RFID是一種射頻識別系統(tǒng)。典型的RFID系統(tǒng)主要由讀寫器、電子標簽、中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件四部分構(gòu)成，一般把中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件統(tǒng)稱為應(yīng)用系統(tǒng)。
   RFID電子標簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，高容量電子標簽有用戶可寫入的存儲空間，附著在物體上標識目標對象。電子標簽又稱射頻標簽、電子標簽、數(shù)據(jù)載體。

   RFID讀寫器（Reader）：也稱閱讀器、讀取器，讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式；因為實際需求的原因，它一般都帶與計算機連接的接口。
   RFID天線（Antenna）：是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機的射頻信號功率接收或輻射出去的裝置，在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。它分為標簽天線和讀寫器天線兩種。標簽天線的目的是傳輸最大的能量進出標簽芯片：發(fā)射時，把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波；接收時，把電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流。
在實際RFID解決方案中，不論是簡單的RFID系統(tǒng)還是復(fù)雜的RFID系統(tǒng)都包含一些基本組件。這些基本組件分為硬件組件和軟件組件。
     若從功能實現(xiàn)的角度觀察，可將RFID系統(tǒng)分成邊沿系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分，這種觀點與現(xiàn)代信息技術(shù)觀點相吻合。圖4-3中的邊沿系統(tǒng)主要完成信息的感知，屬于硬件組件部分；軟件系統(tǒng)主要完成信息的處理和應(yīng)用；通信設(shè)施主要負責(zé)整個RFID系統(tǒng)的信息傳遞。
     RFID系統(tǒng)中的硬件組件包括電子標簽、讀寫器、傳感器/執(zhí)行器/報警器和邊沿接口電路、控制器和天線；該系統(tǒng)中當然還要有主機，用于處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件程序，并連接網(wǎng)絡(luò)。

