RFID基础——概念与分类

RFID 的全称是射频识别技术（Radio Frequency Identification）。是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。这项技术在日常生活中应用广泛，例如我国的第二代身份证、门禁卡、图书标签。

RFID与NFC的区别

随着智能手机的发展，NFC技术的熟知度越来越高。它是一项由 RFID 技术发展演变而来的技术，因此在很多方面与 RFID 相似。但也有一些明显的区别：

RFID 必须由阅读器和标签组成，是主从关系且角色固定。而NFC 将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，分为三种工作模式：点对点通信模式、读写器模式和NFC卡模拟模式。
RFID 只能实现信息的读取以及判定，而 NFC 技术则强调的是信息交互，通俗的说 NFC 是 RFID 的演进版本，双方可以近距离交换信息。
NFC 模块可以当作 RFID 读写器，用于读取 RFID 无源标签或者 IC 卡的数据，还可以进行 NFC 设备之间的数据通信。
NFC 模块也可以当作 RFID 无源标签，例如手机NFC模拟门禁卡或者工卡。

此外，还有以下技术细节上的区别：

	RFID	NFC
工作频率	低频LF(125KHz、134kHz) 高频HF(13.56MHz) 超高频UHF(860 - 960MHz) 微波MW(2.45GHz、5.8GHz)	工作频率为 13.56MHz
工作距离	不同的频率，其工作距离在几厘米到几十米不等	0~20cm
工作模式	读卡器和非接触卡是独立的两个实体，不能切换	同时支持点对点通信模式、读写模式和卡模式
协议标准	低频（ISO11784、ISO11785）高频（ISO14443A&B和ISO15693）超高频(ISO18000-6 B和ISO18000-6C(EPC C1G2)) 微波(ISO18000-4)	ISO14443A&B和ISO15693
注：表格中工作频率为常用的工作频率，并非完整的工作频段。

RFID的分类

RFID系统根据工作频率的不同可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波频段(Microwave)。低频（LF）RFID 系统典型工作频率为 134kHz 或 125kHz，高频（HF）RFID 系统典型工作频率为 13.56MHz，超高频 RFID 系统典型工作频率为 920MHz 和 2.45GHz，RFID 系统实际工作频率应符合国家及地方无线电法规的具体规定。微波（MicroWave）RFID 系统典型工作频率为2.45GHz、5.8GHz。

根据 RFID 标签是否携带电池供电，可分为无源 RFID 和有源 RFID。无源 RFID 标签不携带电池，标签工作所需能量来自读写器辐射。有源 RFID 标签携带电池，为标签工作提供能量。无源 RFID 标签依赖读写器辐射的能量进行工作，在脱离读写器辐射能量的情况下无法主动发送信号工作，因此，也称为被动式（Passive）RFID。有源 RFID 标签携带电池可以主动发送信号工作，因此，也称为主动式（Active）RFID。低频和高频 RFID 属于无源 RFID，超高频和微波既有无源 RFID ，也有有源RFID。

低频(LF, 30 kHz ~ 300 kHz)

低频的工作频段是30 kHz ~ 300 kHz，通常工作在125 kHz和134.2 kHz这两个主要频段。低频 RFID 属于无源 RFID 技术，系统识别距离通常在几厘米到几十厘米之间，少数应用场景可以到几米。由于较低的工作频率，低频 RFID 信号具有较好的穿透特性，不易被遮挡，有较好的抗电磁干扰能力，对金属或液体等介质环境有良好的抗干扰效果。低频信号链路衰退快，RFID 通信距离较近，数据传输速率相对较慢，因此适用于近距离、小数量的识别管理应用。被广泛用于牲畜、宠物等动物标识和追踪。

应用场景：

动物识别: 低频RFID标签常用于宠物、牲畜和野生动物的识别和跟踪。
安全和访问控制: 用于安全系统和门禁控制，如门禁卡和钥匙卡。
工业自动化: 用于生产线和工厂自动化中的近距离识别和跟踪。

高频(HF，3 MHz ~ 30 MHz)

高频的工作频段是3 MHz ~ 30 MHz，最常见的工作频率是13.56 MHz。高频 RFID 属于无源 RFID 技术，由于电磁通信信号易衰减，高频 RFID 通信距离一般在几厘米到几十厘米，数据传输速率一般在几十 kbps 到几百 kbps。高频 RFID 系统通常应用于单标签识别应用，ISO/IEC 18000-3 标准定义了基于随机的防碰撞协议，使得高频 RFID 系统可以实现多标签识别应用，每秒可完成几百张标签的识别。高频 RFID 具备良好的抗干扰能力、通信可靠、数据传输速率高等特点。作为识别卡时被广泛应用于智能卡、公交卡、门禁卡等场景，实现基于卡的身份识别与服务、管理应用；作为标签时被广泛用于工业产线托盘识别、图书档案管理、药品追踪、设备管理、零售以及工具管理等场景。受限于信号传播距离，多数的高频 RFID 应用为近距离识别场景。

