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1、射频识别RFID原理与应用 1 一 自动识别 数据采集 识别 1 人工采集2 自动识别 条码 RFID RadioFrequencyIdentification 接触式IC卡 生物特征识别 指文 人脸 语音 光学字符识别 OpticalCharacterRecognition OCR 等 2 二 什么叫射频识别RFID 射频识别是无线电频率识别 RadioFrequencyIdentification RFID 的简称 是一种非接触式的自动识别技术 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据 识别工作无须人工干预 可工作于各种恶劣环境 RFID技术可识别高速运动物体 并可同时识别多个标签 操
2、作快捷方便 RFID是一种简单的无线系统 只有两个基本器件 该系统用于控制 检测和跟踪物体 系统由一个阅读器 或询问器 和很多标签 或应答器 组成 3 RFID的基本原理框图 4 RFID应用系统的组成结构图 5 利用中间件的网络应用的结构图 6 1 高层的作用 对于独立的应用 阅读器可以完成应用的需求 例如 公交车上的阅读器可以实现对公交票卡的验读和收费 针对RFID的具体应用 需要在高层将多阅读器获取的数据有效地整合起来 提供查询 历史档案等相关管理和服务 更进一步 通过对数据的加工 分析和挖掘 为正确决策提供依据 这就是所谓的信息管理系统和决策系统 7 2 中间件与网络应用 RFID中间
3、件是介于RFID阅读器和后端应用程序之间的独立软件 能够与多个RFID阅读器和多个后端应用程序连接 应用程序使用中间件所提供的一组通用应用程序接口 API 就能连接到RFID阅读器 读取RFID应答器数据 这样一来 即使当存储应答器信息的数据库软件改变 后端应用程序增加或改由其他软件取代 阅读器种类增加等情况发生时 应用端不需要修改也能应对这些变化 从而减轻了多对多连接的设计与维护的复杂性 8 3 RFID的工作频率 1 低频 LF 频率范围为30 300kHz 工作频率低于135kHz 最常用的是125kHz 2 高频 HF 频率范围为3 30MHz 工作频率为13 56MHz 7kHz 3
4、 特高频 UHF 频率范围为300MHz 3GHz 工作频率为433MHz 866 960MHz和2 45GHz 4 超高频 SHF 频率范围为3 30GHz 工作频率为5 8GHz和24GHz 但目前24GHz基本没有采用 9 其中 后3个频段为ISM IndustrialScientificMedical 频段 ISM频段是为工业 科学和医疗应用而保留的频率范围 不同的国家可能会有不同的规定 UHF和SHF都在微波频率范围内 微波频率范围为300MHz 300GHz 在RFID技术的术语中 有时称无线电频率的LF和HF为RFID低频段 UHF和SHF为RFID高频段 RFID技术涉及无线电
5、的低频 高频 特高频和超高频频段 在无线电技术中 这些频段的技术实现差异很大 因此可以说 RFID技术的空中接口覆盖了无线电技术的全频段 10 4 应答器 应答器在某种应用场合还有一些专有的名称 如射频卡 也称为非接触卡 标签等 但都可统称为应答器 11 应答器的主要性能参数 工作频率 读 写能力 编码调制方式 数据传输速率 信息数据存储容量 工作距离 多应答器识读能力 也称为防碰撞或防冲突能力 安全性能 密钥 认证 等 12 应答器的分类 根据应答器是否需要加装电池及电池供电的作用 可将应答器分 为无源 被动式 半无源 半被动式 有源 主动式 13 应答器电路的基本结构和作用 14 5 阅读
6、器 读写器和基站 阅读器的功能 1 以射频方式向应答器传输能量 2 从应答器中读出数据或向应答器写入数据 3 完成对读取数据的信息处理并实现应用操作 4 若有需要 应能和高层处理交互信息 15 阅读器电路的组成框图 16 三 RFID的耦合方式 根据射频耦合方式的不同 RFID可以分为 电感耦合方式 磁耦合 反向散射耦合方式 电磁场耦合 17 电感耦合方式 18 负载调制的原理示意图 19 1 应答器的能量供给2 应答器向阅读器的数据传输3 阅读器向应答器的数据传输 20 电感耦合方式的变型 1 电感耦合的时序方式 2 扫频法 3 分频信号检测法 21 时序方式中能量与数据传输图 22 扫频信号的波形图 23 扫频法的工作原理图 24 分频信号检测法的工作原理图 25 反向散射耦合方式 26 声表面波应答器图 27 二极管的非线性产生谐波频率 28 谐波检测法的原理图 29 30
