RFID知識
知識盤點：RFID、NFC、ETC、UWB分析匯總
隨著物聯網時代的到來，人類將基本的日常管理統統交給人工智能去處理，從而從繁瑣的低層次管理中解脫出來，將更多的人力物力投入到新技術的研發中。今天我們所談及的幾項技術就是基于這個目的應運而生。
【RFID】
RFID無線射頻識別技術，相信很多人都對他相當了解，簡單來說它就是電子標簽，是一種利用無線電射頻信號耦合傳輸的特性，在讀寫器和標簽之間進行非接觸雙向數據傳輸以達到目標識別和數據交換目的的技術。它的誕生給我們的生活帶來了莫得便利，正被廣泛用于采購分配、商業貿易、生產制造、物流、防盜以及軍事用途上。
【RFID的組成】
RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作方便快捷，它是一種簡單的無線系統，只有兩個基本器件，用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成，RFID按應用頻率的不同分為低頻、高頻、超高頻、微波；相對應的代表性頻率分別為：低頻135KHZ以下、高頻13.56MHZ、超高頻860~960MHZ、微波2.4G，5.8G；RFID按照能源的供給方式分為無源RFID、有源RFID以及半有源RFID。
【RFID工作原理】
RFID技術的基本工作原理并不復雜：在標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者主動發送某一頻率的信號；解讀器讀取信息并解碼后，發送至中央信息系統進行有關數據處理。
一套完整的RFID系統, 是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應答器及應用軟件系統三個部份所組成, 其工作原理是閱讀器發射一特定頻率的無線電波能量給應答器, 用以驅動應答器電路將內部的數據送出，此時閱讀器便依序接收解讀數據, 送給應用程序做相應的處理。
以RFID 卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成, 感應偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)兩種, 一般低頻的RFID大都采用第一種式, 而較高頻大多采用第二種方式。
【NFC】
NFC技術即近距離無線通訊技術，是由飛利浦和索尼共同研制出來的，并與諾基亞等共同發起了NFC論壇，推廣NFC技術的商業應用。NFC是一種非接觸式識別和互聯技術，簡單來說，NFC就是把RFID讀卡器與智能卡的功能整合在一起，可以在移動設備、消費類電子產品、PC和只能控件工具間進行近距離無線通信。NFC提供的是一種簡單、觸控式的解決方案，操作簡單、快捷。
【NFC技術特點】
1.在13.65MHZ頻率運行距離在20公分內；
2.傳輸速度可分為106K BITSSEC、212K BITE/SEC、424K BITS/SEC；
3.運行可分主動與被動模式；主動模式需要使用電池，還需要獨立發射模組；被動模式不需要使用電池，但是無法獨立發射訊號；
4.成為ISO/IEC IS 118092國家標準、ETSI TS 102 190標準、EMCA-340標準。
【NFC應用類型】
1.設備連接。除了無線局域網，NFC還可以簡化藍牙連接。比如：筆記本連接WIFI熱點。
2.實時預訂。比如：海報或展覽信息背后貼一個特定的芯片，利用含有NFC協議的手機或PDA，便能取得詳細信息。
3.移動商務。比如：利用非接觸智能卡在交易中的應用。
【NFC手機支付】
NFC發展極為迅速，已經由最初知識RFID技術和網絡技術的簡單合并，到現在已經演變成一種短距離無線通信技術。
把NFC芯片裝在手機上，手機就可以實現小額電子支付和讀取其他NFC設備或標簽的信息。NFC的短距離交互大大簡化了整個認證識別過程，使電子設備間相互訪問更直接、更安全和更清楚。
支持NFC的設備可以在主動或被動模式下交換數據。
