當你早上上班走進你的辦公室之前，你會無意識地至少4次使用RFID技術(shù)：當你準備啟動車子時，解開防盜電路；當你駕車經(jīng)過無人收費亭時，自動支付費用；當你使用你的手機支付你的早餐卡布奇諾咖啡；當你使用身份識別卡進入你的辦公室時。RFID雖然不可能無處不在，但卻是非常常見。

第一個通過射頻輸入的被動應答器最早可以追溯到1970年代早期，可以作為當今大部分多種多樣RFID應用的一個印象。但只有當半導體技術(shù)發(fā)展起來了（更不用說摩爾定律了），RFID才真正開始崛起。

對于貿(mào)易，RFID提供了一個嶄新的機會來提高生產(chǎn)效率和改善客戶體驗，通過提供非常精細的數(shù)據(jù)（通過支付和記錄等自動化服務(wù)）。RFID的應用非常廣泛，其范圍包括了牲畜的身份識別，零售業(yè)庫存管理，病案管理，電子收費系統(tǒng)，電子通行證，以及更多近些年出現(xiàn)的，比如手機將成為特殊的RFID技術(shù)的載體。

RFID標簽市場（RFID的ID部分）正在飛速增長并且有望加速。例如，IDTechEx，預計被動式的RFID標簽的數(shù)量將從2011年的不到30億增加到2021年的大約2500億。

從工程角度來看，RFID不是一個單一的技術(shù)，并且該技術(shù)隨著頻率的變化而變化。很多載波可以使用，但是最主要的有3種：LF，這種使用125到135KHz的帶寬；HF，工作在13.56MHz；以及UHF，主要用在865到955Mhz的波段。（2.4GHz帶寬也可以被認為是在UHF）下表1總結(jié)了這三大主要的RFID帶寬的應用以及讀取范圍。

表1：RFID的頻帶和應用

大部分的RFID系統(tǒng)設(shè)計主要集中于讀取系統(tǒng)；讀取設(shè)計主要取決于半導體公司設(shè)計和制造的應答器（標簽）的應用和特點。從廣義地講，有兩種類型的標簽可以與讀取系統(tǒng)進行通信：一種是主動式的，它含有一個內(nèi)嵌的電池；以及被動式的標簽，它不含內(nèi)嵌的電池。被動式的標簽使用的更加普遍，并且在這篇文章中我們只討論這種類型的。

耦合技術(shù)

電磁耦合在決定被動式標簽的讀取范圍時起主要作用。低頻和高頻RFID系統(tǒng)使用電感耦合：能量通過一個共享的磁場從讀取器的線圈傳向應答器（標簽）的線圈。

讀取器天線在低頻和高頻系統(tǒng)產(chǎn)生一個強大的磁場，在電磁區(qū)域內(nèi)被稱為“近場”（從天線開始到差不多一個波長）。這個磁場強大到足夠喚醒標簽，并且為傳輸身份數(shù)據(jù)給讀取器提供電源。電感耦合也可使用相同的能量轉(zhuǎn)換機理寫入標簽。圖1顯示了電感耦合的概念。

圖1.在低頻和高頻系統(tǒng)中的電感耦合，包括NFC，發(fā)生在近場區(qū)域

超高頻射頻識別系統(tǒng)通過在“遠場”進行操作實現(xiàn)了一個比低頻和高頻系統(tǒng)更大的讀取范圍。它從天線處大約兩個波長以上。使用一個被稱為后向散射耦合技術(shù)，讀取器天線的電磁能量由標簽天線接收。并且RFID芯片使用能量改變天線上的負載并且反射回一個改變了的信號，其中包含標識信息。

作為一個實際的問題，標簽設(shè)計針對特殊的應用取決于頻率的不同，內(nèi)存的大小，支持的標準，以及天線的設(shè)計。德州儀器的Tag-itTM HF-IPlus 應答器(595 - ri i03 - 112 - 03)在一個微型方塊內(nèi)提供了2kb的內(nèi)存，并且適合產(chǎn)品的認證，資產(chǎn)的管理和供應鏈管理。它是一種工作在13.56MHz的高頻標簽。在存儲規(guī)模的另一極端，NXP的HITagμ應答器（771-HTMS1101FTBAF1）集成了128Kbit的內(nèi)存。

這是一個低頻標簽適用于牲畜識別、洗衣自動化、啤酒桶和天然氣瓶物流。

設(shè)計目標

特殊的RFID系統(tǒng)讀取器功能主要由應用來決定，盡管幾個目標已經(jīng)跨越了應用的界限。對于大多數(shù)工程項目，成本是很重要的，這通常意味著減少材料清單和最大化標簽制造商提供的附加價值，比如開發(fā)工具，參考設(shè)計和軟件。機械設(shè)計應該健壯并且能夠提供破壞性保護。應該考慮將系統(tǒng)部署在政府頻率內(nèi)。