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物联网设备的标识技术

物联网主要由三个方面关键技术:连接、标识以及数据的操作。


在前面的文章中,我们已经谈了很多关于物联网中物体如何连接网络的技术,而实际上物体的标识才是物联网实现的第一步,就是我们要唯一地标识和区分每一个物体。


以RFID为代表的物体标识技术曾经几乎就是物联网的代名词,而今RFID的演进技术NFC又在各个领域发挥着重要作用。通过这篇文章,我们来聊一聊物联网设备的标识技术,RFID与NFC究竟有什么关系?


RFID


非接触式射频识别(RFID)本质上也是一种无线通信技术,也是通过无线电磁波来传送数据。不过和一般的通信技术不一样的是它的用途,不是打电话,或者发短信,RFID主要用来识别和跟踪物体上绑定的标签,从而实现对物体的管理。



RFID技术广泛应用于仓储物流中,用于对货物进行跟踪


RFID系统使用标签(Tag)来识别物体。除了标签,RFID系统还有一个双向无线收发机,被称为读写器(Interrogator/Reader),向标签发送信号,并读取标签的反馈。




RFID系统由读写器与标签组成



RFID分为被动式RFID与主动式RFID。被动RFID一般是指不带电池的无源RFID,其完全依赖于接收电磁波来驱动电路工作,标签的可识别距离不会变化。主动RFID系统一般指有源的RFID标签,其可识别距离会随着电量的减少而降低。


采用RFID技术的ETC系统让通行更加方便


主动RFID一般识别距离都比较长,比如高速公路自动收费站以及自动停车场的ETC系统,一般都采用工作于2.4GHz的主动RFID。不过ETC标签中有一个电池,要是电池没电,就需要更换电池才可以工作。


RFID标签


RFID标签由集成电路(IC: Integrated Circuit)和天线两个部分组成:


IC用来存储和处理数据,对RF信号进行调制和解调,另外还需要从读写器发出的信号中收集能量驱动自身工作。


天线的作用就是发射和接收无线信号。



EPC码格式,EPC码可能逐渐会取代传统的UPC码,即商品条码


RFID标签中存着什么?


RFID标签中存储的数据格式一般是EPC(Electronic Product Code)码。EPC码可以识别世界上所有的物体。EPC码的结构由EPCglobal Tag Data Standard标准定义,这个标准是一个公开标准,可以从EPCglobal Inc网站上面免费下载。


NFC技术


说完RFID,再来说说近场通信(NFC: Near Field Communication)。NFC是目前手机非常常见的一个通信接口。可以让智能设备通过相互靠近的方式来交换数据。NFC设备也可以与一个无源的NFC标签之间进行通信,这个通信方式就和RFID是一样的。




NFC的通信方式


NFC技术是由RFID技术演变而来,除了通信协议,NFC标准还规定了数据交换格式。在NFC单一芯片上结合了感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能,能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。


NFC与RFID的区别


(1)工作频段


NFC可以理解为RFID技术的一个子集,使用的是13.56MHz频段,而RFID还包括其他频段。


RFID的工作频段有很多,低频段有125KHz,高频段有13.56MHz,超高频段有433.92MHz、915MHz,还有微波频段的2.45GHz等。

(2)通信距离


NFC被称为近场通信,通信距离确实非常近,不超过0.1m。


RFID种类很多,可识别距离也不一样。像RFID门禁卡,识别距离和NFC差不多。但对于ETC这种应用场景,就要求识别距离比较长。长距离RFID的识别距离可达几十米甚至上百米。


(3)应用场景


RFID无论主动还是被动,主要工作还是用于对物体的识别,物流、运输、仓储都广泛使用了RFID技术来跟踪货物。


NFC芯片的集成度更高,包括了读卡器与标签于一体。另外NFC的双向通信能力得到了加强。也就是说,NFC不仅可以当做标签来做识别,还可以作为一种双向通信方式用于数据交换。目前NFC最常用于支付领域。


NFC技术被广泛应用于支付场景


总的来说,虽然NFC是在RFID技术基础上发展而来的,但是面向不同的应用场景,并不存在替代作用。况且现在RFID的应用场景还是非常多的,NFC暂时还比不了。


即使在支付领域和近距离物体识别领域,二维码在很多场景下也能起到NFC的作用,目前对智能手机来说,NFC还不是一个必需的通信接口。



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