分析射頻識別系統(tǒng)的三大組件之前，我們首先要明白該系統(tǒng)的工作原理，所謂“射頻識別技術(shù)”，就是利用電感或者電子耦合以及反向散射的傳輸特性，實現(xiàn)對物體的自動跟蹤和識別。首先，讀寫器利用天線在一定范圍內(nèi)發(fā)射射頻能量形成一個電磁場，當(dāng)附著射頻標(biāo)簽的物體進(jìn)入讀寫器的天線場范圍時，就會產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流。其次，射頻標(biāo)簽通過這種電流而獲得一定的能量，并通過標(biāo)簽內(nèi)的天線場，發(fā)出存儲在內(nèi)部芯片的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。這時候，讀寫器形成的天線場就能自動接收射頻標(biāo)簽發(fā)出的數(shù)據(jù)并進(jìn)行調(diào)制和解碼，最后送到服務(wù)器或管理系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理。下圖為射頻識別系統(tǒng)的工作原理，應(yīng)答器可以看作射頻標(biāo)簽。

　　從上圖可以看出，一個最簡單的射頻識別系統(tǒng)也具有射頻標(biāo)簽和讀寫器兩部分，當(dāng)然，還有鑲嵌在讀寫器和射頻標(biāo)簽內(nèi)部的天線。下面分別進(jìn)行分析：

　　射頻標(biāo)簽

　　射頻標(biāo)簽又稱為射頻卡或應(yīng)答器，由IC芯片與內(nèi)置天線組成，每一個射頻標(biāo)簽都有一個惟一的電子編碼，通常嵌在被識別對象上，存儲了被識別對象的各種信息和數(shù)據(jù)。擁有惟一電子編碼的還包括二維碼與一維碼（常見的國際條形碼），但很多人混淆了三者的概念。我們可以這樣區(qū)分，二維碼和一維碼是一類，它們都不能做到全方位識別，只能使用一個手持終端掃描，而且不能承受高溫高壓或者惡劣的環(huán)境。超市商品上的條形碼很容易損壞就是這個原因，而且還很容易被撕壞，在酸性和堿性的作業(yè)環(huán)境下也很極易失去識別能力。而射頻標(biāo)簽則不然，它們對惡劣環(huán)境的抗性非常強，而且不用找到標(biāo)簽的位置，只要讓應(yīng)答器靠近物體就可以識別。無論是方便性和穩(wěn)定性，射頻標(biāo)簽都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過二維碼和一維碼。

　　射頻標(biāo)簽根據(jù)供電方式、作業(yè)頻率和數(shù)據(jù)調(diào)制方式的不同，可分為三類。

　　（1）根據(jù)供電方式劃分，可分為無源射頻標(biāo)簽和有源射頻標(biāo)簽。有源和無源可以理解成有無內(nèi)置電池，有源射頻標(biāo)簽完全由內(nèi)部的電池供電，其能量儲備非常充足，可識別距離可以達(dá)到幾十米，甚至百米開外。但缺點就是價格過高，使用壽命很短。即便內(nèi)置的電池被高度壓縮，也還是要占用一定的空間，不能制作成薄卡，也不適應(yīng)在惡劣的環(huán)境下作業(yè)。

　　無射頻標(biāo)簽無需內(nèi)置電池，依靠耦合讀寫器發(fā)射的電磁場能量獲得自己的作業(yè)能源，具有重量輕、壽命長、體積小、成本低等顯著特點。另外，它對惡劣環(huán)境的抗性也較強。缺點是發(fā)射距離短，一般不到一米，極限距離也不過幾十米，而且需要大發(fā)射功率的讀寫器作為支持。

　?。?）根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制方式劃分，可分為被動式標(biāo)簽和主動式標(biāo)簽，主動式射頻標(biāo)簽也是自帶電池進(jìn)行供電，可以將數(shù)據(jù)主動發(fā)給讀寫器，可靠性高，傳輸距離也遠(yuǎn)。而被動式標(biāo)簽是由讀寫器先發(fā)出查詢信號激活射頻標(biāo)簽，然后進(jìn)入通信狀態(tài)。兩者各有優(yōu)缺點，具體見下表：

　?。?）根據(jù)工作頻率劃分，可以分為30～300KHz的低頻、3～30MHz的高頻、300MHz～3GHz的超高頻和2.45GHz的微波。不過，射頻識別所占據(jù)的頻段在國際上有統(tǒng)一的劃分，不同的頻段代表著不同的工作方式（電感耦合或電磁耦合）、識別范圍和設(shè)備成本等。

　　一般情況下，低頻射頻標(biāo)簽的典型頻率為125KHz和3KHz，中高頻段射頻標(biāo)簽為13.56MHz，特高工作頻率為433MHz和915MHz，微波射頻標(biāo)簽為2.45GHz和5.8GHz。下表記錄了幾個典型頻段射頻系統(tǒng)的特點。

　　傳感器

　　讀寫器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸讀寫，除了顯示射頻標(biāo)簽信息，也可以同電腦其他系統(tǒng)進(jìn)行組合，完成對射頻標(biāo)簽的各種操作。讀寫器拆分后為7部分，分別為硬盤驅(qū)動器、傳輸設(shè)備、編程器、通信器、查詢器、掃描器和讀頭。

