电，当电压达到 2V，芯片工作，工作后对芯片进行交互。一般阅读器一端发送电磁波载波信号，数据回复给阅读器，进行负载，整个通讯过程靠电磁波辐射实现。电磁波不仅提供能量，同时提供信号，阅读器和卡片应该各有一个线圈，
上方绿色的未阅读器，有一个线圈，线圈通过 PCD 绕上去
卡片上也有一个线圈，用手机手电筒照射可以看到线圈
不管是阅读器还是芯片都有线圈，实现信号载波和提供能量，即 PICC。
三、RFID 组成
1.应答器( PICC )
P 是接近，IC 是集成电路，C 是卡片
由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签
作为应答器，一般分为被动式、主动式、半主动式每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
2.阅读器 ( PCD )
P 是接近，C 是耦合，D 是设备
由天线,耦合元件，芯片组成，读写标签信息的设备,
可设计为手持式 rfid 读与器或固定式读与希。
3.应用软件系统
软件驱使对卡片进行操作
是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。
nfc 可以是应答器，也可以是阅读器存在。
NFC 应答器和阅读器可以自由切换，既可以作为应答器，也可以作为阅读器。
