射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是通过无线电波实现读写器与电子标签数据通信的非接触式自动识别技术，可精准识别目标，广泛应用于动物识别、汽车防盗、门禁管理、生产线自动化及物料追踪等领域。

射频识别是一种利用无线射频实现非接触双向数据通信的自动识别技术。系统由读写器（含天线）和电子标签组成，读写器发射特定频段的射频信号形成电磁场，标签在该场内通过感应获得能量并以负载调制或反向散射调制方式（在HF频段常采用负载调制，UHF频段常采用反向散射调制）将存储的唯一标识或业务数据回传，实现快速识别与信息交换。

为保证不同频段、不同厂商的产品能够互操作，国际标准化组织 ISO与IEC 共同制定了 ISO/IEC 18000系列空中接口标准，覆盖LF、HF、UHF以及微波频段，并细分为1­7部分，分别对应135 kHz、13.56 MHz、2.45 GHz、860­960 MHz、433 MHz等常用频段。这些标准规定了射频功率、调制方式、冲突仲裁和数据编码等关键技术参数，为全球RFID系统的兼容性提供了统一框架。

凭借非接触、读写速度快、可并发读取的特性，RFID已广泛应用于物流仓储、交通收费、身份认证、防伪溯源、资产管理等场景，成为物联网时代实现全链路可视化与智能化的核心支撑技术之一。

1. 初期概念与雷达/应答器（1940 ~ 1960 年代）

• RFID的雏形可追溯至二战期间的敌我识别（IFF）系统，其原理在1948年由哈里·斯托克曼系统阐述，首次实现了对移动目标的无线识别。

• 1950 ~ 1960年代，学术界开始系统化理论研究，哈里·斯托克曼（Harry Stockman）发表《利用能量反射的方法进行通信》奠定了反向散射原理的基础。

2. 实验室原型与早期应用（1970 ~ 1980 年代）

• 1973年，IBM 研发出首台基于被动标签的原型“应答器装置”，实现了无需电池的无线通信。

• 1970 ~ 1980年代，实验室对 RFID在动物追踪、工厂自动化等场景进行探索，出现了长距离应答器系统和早期的实验性标签。

3. 标准化与商业化起步（1990 ~ 2000 年代）

• 1990年代，随着ISO/IEC 18000系列标准的制定，RFID进入统一规范阶段，技术成熟度显著提升。

• 1999 ~ 2003年，美国零售巨头沃尔玛率先在供应链中大规模部署UHF被动标签，标志着 RFID商业化的突破。

• 2000年代初，被动RFID标签被嵌入护照、身份证等官方文件，推动了公共安全与身份识别的应用。

4. 大规模产业化与多领域渗透（2000 ~ 2010 年代）

• 2005年左右，标签成本降至每只约 0.1 美元，促使零售、物流、资产管理等行业快速采纳 RFID。

• 2009 ~ 2012年，近场通信作为RFID的低频分支进入移动支付、门禁等消费场景。

• 2010年代，RFID与传感技术结合，出现了RFID 传感标签（温湿度、压力等），为工业物联网（IIoT）提供了“感知+识别”一体化解决方案。

5. 物联网时代的深化与智能化（2015 ~ 2025年）

• 2015 ~ 2020年，RFID 在供应链、垂直行业（医疗、食品安全、智能制造）中的渗透率显著提升，形成从供应链助手到垂直市场应用，再到泛在定位三大阶段的演进路径。

• 2020年代，低功耗、微型化、可编程的UHF-HF双频标签 与AI驱动的数据分析平台 结合，实现了实时资产追踪、预测性维护等高级功能。

• 2023 ~ 2025年，随着5G与边缘计算的普及，RFID与高速网络的融合进一步提升了读取距离与数据吞吐，推动了 智慧工厂、智慧物流、智慧城市 等场景的落地。

总的来说，射频识别技术从二战时期的雷达应答器概念，经过理论奠基、实验原型、标准制定、成本下降与产业化，逐步演化为物联网时代的核心感知技术。每一阶段的关键突破都为后续的行业应用和智能化发展提供了坚实基础。随着 5G、AI与新材料的持续推动，RFID正向全场景、全链路的智能化迈进。