在主動模式下，每臺設備要向另一臺涉筆發送數據時，都必須產生自己的射頻場。如圖，發起設備和目標設備都要產生自己的射頻場，以便進行通信。
如圖，移動設備主要以被動模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池使用壽命。在一個應用會話過程中，NFC設備可以在發起設備和目標設備之間切換自己的角色。利用這項功能，電池電量較低的設備可以要求以被動模式充當目標設備，而不是發起設備。
【ETC】
ETC電子不停車收費系統是一種用于公路、橋梁和隧道的新型電子自動收費技術。它通過車載電子標簽和微波天線之間的專用短程通訊，在不需要司機停車和其他收費人員采取任何操作對的情況下，自動完成收費處理全過程。
【關鍵技術】
1.車輛自動識別技術：主要由車載設備和路邊設備組成，兩者通過短程通信DSRC完成路邊設備對車載設備信息的一次讀寫，即完成收付費交易所必須的信息交換手續。
2.自動車型分類技術：在ETC車道安裝車型傳感器測定和判斷車輛的車型，以便按照車型實施收費。
3.違章車輛抓拍技術：主要由數碼照相機、圖像傳輸設備、車輛牌照自動識別系統等組成。對不安裝車載設備OUB的車輛用數碼相機實施抓拍措施，并傳輸到收費中心，通過車輛自動識別系統識別違章車輛的車主，并實施通信費的補收手續。
【ETC系統構成】
1.車載單元
2.路測單元
3.DSRC協議
【ETC與RFID】
ETC是RFID中的一個分支。現在一般用有源2.45GHZ，這個頻段的特點是識別距離遠，缺點是標簽帶有電池，成本較高，，需要定期更換電池。
【UWB技術】
超寬帶技術UWB是一種無線載波通信技術，它不采用正弦載波，而是利用納秒至微微秒級窄脈沖傳輸數據，所以它也被成為無線電領域的一次革命性進展。
【技術原理】
UWB技術最基本的工作原理是發送和接受脈沖間隔嚴格受控的高斯單周期超短時脈沖，超短時單周期脈沖決定了信號的帶寬很寬，接受機直接用一級前端交叉相關器就把脈沖序列轉換成基帶信號，省去了傳統通信設備中的中頻級，極大地降低了設備的復雜性。
USB系統采用相關接受技術，關鍵部位稱為相關器。相關器用準備好的模板波形乘以接受到的射頻信號，再積分就得到一個直流輸出電壓。相乘器實質上是改進了延遲探測器，模板波形匹配時，相關器的輸出結果量度了接收到的單周期脈沖和模板波形的相對時間位置差，
值得注意的是，雖然UWB信號幾乎不對工作于同一頻率的無線設備造成干擾。但是所有帶內的無線電信號都是對UWB信號的干擾，UWB可以綜合運用偽隨機編碼和隨機脈沖位置調制以及相關解調技術來解決這一問題。
【UWB的技術特點】
1.系統結構的實現比較簡單：當前的無線通信技術所使用的通信載波是連續的電波，載波的頻率和功率在一定范圍內變化，從而利用載波的狀態變化來傳輸信息。而UWB則不使用載波，它通過發送納秒級脈沖來傳輸數據信號。
2.高速的數據傳輸：UWB 以非常寬的頻率帶寬來換取高速的數據傳輸，并且不單獨占用現在已經擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無線技術使用的頻帶。
3.功耗低：WB 系統使用間歇的脈沖來發送數據，脈沖持續時間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns 之間，有很低的占空因數，系統耗電可以做到很低，在高速通信時系統的耗電量僅為幾百μW～幾十mW。民用的UWB 設備功率一般是傳統移動電話所需功率的1/ 100 左右，是藍牙設備所需功率的1/ 20 左右。軍用的UWB 電臺耗電也很低。
4.安全性高：作為通信系統的物理層技術具有天然的安全性能。
5.多徑分辨能力強：由于常規無線通信的射頻信號大多為連續信號或其持續時間遠大于多徑傳播時間， 多徑傳播效應限制了通信質量和數據傳輸速率。
6.定位精確：沖激脈沖具有很高的定位精度，采用超寬帶無線電通信，很容易將定位與通信合一，而常規無線電難以做到這一點。
7.工程簡單造價便宜：在工程實現上，UWB比其它無線技術要簡單的多，可全數字化實現。
本文來源于：鼎酷IOT部落