应用场景：

图书馆系统: 用于图书管理、借还和盘点操作，提升图书馆的管理效率。
支付卡和非接触式支付: 如信用卡和公交卡，用于快速安全的支付和认证。
门禁控制: 用于人员的身份验证和访问控制。
智能标签: 在零售和物流中用于跟踪和管理物品。

超高频(UHF, 300 MHz ~ 3 GHz)

无源 RFID

超高频的工作频段是300 MHz ~ 3 GHz，常用的频率包括865-868 MHz(欧洲)、902-928 MHz(美洲)、920-925 MHz(亚洲)。符合 ISO/IEC 18000-6 标准和 GB/T 29768-2013 标准的超高频无源 RFID 系统工作在 900MHz 频段。RFID 在国际范围内工作频段为 860MHz~960MHz 频段，具体根据各国频率法规执行。我国国家无线电管理委员会〔2007〕205 号文件（试行）规定 RFID 工作在 840MHz~845MHz 和920MHz~925MHz 频段，2023 年 1 月对该文件进行修订征集意见，建议超高频无源 RFID 工作频段为920MHz~925MHz。超高频无源 RFID 系统信道带宽 250kHz，其 5MHz 频谱带宽可划分为多个信道，支持多读写器同时工作。

超高频无源 RFID 具有成本低、识别距离远、多标签识别速度快等优点，被广泛应于仓储物流、资产管理、服装零售、图书档案和生产制造等各个行业应用场景。

有源 RFID

超高频有源 RFID 是一种远距离的无线射频识别技术，因标签具有电池供电，可实现几十到几百米的通信距离，且具有良好的抗干扰能力，可以实现更可靠、安全的标签识别及传感器数据采集。超高频有源 RFID 系统典型的工作频率有 433MHz、2.45GHz，其中大部分系统工作于 2.45GHz 频段。

超高频有源 RFID 系统即具有较远的通信距离，增加读写器覆盖范围，又支持高效的防碰撞协议，可以实现多标签的快速识别，能更好解决远距离、高可靠、多标签识别管理应用需求，特别是标签携带传感器可实现标签的环境监测与实时定位。基于上述技术特点，超高频有源 RFID 被广泛应用于人员追踪、贵重资产监管、仓储物流、车辆识别、环境监测和实时定位等应用场景。

应用场景:

供应链管理: 广泛用于商品跟踪、库存管理和物流操作，提高效率和可视性。
物流和资产跟踪: 用于货物的运输和存储监控，优化物流流程。
智能制造: 在生产线上用于零部件和产品的跟踪管理。
航空行李管理: 提高航空行李的处理和跟踪效率。

微波频段(Microwave，2.4 GHz - 5.8 GHz)

微波RFID的工作频段是2.4 GHz - 5.8 GHz，常见的微波频段RFID系统工作在2.45 GHz和5.8 GHz。一般为带纽扣电池供电的半有源标签，通常读写距离可达几十米。工作时，射频标签位于读写器天线辐射场的远场区，通过电磁耦合方式进行数据交换。读写器天线一般为定向天线，只有在读写器天线定向波束范围内的射频标签可被读写。能提供极高的数据传输速率，适合高频次的数据交换。由于频率高，容易受环境因素的干扰，如金属反射和多路径效应。

应用场景:

车辆识别系统: 在高速公路收费系统和停车管理中用于识别车辆。
实时定位系统(RTLS): 用于在大范围内实时跟踪物品和人员的位置。
高性能数据传输: 在需要高数据传输速率的应用中，如工业和医疗数据采集。

	低频	高频	超高频	微波
频段	30 kHz ~ 300 kHz	3 MHz ~ 30 MHz	300 MHz ~ 3 GHz	2.4 GHz - 5.8 GHz
常见频率	125 kHz 134.2 kHz	13.56 MHz	920MHz~925MHz(无源) 433MHz(有源) 2.45GHz(有源)	2.45 GHz 5.8 GHz
系统形态	被动式	被动式	被动式/主动式	被动式/主动式
通信距离	几厘米到几十厘米	几厘米到一米左右	无源：10m~20m 有源：几十到几百米	最大100米
通信速率	慢	快	快	很快
功耗	低	较低	相对较高	相对较高
标签成本	较低	适中	无源：适中有源：较高	较高
防碰撞机制	无	有	有	有
天线方向性	无	无	部分有	有
抗干扰性	好	较好	一般	差
环境影响	受金属和液体等物质的影响	受金属和液体等物质的影响	水、灰尘、浓雾等悬浮颗粒物质	潮湿环境
应用场景	动物识别、安全和访问控制、工业自动化	图书管理、支付、智能标签	供应链管理、物流&仓储管理、智能制造、航空行李管理	车辆识别系统、实时定位系统、高性能数据传输
注：实际的通信距离与具体的读写模块以及标签性能有关。
不同频段的RFID技术有着不同的优势和应用场景。选择合适的频段和标准，取决于具体的应用需求，如通信距离、数据速率、环境条件和成本限制。

参考

RFID技术的ISO/IEC RFID国际标准分析 - 知乎
RFID电子标签行业知识四：RFID分类 - 哔哩哔哩
RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)_低频标签-CSDN博客
射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）