1.组成部分

RFID系统通过无线电波实现非接触式的数据交换，基本流程如下：

（1）读写器通过天线发射特定频率的射频信号。

（2）被动标签依赖射频能量，半主动/主动标签使用自身电源，随后激活内部芯片。

（3）芯片将存储的唯一标识或其他数据调制到返回的射频信号上（背散射或主动发射）。

（4）读写器接收标签返回的信号，解调后得到数据。

（5）读取到的数据通过有线或无线接口传输到 主机/中间件，再交由上层业务系统（ERP、WMS、门禁系统等）进行处理、存储和应用。

这一闭环过程实现了无需物理接触、快速批量读取的特性。

（1）通信方式

● 背散射（Backscatter）：被动标签通过调制反射的射频信号返回读写器，是最常见的低功耗实现方式。

● 主动发射：主动标签自行产生射频信号，读取距离更远，适用于资产追踪、车辆监控。

（2）安全与防碰撞

● 可采用加密协议（如某些遵循ISO/IEC 29167标准的安全RFID）来增强防窃听和防伪造能力。

● 多标签防碰撞技术(如ALOHA、树形算法)保证同一时间内读取多个标签而不冲突。

射频识别技术的常见分类方式主要有三种：

● 按工作频段划分：低频（LF，≈125 kHz）、高频（HF，13.56 MHz）和超高频（UHF，860­960 MHz）等，决定了读取距离和抗干扰能力。

● 按供电方式划分：被动（Passive）、半主动(Semi-active)和主动（Active）三类，是区分标签能量来源的核心方式。

● 按标签结构划分：有芯片标签（内置微处理芯片）和无芯片标签（仅靠天线结构编码），分别对应高容量/高安全和低成本/一次性应用。

其中按照供电方式的一划分方式在学术文献和行业标准中被广泛采用。

被动标签内部没有任何电源，它完全依赖读取器发射的射频信号来为芯片供电并通过背散射调制将信息返回读取器。由于没有电池，成本最低、体积最小且寿命几乎无限，因而在商品防伪、图书馆图书管理、门禁卡等需要大批量部署且对读取距离要求在几厘米到数米之间的场景中得到广泛应用。然而，被动标签的信号强度受限，读取距离通常在几米以内，且在金属或高湿环境中容易受到衰减，这也是其局限所在。

半主动标签在芯片内部配备了小容量电池，电池的唯一作用是为芯片提供持续的工作电压，而实际的信号传输仍然依赖读取器的射频能量。正因为有了内部电源，半主动标签的背散射信号更强，读取距离可显著提升至数十米。与此同时，半主动标签仍保持相对较低的功耗和较小的体积，成本略高于纯被动标签但远低于主动标签。正是这种“供电与通信分离”的特性，使得半主动标签在需要实时追踪且对成本敏感的物流、资产管理以及温湿度监测等场景中表现突出，能够在不频繁更换电池的前提下实现较远距离的可靠读取。

主动标签则在标签内部集成了完整的电池系统，既为芯片供电，又为射频发射器提供能量，使其能够主动向读取器发送信号而不依赖外部射频场。由于拥有独立的电源，主动标签的读取距离最为可观，常见的商业实现可以达到数十米甚至上百米，且信号强度足以穿透金属和液体等复杂介质。此外，主动标签往往配备更大的存储空间和多种传感器，能够实现环境监测、位置定位和状态报告等高级功能，因而在供应链全程可视化、冷链物流、危险品监控以及大型设施资产的实时管理中得到广泛应用。然而，主动标签的成本最高，体积相对较大，电池寿命受限于使用频率，一般在数年到十年之间，需要定期更换或回收。

● 非视距读取：无需直接视线即可识别标签，支持一次读取数百个标签，UHF频段的读取距离通常可达数米至十米以上。

● 高速批量读取：在供应链、仓储等场景实现秒级批量扫描，提高作业效率。

● 双向通信与大容量：标签可写入数据，存储容量远超条形码，支持唯一标识和后续信息更新。

● 多频段适配：低频穿透力强、成本低；高频适用于智能卡；超高频提供长距离和高速读取；微波频段适合更高带宽的物联网应用。

● 环境适应性：在金属、液体等复杂介质上可通过特殊天线实现可靠读取，广泛用于物流、医疗、资产管理等领域。

● 初期部署成本较高：UHF读取器和天线价格相对条形码系统更昂贵，尤其在大规模部署时成本压力明显。

● 受干扰影响：多路径、射频干扰以及金属屏蔽会降低读取率，需要额外的硬件或算法优化。

● 标签寿命与防护：部分芯片式标签在恶劣环境下寿命受限，且防水防尘等级需额外设计。

● 隐私与安全风险：标签可被未授权读取，需配合加密或认证机制防止信息泄露。

RFID能在仓储、装卸、运输等环节实现非视距批量读取，单次可批量识别数十至数百个标签，读取距离可达数米至十余米，显著提升盘点速度和库存准确率。通过在托盘、集装箱上贴标，信息可在整个供应链中实时同步，实现“从工厂到门店”的全程可视化，缩短订单响应时间并降低缺货风险。防碰撞协议保证多标签同时读取而不产生冲突，进一步提升吞吐量。然而标签成本和系统集成难度仍是中小企业的主要障碍，需要通过标准化和规模化采购降低费用。