　　讀寫器是射頻識別系統(tǒng)的重要組成部分，在識別系統(tǒng)中的作用非常重要，因為讀寫器的頻率決定了射頻識別系統(tǒng)的作業(yè)頻率，而讀寫器本身的功率影響著射頻識別的有效距離。讀寫器的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　（1）完成讀寫器和射頻標(biāo)簽之間的通信功能，這也是最常見的功能。

　?。?）讀寫器可以通過RS-232等接口實現(xiàn)自身與計算機(jī)之間的連接通信，并與計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，提供射頻標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)信息。

　?。?）讀寫器具備防碰撞功能，可以實現(xiàn)一個讀寫器同時解讀多個電子標(biāo)簽。

　?。?）讀寫器除了能讀取靜止的射頻標(biāo)簽，對快速移動中的電子標(biāo)簽也可以實現(xiàn)快速讀取。

　　（5）讀寫器可以檢查出解讀過程中的錯誤信息，保證顯示的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

　?。?）相對于有源電子標(biāo)簽而言，讀寫器能夠讀出內(nèi)置電池的相關(guān)信息，如電量等。

　　因此，讀寫器的主要任務(wù)是觸發(fā)存儲商品信息的射頻標(biāo)簽，并與射頻標(biāo)簽建立通信關(guān)系，在電腦與非接觸的商品之間傳輸數(shù)據(jù)，完成非接觸類通信的一系列步驟。例如，通信的建立、身份驗證和防止碰撞等都是由讀寫器來完成的。下面是讀寫器的基本工作流程圖：

　　讀寫器的基本工作流程

　　按照基本構(gòu)成來說，讀寫器分為硬件部分和軟件部分。軟件部分不需要使用者自己下載，它們在出廠時就已經(jīng)被固化在了讀寫器模塊中，可以對讀寫器接收到的指令進(jìn)行反饋、對射頻標(biāo)簽發(fā)出各種動作指令。硬件部分可以簡化為控制系統(tǒng)和高頻接口，高頻接口由發(fā)送器和接收器組成，控制系統(tǒng)則采用專用集成電路和微處理器來實現(xiàn)其功能。此外，讀寫器還需要可以發(fā)射電磁波的天線。

　　高頻接口又被稱作射頻模塊，其主要功能有：高頻發(fā)射電磁波、激活射頻標(biāo)簽為自身提供能量、對發(fā)射信號進(jìn)行調(diào)制，然后將數(shù)據(jù)傳輸給射頻標(biāo)簽，并接收無線信息?？刂葡到y(tǒng)也稱為讀寫系統(tǒng)，可以與數(shù)據(jù)管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并執(zhí)行從該軟件發(fā)出來的各種指令。

　　天線

　　天線可以看作一個轉(zhuǎn)換裝置，它能將接收到的電流信號轉(zhuǎn)換成電磁波，也可以將電磁波信號轉(zhuǎn)換成電流裝置。天線在射頻識別系統(tǒng)中起到了連接和樞紐的作用，射頻標(biāo)簽和讀寫器都需要安裝天線?？梢赃@么說，天線是射頻標(biāo)簽和讀寫器的空間接口。根據(jù)射頻識別系統(tǒng)的工作原理，讀寫器和射頻標(biāo)簽之間的天線耦合分為電感耦合模式和反向散射耦合模式，分別應(yīng)用于低頻識別和微波識別。單從天線方面來說，射頻識別系統(tǒng)中一共分為兩類，一類是射頻標(biāo)簽的天線，一類是讀寫器的天線。

　　（1）射頻標(biāo)簽的天線。該類天線必須要嵌入很小的射頻標(biāo)簽內(nèi)，所以要求的體積必須要足夠小，并且要有一定的覆蓋方向性，不僅可以為射頻標(biāo)簽提供盡可能大的信號，也為其提供能量。作為射頻標(biāo)簽里易耗損的部件，天線的價格非常便宜，但在選購的時候要特別注意天線的品類、阻抗和應(yīng)用到射頻標(biāo)簽上的射頻能量。

　　（2）讀寫器的天線。射頻識別系統(tǒng)中的讀寫器必須要通過天線來發(fā)射能量，形成一定的電磁場，并通過電磁場對射頻標(biāo)簽進(jìn)行刺激和感應(yīng)。也就是說，電線所形成的磁場范圍就是識別系統(tǒng)的可讀取區(qū)域，任何識別系統(tǒng)都必須具有天線，用來發(fā)射和結(jié)束識別信號。尤其是在電感耦合識別系統(tǒng)中，讀寫器天線主要用于產(chǎn)生電磁圈，而電磁圈可以向射頻標(biāo)簽提供電源，并維持射頻標(biāo)簽和讀寫器之間的信息傳輸。所以，讀寫器的天線設(shè)計首先要保證的就是線圈的電流足夠大，這樣才能產(chǎn)生最大的磁通量。其次，功率一定要匹配，以實現(xiàn)最大程度的利用磁通量。要具備足夠的帶寬，保證信號的傳輸。