借助內(nèi)置RFID閱讀器，嵌入式系統(tǒng)就能與帶標(biāo)簽的物品交換數(shù)據(jù),，來創(chuàng)造與環(huán)境合拍的一類新應(yīng)用,。

　　要點(diǎn)

　* 雖然RFID可追溯至20世紀(jì)40年代，但由于專有產(chǎn)品無法互操作,，并且缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，導(dǎo)致該技術(shù)無法發(fā)揮其潛力。
　* 無源RFID轉(zhuǎn)發(fā)器不含電源,，依靠進(jìn)入的射頻信號在天線中感生出足以發(fā)射響應(yīng)信號的小電流,。
　* 嵌入式RFID閱讀器能詢問高速運(yùn)動(dòng)并且距離超過30m的轉(zhuǎn)發(fā)器，這取決于天線尺寸和發(fā)射功率,。
　* 全球標(biāo)準(zhǔn)以及政府部門和企業(yè)的指令已經(jīng)擴(kuò)大了RFID的使用范圍,，但是，隱私和安全擔(dān)憂依然在妨礙全面接受,。

　　RFID（射頻識別）技術(shù)有潛力成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一種常見的重要組成部分,。除了在庫存管理領(lǐng)域的傳統(tǒng)作用以外，RFID標(biāo)簽和高速長距離閱讀器的新進(jìn)展使嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能輕松納入多種特性,，比如門禁,、防偽、簡便支付、醫(yī)學(xué)鑒定,、動(dòng)態(tài)定價(jià),、產(chǎn)品歷史、遠(yuǎn)程資產(chǎn)跟蹤,。嵌入式RFID應(yīng)用一般是把閱讀器包含在產(chǎn)品或系統(tǒng)中,，以便添加本地?cái)?shù)據(jù)收集特性，它們增強(qiáng)了產(chǎn)品的基本功能,。如今,，人們會(huì)在酒店、監(jiān)獄,、醫(yī)院,、零售網(wǎng)點(diǎn)、農(nóng)場,、賭場,、收費(fèi)公路、工廠以及多種商用和軍用車輛中發(fā)現(xiàn)嵌入式RFID應(yīng)用,。隨著嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者認(rèn)識到這種技術(shù)的價(jià)值,，并且在新設(shè)計(jì)中采用它，這些非傳統(tǒng)RFID應(yīng)用將成為家常便飯,。

　　關(guān)于RFID的構(gòu)想出現(xiàn)于20世紀(jì)中期,，而如今，它即將成為下一項(xiàng)重大技術(shù),。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍方就在使用早期形式的RFID,，用來區(qū)分?jǐn)澄业娘w機(jī),。首批商用RFID應(yīng)用是在20世紀(jì)70、80年代出現(xiàn)的,，用于跟蹤和識別單一地點(diǎn)內(nèi)的物品,。但是，在早期部署的RFID當(dāng)中,，許多RFID應(yīng)用的開發(fā)者都把專有技術(shù)作為它們的基礎(chǔ),，每一種都使用獨(dú)特的通信方法，并且要求由生產(chǎn)標(biāo)簽的公司提供專門的閱讀器硬件,。標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏導(dǎo)致行業(yè)分散,、采用速度緩慢，并且實(shí)際表現(xiàn)落后于對RFID技術(shù)的大肆宣傳,。如今,，開發(fā)者正在糾正大多數(shù)早期問題,， RFID也成為成長中的行業(yè)，在物流,、門禁,、防偽、物品級（item-level）庫存,、非接觸支付和多種新型嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中有專用系統(tǒng),。

　　RFID技術(shù)最基本而又最普遍的用途之一就是EAS（商品電子防盜）系統(tǒng)，零售商用它來發(fā)起一場針對入店行竊犯罪的高科技“戰(zhàn)爭”,。這類犯罪使該行業(yè)每年損失數(shù)十億美元,，損失如此之大，零售商很容易找到理由購買昂貴的電子系統(tǒng)來遏制盜竊,。EAS系統(tǒng)采用了大型天線板和各種尺寸的保安標(biāo)簽,，前者安裝于商店出口，后者掛在高風(fēng)險(xiǎn)商品上,。所有EAS系統(tǒng)的基本原理均包括使用發(fā)射器和接收器,，前者在商店出口區(qū)創(chuàng)建電磁場，后者則能檢測電磁場里的變化,。在經(jīng)過出口時(shí),，保安標(biāo)簽內(nèi)的小型調(diào)諧電路或磁性材料會(huì)使電磁場發(fā)生足夠大的變化，使接收器能檢測到變化并啟動(dòng)警報(bào),。當(dāng)顧客購買物品后,，店員必須取下保安標(biāo)簽或使其失效,，防止在顧客離開商店時(shí)響起報(bào)警聲,。

　　反射數(shù)據(jù)

　　多數(shù)較新型RFID體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)者都把低成本轉(zhuǎn)發(fā)器（或稱標(biāo)簽）作為體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，它們由一塊用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與通信的IC以及一根外部天線組成,。標(biāo)簽有兩個(gè)基本類型：無源型和有源型,。無源標(biāo)簽不含電源，并依靠來自閱讀器的射頻信號在天線中感生小電流,，該電流足以發(fā)射響應(yīng)信號,。RFID標(biāo)簽通過改變來自閱讀器的射頻信號的反射能量大小來發(fā)射數(shù)據(jù)。無源標(biāo)簽的工作距離可達(dá)30英尺,，這取決于閱讀器的功率輸出,、天線結(jié)構(gòu)、工作頻率,。Bielomatik公司的RF-LoopTag是一種可擴(kuò)充的天線裝置,，同時(shí)提供短距離和中距離無源RFID標(biāo)簽（圖1）。
 