在零售场景，RFID从商品入库到上架再到结账全流程追踪，实现智能货架、快速盘点和无感结账等新业务模式。沃尔玛等大型零售商通过强制供应商在商品上贴RFID，实现库存准确率提升10%以上、缺货率下降近20%。店内实时库存数据支持自动补货和动态定价，提升销售额和客户满意度。同时，RFID与移动终端结合，可为消费者提供商品来源、保质期等信息，增强透明度和信任感。成本仍高于条码，需在高价值商品或全渠道布局中先行试点。

在制造业，RFID被用于部件追踪、工序监控和成品出库，能够在装配线上实时记录每个零部件的流转路径，帮助实现精益生产和质量追溯。防碰撞技术使得生产线上的多标签同步读取成为可能，显著缩短工序间的等待时间。通过与MES系统集成，生产计划可根据实时库存自动调整，提高产能利用率。主要挑战在于金属环境对读取的干扰以及标签在高温、高压工序中的耐久性，需要选用专用高频或耐高温标签。

医院资产管理和药品追踪是RFID的重要应用场景。通过在药品包装、手术器械和患者腕带上嵌入被动标签，可实现药品批次追溯、器械定位和患者移动监控，降低误发药和器械丢失风险。系统还能记录药品的存储温度和有效期，满足药品监管要求。为保障患者隐私，需通过系统层加密或访问控制机制，防止未经授权的读取。虽然硬件成本相对较高，但在大型医院的资产管理中已显示出显著的成本回收效果。

RFID 在交通领域主要用于车辆识别、电子收费和道路安全监测。高速公路电子收费系统通过车载标签实现每小时上千辆车的快速通行，处理能力远超人工收费，可实现高速不停车通行。道路侧读写器配合标签可检测逆行车辆、实时统计车流量，并在恶劣天气下仍保持可靠通信，支持智能交通信号优化。此外，RFID还能用于交通标志和设施的资产盘点，实现巡检自动化。面临的技术难点包括高速移动下的读取距离和多标签冲突，需要采用高频长距离标签和多天线布局。

在农产品生产、冷链物流和食品追溯中，RFID提供从田间到餐桌的全程可视化。标签可记录采摘时间、加工批次和运输温湿度，实现“从农场到餐桌”的实时追溯，快速定位食品安全事件的源头。在冷链监测中，带有温度传感的RFID标签能够间隔记录温度波动，确保易腐食品在运输过程中的质量。农业机械、牲畜和温室作业也可通过RFID实现自动化管理，提高资源利用率和产量。成本、标准化和数据安全仍是推广的主要瓶颈，需要行业协同制定统一协议并结合区块链等技术提升可信度。

总的来说，射频识别技术已在供应链、仓储、零售、制造、医疗、交通和农业等多个领域实现落地，凭借非视距批量读取、双向通信和高容量存储，显著提升了信息可视化和运营效率。随着标签成本下降、标准化进程加快以及与物联网、区块链等新技术的融合，RFID的应用范围正向更高频率、更长距离和更强安全性的方向演进。然而，金属干扰、隐私保护和系统集成成本仍是制约其全面普及的关键因素，未来的创新应聚焦于低成本耐环境标签、加密协议以及跨行业数据共享平台的建设。

利用深度学习、频谱分析等算法对RFID信号进行特征提取和异常检测，提升在低信噪比、金属干扰等复杂环境下的读取准确率；同时将海量读取数据接入大数据平台，实现供应链、制造和零售的实时可视化、预测分析与智能决策。

采用FR4基板、微带天线设计的抗金属/液体标签，或利用材料特性的无芯片（Chipless）RFID标签，实现了在复杂介质上的可靠读取，单个被动标签成本已降至5–15 美分，满足大规模部署需求。

RFID 与激光雷达、视觉摄像头等传感器融合，实现空间定位、姿态识别等多模态功能；轻量化的Edge‑AI模型（CNN、Transformer‑Encoder）可在 Raspberry Pi等边缘设备上实时完成特征提取与身份鉴别，降低对云端的依赖。

基于 RF 指纹的硬件身份认证结合动态加密、稀疏神经网络剪枝等技术，可在资源受限的终端实现 99 % 以上的识别率，同时保持模型体积与功耗的极致压缩，提升系统抗攻击能力。

UHF、HF、LF 多频段统一协议正在推进，促进跨行业、跨地区系统的互操作性；RFID 与 5G/6G、区块链等新基建技术的接口规范也在制定，为供应链溯源和可信数据共享提供底层支撑。

低成本 FR4 天线与芯片无标签传感器可实现可回收、可重复使用的托盘与包装监控，配合物联网冷链监测，帮助企业降低包装废弃物并实现碳排放监控。

射频识别正从单一的“读取‑写入”工具向智能感知平台演进。AI‑驱动的信号处理、耐环境低成本标签、多模态融合与边缘计算共同构建了更高效、更安全、更可持续的应用生态。随着标准化进程加速和新基建（5G/6G、物联网）布局完善，RFID 将在智慧城市、工业互联网、全链路数字化等关键领域发挥核心作用，成为实现高效可视化运营的关键技术之一。