1.RFID電子標簽
    RFID電子標簽也稱應(yīng)答器或智能標簽（Smart Label），是一個微型的無線收發(fā)裝置，主要由內(nèi)置天線和芯片組成。電子標簽是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，其芯片中存儲有能夠識別目標的信息。它根據(jù)應(yīng)用場合不同表現(xiàn)為不同的應(yīng)用形態(tài)，如在動物跟蹤和追蹤領(lǐng)域中稱為動物標簽或動物追蹤標簽、電子狗牌；在不停車收費或車輛出入管理等車輛自動識別領(lǐng)域中稱為車輛遠距離IC卡、車輛遠距離射頻標簽或電子牌照；在訪問控制領(lǐng)域中稱為門禁卡或一卡通。
電子標簽內(nèi)部各模塊的功能描述如下。
（1）天線：用來接收由讀寫器送來的信號，并把要求的數(shù)據(jù)送回給讀寫器。
（2）電壓調(diào)節(jié)器：把由讀寫器送來的射頻信號轉(zhuǎn)換為直流電源，并經(jīng)大電容儲存能量，再經(jīng)穩(wěn)壓電路來提供穩(wěn)定的電源。（3）調(diào)制器：邏輯控制電路送出的數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制后加載到天線送給讀寫器。
（4）解調(diào)器：去除載波以取出真正的調(diào)制信號。
（5）邏輯控制單元：用來譯碼由讀寫器送來的信號，并依其要求回送數(shù)據(jù)給讀寫器。
（6）存儲單元：包括EEPROM與ROM，作為系統(tǒng)運行及存放識別數(shù)據(jù)的位置。
RFID標簽具有持久性，信息接收傳播穿透性強，存儲信息容量大、種類多等特點。它根據(jù)組成原理和工作方式不同，分為有源電子標簽、半有源電子標簽、無源電子標簽。
1）RFID無源電子標簽
     無源電子標簽無板載電源，其電源由讀寫器供給。它必須利用讀寫器的載波來調(diào)制自身的信號，其產(chǎn)生電能的裝置是天線和線圈。當無源電子標簽進入RFID系統(tǒng)工作區(qū)后，天線接收特定的電磁波，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流供給標簽工作。無源電子標簽與讀寫器之間的通信總是由讀寫器發(fā)起，然后標簽響應(yīng)，再由讀寫器接收標簽發(fā)出的數(shù)據(jù)。無源電子標簽的讀寫距離小于有源和半有源電子標簽的讀寫距離，一般為3cm～9m。無源電子標簽由微芯片和標簽天線組成。
     ① 微芯片。微芯片主要由數(shù)字電路及存儲器組成，電源控制/整流模塊將讀寫器發(fā)出的天線電磁波交流信號經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流電源，為微芯片及其組件工作供電；時鐘從讀寫器的天線信號中提取時鐘信號；調(diào)制器調(diào)制接收到的讀寫器信號，標簽對接收的調(diào)制信號做出響應(yīng)，然后將其傳回讀寫器；邏輯單元負責(zé)標簽和讀寫器之間通信協(xié)議的實施；存儲器用于存儲微處理器記憶數(shù)據(jù)，存儲器一般是分段的（分塊或字段），尋址能力就是地址讀寫范圍，不同的分塊可以存儲不同的數(shù)據(jù)類型，如部分標記標簽對象的標識數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)校驗部分（循環(huán)冗余校驗（CRC碼））保證發(fā)送數(shù)據(jù)的準確性等。近年來，隨著技術(shù)的進步，可以將小規(guī)模的微芯片做得很小，然而，一個電子標簽的物理尺寸不僅取決于它的芯片的大小，還與其標簽天線有關(guān)。
     ② 天線。這里主要是指標簽天線，標簽天線是電子標簽與讀寫器的空中接口，不管是何種電子標簽，其讀寫設(shè)備均少不了標簽天線或耦合線圈。標簽天線用于接收讀寫器的射頻能量和相關(guān)的指令信息，以及發(fā)射帶有標簽信息的反射信號。一般的，一個標簽天線的長度遠超過微芯片的大小，因此天線尺寸決定一個電子標簽的物理尺寸。標簽天線的設(shè)計可以基于如下幾個因素：①電子標簽與讀寫器之間的距離；②電子標簽與讀寫器之間的方位和角度；③產(chǎn)品類型；④電子標簽的運動速度；⑤讀寫器天線極化類型。微芯片和標簽天線之間的連接點是電子標簽最薄弱的地方，如果這些連接點受損，則電子標簽可能失效或性能顯著下降。
   無源電子標簽具有構(gòu)造簡單、價格低、壽命長、抗惡劣環(huán)境等特點。例如，有的可以在水下工作，有的具有抗化學(xué)腐蝕、抗酸能力。
   無源電子標簽廣泛用于各種場合，如門禁或交通系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)、身份證、消費卡等。
2）RFID有源電子標簽
有源電子標簽有一個板載電源（如電池或太陽能電池），它可為標簽的電子電路工作提供能量。有源電子標簽可以主動向讀寫器發(fā)送數(shù)據(jù)，它不需要讀寫器發(fā)射能量來激活數(shù)據(jù)的傳輸。其板載電子電路包括微處理器、傳感器、輸入/輸出端口和電源電路等。因此，這類電子標簽可以測量環(huán)境溫度和生成平均溫度數(shù)據(jù)，然后可將這些數(shù)據(jù)、當時日期和唯一標識符等發(fā)送給讀寫器。
有源電子標簽與讀寫器之間的通信始終都是由標簽主動發(fā)起的，然后由讀寫器做出響應(yīng)。在這類標簽中，不管讀讀寫器是否存在，標簽都能夠連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。
有源電子標簽的閱讀距離一般可以在30m以上。有源電子標簽通常包括微芯片、標簽天線板載電源，而半有源標簽一般有由銅薄帶金屬組成的板載電源、無線、芯片等組成部分。其微芯片和標簽天線的構(gòu)成與無源電子標簽相同，區(qū)別在于板載電源和板載電子電路部分。
① 板載電源。所有的有源電子標簽都有板載電源（電池），它可為板載電子電路提供能量和發(fā)送數(shù)據(jù)。根據(jù)電池的使用壽命，一般有源電子標簽的壽命為2～7年，決定其壽命的因素之一是電子標簽發(fā)送數(shù)據(jù)的時間間隔，間隔越大，電池持續(xù)時間越長，電子標簽的壽命越長。例如，電子標簽由每隔幾秒鐘發(fā)送一次增加到每分鐘發(fā)送一次或每小時發(fā)送一次，這樣會增加電池的壽命。另外，板載傳感器和處理器也會消耗電能，縮短電池壽命。當電池消耗完后，電子標簽就停止發(fā)送數(shù)據(jù)，此時即使電子標簽在讀寫器的讀取范圍內(nèi)，讀寫器也無法讀取標簽信號，除非電子標簽向讀寫器發(fā)送電池狀態(tài)信息。
② 板載電子電路。板載電子可以使電子標簽主動發(fā)送數(shù)據(jù)和完成一項特殊任務(wù)，如計算、顯示某種參數(shù)值，執(zhí)行傳感器感知等。它還可以提供與外部傳感器的連接。因此根據(jù)傳感器的類型，這類電子標簽可以完成各種各樣的感知任務(wù)。換句話說，這個元件的功能是無限的，但是其功能和物理大小是呈比例的，功能越強，物理大小越大，不過只要電子標簽易于部署和沒有硬件大小的限制，則這種增長是可以接受的。
3）RFID半有源電子標簽
半有源電子標簽也有板載電源和完成特殊任務(wù)的電子元件，板載電源僅僅為電子標簽的運算操作提供能量，其發(fā)送信號由讀寫器供電。半有源電子標簽也稱電池輔助電子標簽。在電子標簽和讀寫器之間的通信過程中，始終是讀寫器處于主動發(fā)起方，電子標簽被動式響應(yīng)。為什么使用半有源電子標簽而不使用無源電子標簽?首先，因為半有源電子標簽不像無源電子標簽?zāi)菢佑勺x寫器來激活，所以它可以讀取一個更遠距離的讀寫器信號。其次，在讀寫器區(qū)域內(nèi)，由于無須通電激活，電子標簽有充分的時間被讀寫器讀取數(shù)據(jù)，所以即使電子標簽?zāi)繕嗽诟咚僖苿?，它仍可被可靠地讀取數(shù)據(jù)。最后，半有源電子標簽通過使用透明和吸附性材料的射頻使其具有更好的可讀性。在理想條件下，半有源電子標簽使用反向散射調(diào)制技術(shù)，其讀寫器距離大約在30m以內(nèi)。2.讀寫器
讀寫器是一個捕捉和處理RFID標簽數(shù)據(jù)的設(shè)備，它可以是單獨的個體，也可以嵌入其他系統(tǒng)之中。讀寫器也是構(gòu)成RFID系統(tǒng)的重要部件之一，由于它能夠?qū)?shù)據(jù)寫到RFID標簽中，所以稱之為讀寫器。但早期由于其功能單一，所以在許多文獻中稱之為讀寫器、查詢器等。讀寫器還負責(zé)與主機接口，即通過計算機軟件來讀取或?qū)懭腚娮訕撕瀮?nèi)的數(shù)據(jù)信息。由于電子標簽是非接觸式的，所以必須借助讀寫器來實現(xiàn)電子標簽和應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。
（1）讀寫器的組成結(jié)構(gòu)
        讀寫器的硬件部分通常由收發(fā)機、微處理器、存儲器、I/O接口、通信接口及電源等部件組成
（2）讀寫器的功能
        在RFID系統(tǒng)中，讀寫器和電子標簽的所有行為均由應(yīng)用軟件來控制完成。應(yīng)用軟件作為主動方對讀寫器發(fā)出讀寫指令，而讀寫器則作為從動方只對應(yīng)用軟件的讀寫指令做出回應(yīng)。讀寫器接收到應(yīng)用軟件的動作指令后，回應(yīng)的結(jié)果就是對電子標簽做出相應(yīng)的動作，建立某種通信關(guān)系。讀寫器觸發(fā)電子標簽工作，并對所觸發(fā)的電子標簽進行身份驗證，然后電子標簽開始傳送所要求的數(shù)據(jù)信息。具體來說，讀寫器具有以下功能：
① 在規(guī)定的技術(shù)條件下，可與電子標簽進行通信；
② 通過標準接口，如RS-232等，