         可以用自帶電源（如內(nèi)部電池）的有源RFID標(biāo)簽來顯著延長距離,。有源標(biāo)簽?zāi)芤愿叩墓β始墑e發(fā)射數(shù)據(jù),，并且一般比無源類型更準(zhǔn)確,。有源標(biāo)簽一般用于軍用車輛或者集裝箱等高價(jià)物品。RFID系統(tǒng)的天線結(jié)構(gòu)取決于應(yīng)用,、閱讀期間的環(huán)境,、工作頻率。

　　政府部門已為RFID分配了幾個(gè)頻帶,，但在全球并不統(tǒng)一,。LF（低頻）器件工作于125kHz至134 kHz范圍，并用于門禁,、動(dòng)物識別,、資產(chǎn)跟蹤、汽車安全密鑰卡等應(yīng)用,。HF（高頻）13.56MHz標(biāo)簽用于閱讀距離小于3英尺的應(yīng)用,。與其它頻帶不同的是，HF標(biāo)簽在金屬或水附近發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí),，不易受干擾,。860MHz～960MHz UHF（超高頻）頻帶在新應(yīng)用中很流行，這是因?yàn)樗拈喿x距離為3 m～5 m,，數(shù)據(jù)交換速率更高,。典型的UHF應(yīng)用包括某些資產(chǎn)跟蹤，其中的標(biāo)簽掛于托盤和集裝箱,，在它們經(jīng)過裝有閱讀器的入口時(shí),，操作工能發(fā)現(xiàn)它們并做記錄。

　　過去幾年,，人們集中精力來為每個(gè)頻帶的標(biāo)簽和閱讀器創(chuàng)建一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。ISO和IEC已創(chuàng)建了若干包含頻率、數(shù)據(jù)編碼方法,、RFID技術(shù)使用等多個(gè)方面的RFID標(biāo)準(zhǔn),。例如，ISO/IEC 14443和15693標(biāo)準(zhǔn)為支付系統(tǒng),、非接觸智能卡,、 近程卡中使用的RFID標(biāo)簽定義了通信接口協(xié)議。ISO還為RFID標(biāo)簽和閱讀器的性能測試創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn),。另外,，ISO/IEC 18000系列包含了用于跟蹤供應(yīng)鏈貨物的自動(dòng)識別系統(tǒng)與物品管理系統(tǒng)專用的空中接口協(xié)議。

　　轉(zhuǎn)發(fā)器

　　有幾家制造商生產(chǎn)標(biāo)簽中使用的RFID轉(zhuǎn)發(fā)芯片,。例如,，德州儀器公司(TI)提供一個(gè)Tag-it HF-1加轉(zhuǎn)發(fā)器IC產(chǎn)品線，符合ISO/IEC 15693全球標(biāo)準(zhǔn),，該標(biāo)準(zhǔn)面向產(chǎn)品驗(yàn)證,、門禁,、資產(chǎn)標(biāo)簽、供應(yīng)鏈管理,、票務(wù)應(yīng)用,。這些產(chǎn)品提供用戶可訪問的存儲(chǔ)器和一個(gè)內(nèi)容廣泛的命令集，前者容量達(dá)2048bit,，由64個(gè)塊組成,，后者用于選擇標(biāo)簽并閱讀、寫入或鎖定存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),。這些器件通過一個(gè)工廠編程和鎖定的唯一識別碼來識別出現(xiàn)在閱讀器的射頻場中的多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器,。依照ISO/IEC 15693，使用工作于高數(shù)據(jù)速率或低數(shù)據(jù)速率的ASK或FSK調(diào)制來完成閱讀器與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的通信或下行鏈路通信,。轉(zhuǎn)發(fā)器的回答方式與閱讀器用來詢問它的方式相同,。該技術(shù)對上行鏈路通信和下行鏈路通信執(zhí)行幀同步，并用CRC校驗(yàn)來保證它們的安全,。

　　多數(shù)嵌入式RFID應(yīng)用都需要一種專用閱讀器作為設(shè)計(jì)的一部分,，以便解釋本地標(biāo)簽。自動(dòng)售貨機(jī)很好地說明了嵌入式RFID應(yīng)用,。這種機(jī)器能借助內(nèi)置閱讀器來接受RFID卡的非接觸支付,。另外，如果發(fā)售的物品有標(biāo)簽,，則機(jī)器還能了解其庫存,，以便自動(dòng)訂購補(bǔ)貨。小型低成本嵌入式閱讀器對于這些應(yīng)用很關(guān)鍵,，TI,、SkyeTek、Parallax等公司供應(yīng)此類閱讀器,。例如,，Parallax公司與Grand Idea Studio公司合作開發(fā)的一種低成本RFID閱讀器模塊在無源轉(zhuǎn)發(fā)器標(biāo)簽中工作,，用于門禁,、自動(dòng)識別、機(jī)器人,、導(dǎo)航,、庫存跟蹤、支付系統(tǒng),、轎車發(fā)動(dòng)機(jī)防盜鎖等應(yīng)用 （圖2）,。該模塊具有2400bps串口，并需要5V直流電源,。Parallax閱讀器起價(jià)低于40美元,。
 

　　對于更耐久的應(yīng)用或工業(yè)應(yīng)用,，GAO RFID公司提供一種UHF RFID讀寫器，它支持兩根外部天線（圖3）,。236002型工作于902MHz～928MHz頻帶,，面向高速倉儲(chǔ)、分銷,、制造應(yīng)用,。該模塊能在7m距離識別以10m/s速度運(yùn)動(dòng)的物體。該模塊需要12V直流電壓,，并通過串行RS232或以太網(wǎng)接口通信,。