1、射频识别技术在汽车上的应用第一章 射频识别技术概述1.1 射频识别技术发展射频 识别（ Radio Frequency Identification，简称 RFID）技术，是一种利用射频 通信实现 的非接触式自动识别技术。 RFID 标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复 使用等 特点，支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理 。 RFID 技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。 RFID技术 应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本 。随着 相关技术的不断完善和成熟，RFID 产业将成为一个新兴的高技术产
2、业群，成为 国民经济 新的增长点。因此，研究 RFID 技术，发展 RFID 产业对提升社会信息化水平 、促进 经济可持续发展、提高人民生活质量、增强公共安全与国防安全等方面产生深远 影响 ，具有战略性的重大意义。射频识别技术在汽车上的应用电磁理论是 RFID 技术的理论基础，贯穿 RFID 技术的整个发展历程。追溯历史，早在公元元年，中国古代人民就发现并开始利用天然磁石，并用磁石制成指南针。近代电磁理论的形成于 18、 19 世纪， 1752 年，美国人本杰明 富兰克林（ Benjamin Franklin）做了著名的风筝实验验证雷电属于自然放电现象。 1846 年英国科学家米歇尔 法拉（
3、Michael Faraday）发现了光波与电波均属于电磁能量。 1864 年苏格兰科学家詹姆士 克拉克 麦克斯韦尔（ James Clerk Maxwell）发表了他的电磁场理论，建立了著名的麦克斯韦尔方程组。 1887 年，德国科学家亨瑞士 鲁道夫 赫兹（ Heinrich Rudolf Hertz）证实了麦克斯韦尔的电磁场理论并演示了电磁波以光速传播并可以被反射，具有类似光的极化特性，赫兹的实验不久也被俄国科学家亚力山大 波普重复。 1896 年马克尼（Guglielmo Marconi）成功地实现了横越大西洋的越洋电报，由此开创了利用电磁能量为人类服务的先河。更进一步，在 1922 年
4、，诞生了雷达（ Radar）。作为一种识别敌方空间飞行物 (飞机 )的有效兵器，雷达在第二次世界大战中发挥了重要的作用，同时雷达技术也得了极大的发展。至今，雷达技术还在不断发展，人们正在研制各种用途的高性能雷达。射频识别技术在汽车上的应用RFID 技术是无线电技术和雷达技术的结合，并由此发展起来的一种新的自动识别 与数据采集 技术。 1948 年，哈里 斯托克曼（ Harry Stockman） 在 IRE 发表的 “ 利用 反射功率 的通信 ” 奠定了 RFID 的理论基础，可以看作是当今 RFID 理论确立的最早的 里程碑。从 技术的整体发展历程来看， RFID 技术的发展基本可按 10
5、年期划分为几个 阶段。 按照能量供给方式的不同， RFID 标签分为有源、无源和半有源三种 ；按照 工作频率的不同， RFID 标签分为低频（ LF）、高频（ HF）、超高频（ UHF）和 微波频段 （ MW）的标签。从分类上看，因为经过多年的发展， 13.56MHz 以下的 RFID 技术已 相对成熟，目前业界最关注的是位于中高频段的 RFID 技术，特别是 860MHz 960MHz(UHF 频段 )的远距离 RFID 技术发展最快；而 2.45GHz 和 5.8GHz 频段 由于产品拥挤 ，易受干扰，技术相对复杂，其相关的研究和应用仍处于探索的阶段 。 RFID 技术涉及信息、制造、材料
6、等诸多高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计 与制造 、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。一些国家和国际 跨国公司 都在加速推动 RFID 技术的研发和应用进程。在过去十年间，共产生数千项 关于 RFID 技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。射频识别技术在汽车上的应用目前国际上 RFID 应用以 LF 和 HF 标签产品为主； UHF 标签开始规模生产， 由于其 具有可远距离识别和低成本的优势，有望在未来五年内成为主流； MW 标签在部分 国家 已经得到应用。中国已掌握 HF 芯片的设计技术，并且成功地实现了产业化，同时 UHF芯片 也已经完成开发 。目前 RFI
7、D 标签天线制造以蚀刻 /冲压天线为主，其材料一般为铝或者铜，随着 新型导电 油墨的开发，印刷天线的优势越来越突出。 RFID 标签封装以低温倒装键合工艺 为主 ，也出现了流体自 装配、振动 装配等新的标签封装工艺。中国低成本、高可靠性的 标签 制造装备和封装工艺正在研发中 。 RFID 读写器产品类型较多，部分先进产品可以实现多协议兼容。中国已经推出 了系列 RFID 读写器产品，小功率读写模块已达到国外同类水平，大功率读写模块和 读写器 片上系统（ SoC）尚处于研发阶段。射频识别技术在汽车上的应用射频识别技术在汽车上的应用在应用系统集成和数据管理平台等方面，某些国际组织提出基于 RFID
8、 的应用体系架构，各大软件厂商也在其产品中提供了支持 RFID 的服务及解决方案，相关的测试和应用推广工作正在进行中。中国在 RFID 应用架构、公共服务体系、中间件、系统集成以及信息融合和测试工作等方面取得了初步成果，建立国家 RFID 测试中心已经被列入科技发展规划。中国已经将 RFID 技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备与危险品管理、公共交通以及生产过程管理等多个领域。射频识别技术在汽车上的应用1.2 射频识别技术系统组成RFID系统主要由标签、阅读器和天线三部分 组成， 一般由阅读器收集到 的数据信息传送 到后台系统进行处理，下面分别介绍这三部分：1. 标签（
9、 Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个电子标签都具有唯一的 电子编码 ，附着在物体上标识目标对象；每个标签都有一个全球唯一的 ID 号码 UID （ User Identification，用户身份证明），其在制作标签芯片时存放在 ROM 中 ，无法 修改，其对物联网的发展有着很重要的影响。2. 阅读器（ Reader）：读取或写入标签信息的设备，可设计为手持式或 固定式 等多种工作方式。对标签进行识别、读取和写入操作，一般情况下会将收集 到的 数据信息传送到后台系统，由后台系统处理数据信息 。射频识别技术在汽车上的应用3. 天线（ Antenna）：用来在标签和阅读器之间传递射频信号。射频电
10、路中的 天线是联系阅读器和电子标签的桥梁，阅读器发送的射频信号能量，通过 天线以 电磁波的形式辐射到空间，当电子标签的天线进入该空间时，接收电磁波能量 ，但 只能接收其很小的一部分。阅读器和电子标签之间的天线耦合方式有两种： 一种 是电感耦合方式，适用于低频段射频识别系统；另一种是反向散射耦合模式 ，适用于 超高频段的射频识别系统应用。天线可视为阅读器和电子标签的空中接口 ，是 RFID 系统的一个非常重要的组成部分。 RFID 系统接口框图 如下图所示 。射频识别技术在汽车上的应用。射频识别技术在汽车上的应用1.3 射频识别系统的工作流程RFID系统主要包括阅读器、天线和电子标签三部分，能量和数字信息在这三个部分之间流通， RFID系统的具体工作流程是 ：1. 首先是阅读器通过其发射天线发射射频信号，并产生一个电磁场区域作为工作区域 ；