3.RFID控制器
  控制器是讀寫器芯片有序工作的指揮中心，其主要功能是：與應(yīng)用系統(tǒng)軟件進行通信；執(zhí)行從應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)來的動作指令；控制與電子標簽的通信過程；基帶信號的編碼與解碼；執(zhí)行防碰撞算法；對讀寫器和電子標簽之間傳送的數(shù)據(jù)進行加密和解密；進行讀寫器與電子標簽之間的身份認證；對鍵盤、顯示設(shè)備等其他外部設(shè)備進行控制。

4.RFID讀寫器天線
   天線是一種以電磁波形式把前端射頻信號功率接收或輻射出去的設(shè)備，是電路與空間的界面器件，用來實現(xiàn)導(dǎo)行波與自由空間波能量的轉(zhuǎn)化。在RFID系統(tǒng)中，天線分為電子標簽天線和讀寫讀寫器天線兩大類，分別承擔(dān)接收能量和發(fā)射能量的作用。
在選擇讀寫器天線時應(yīng)考慮的主要因素有：天線的類型；天線的阻抗；應(yīng)用到物品上的電子標簽的性能；在有其他物品圍繞貼標簽物品時射頻的性能。

5.RFID通信設(shè)施
   通信設(shè)施為不同的RFID系統(tǒng)管理提供安全通信連接，是RFID系統(tǒng)的重要組成部分。通信設(shè)施包括有線或無線網(wǎng)絡(luò)和讀寫器或控制器與計算機連接的串行通信接口。無線網(wǎng)絡(luò)可以是個域網(wǎng)（PAN）（如藍牙技術(shù)）、局域網(wǎng)（如802.11x、WiFi），也可以是廣域網(wǎng)（如GPRS、3G技術(shù)）或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)（如同步軌道衛(wèi)星L波段的RFID系