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1、I an- 1-Ji.Mii巧盘 即Lw Fn-qiMficyHlgti Ftmiwmcy-UHF1、RFID概念RFID=Radio Freque ncy + Ide ntificati on（射频标签=射频+标签）RFID是 20世纪90年代开始兴起的一种非接触自动识别技术, 它利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通 过所传递的信息实现物体识别。2什么是射频？射频是指可发射传播的电磁波，Radio Frequency简称RF射频。 每秒变化小1000次的交流电称为低频电流， 大于10000次的 称为咼频电流，而射频就是这样一种咼频电流。电磁波频率高于100khz时，可以在空气中
2、传播，并经大气层 外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。把具有远距离传 输能力的高频电磁波称为射频。1、标签仃ag）由耦合兀件及芯片组成，每个标签具有唯 一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；2、阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设 备，可设计为手持式或固定式。典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元、振荡电路以及阅读器天线几 部分3、天线（Antenna）:在标签和读取器间传递射频信号。 二、RFID系统工作原理羽式暫体m.*乐W4,JUbflT-SP9.*1*二瞬S.畔 k. e ,131 In!-Sr旳硏挺0ES叫-S断.lUtFFFmr勒百宀亠S那
3、、1AM-炭 叶1*-*）点黑严rA-Ail一立2V-5”TT31无4H3、RFID的特点町皤mm碎三、RFID主要频段和特性BFID主要頻段标准及杆性|低尊rC频iteH件额卒iSS- |KHi3r SfifrfHr.JM居融MHk2. 4仔一-厉.fiCH帀场占有牽74%17%20G3引入6%3%浚取FE离1. 2m1. 2m1,仙isatjEyssys:中神伯快快枠响 JJ影响较K.聆轉大J力向性无无无wW全烛适闻频辛是f或逼笛西略5E欧盟EB3S11784/3S-14S313:000- 3L 1/1444313000-3/2 I5E昭，h B 和tEPC 6 Cl.CZ G2土賣应用范
4、国9tr理固 定iS备天燃 佗、磁农聞tjfx产 品蹄、货 聖运确空运r邮 局医彌rIflW=贷架.rr -收费站第技帕4、RFID的劣势1、首先是技术上尚未完全成熟。2、其次是国际标准的制定与推行问题3、第三是成本的问题。4、第四，RFID的大规模应用还涉及到工人失业、隐私保护 以及安全问题。5、RFID的应用工业控制、门禁、路桥收费、行李跟踪、物流、票务、动 物跟踪、运输业管理、特种容器管理、RFID的应用系统架构g g 事).Ilt-SU AUW4TMIU五四、RFID系统的分类1、按标签获取电能的方式不同，可分为： 有源射频标签（主动式标签）、无源射频标签（被动式 标签）和半主动式。有
5、源射频标签内部自带电池进行供电，电能充足、 工作可靠性高、信号传送的距离远。无源射频标签内部不带电池，要靠外界提供能量。无源射频标签具有永久的使用期，支持长时间的数据传输和 永久性的数据存储。缺点：数据传输的距离要比有源射频标 签小半主动式射频标签本身有电池，电池只对自身的数字电路供电 数据发送通过阅读器的能量场激活后，通过反射方式发送。感 应的距离较远2、按内部使用存储器类型的不同，可分为：只读标签和可读可写标签。只读标签内部只有只读存储器 (Read Only Memory，ROM) 和随机存储器(Random Access Memory, RAM)。可读可写标签内部的存储器除了ROM、R
6、AM和缓冲存储器之外，还有非活动可编程记忆存储器。3、按内部使用存储器类型的不同，可分为：只读标签和可读可写标签。只读标签内部只有只读存储器 (Read Only Memory，ROM) 和随机存储器(Random Access Memory, RAM)。可读可写标签内部的存储器除了ROM、RAM和缓冲存储器之外，还有非活动可编程记忆存储器。五、电子标签1、RFID电子标签是RFID系统中必备的一部分，相当于条 码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息。2、RFID电子标签是一种微型的无线收发装置，标签中存 储着被识别物体的相关信息，通常被安置在被识别的物体表 面上。3、当RFID电子标
7、签被RFID读写器识别到或者电子标签主 动向读写器发送消息时，标签内的物体信息将被读取或改写。4、由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和 射频天线间进行通信六、读写器与应答器的通信功能：读写器的基本功能与应用系统之间的通信功能：让应用系统能够对读写器进 行控制并处理应答器的数据信息在读写区内实现多应答器识别，完成防冲突功能校验读写过程中的错误七、电子标签的技术参数标签激活的能量要求；标签信息的读写速度：可达毫秒级； 标签信息的传输速率；标签信息的容量；标签的封装尺寸； 标签的读写距离；标签的可靠性；标签的工作频率；标签的 价格控制模块控制模块也称为饿巧模块.其功惦包枯F与理用乘统软件进
8、杆通信.井执杆从应用乘统软件 发来的动作指令：控制与应菩器的通信过程：信号的编码与解码；防沖究算法的执行；对物理谏写器与应答嶠之间特送的數据进齐如密和解密， 进行物理渎写器与应答器之间的身份认证射频模块射频模块包含发送器和接收器，其功能包括*产生发射功率以启动应答器并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给应答器;接收并解调来自应答器的射频信号读写器的技术参数工作频率：与电子标签的工作频率保持一致，可支持多协议 输出功率：满足应用的需要，符合国家和地区对无线发射功 率的许可输出接口：接口形式多样，根据需要具有RS232 RS485 USBWifi、GSM等多种接口读写器形式：固定式、手持
9、式、工业读写器等工作方式：全双工、半双工和时序读写器优先与电子标签优先八、RFID的天线分类(1) 按工作频段分类。RFID天线可分为短波天线、超短波天 线、微波天线等。(2) 按方向性分类。RFID天线可分为全向天线、定向天线等。(3) 按外形分类。RFID天线可分为线状天线、面状天线等。(4) 根据天线的设计工艺分类。根据 RFID天线的设计工艺 分类，主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型三种基本形式 的天线。其中，小于 1m的近距离线圈型天线，它们主要工 作在中低频段；而 1m以上远距离的应用系统需要采用微带 贴片型或偶极子型的RFID天线，它们工作在高频及微波频段。 这几种类型天线的工作
10、原理是不相同的。九、电子标签天线足够小，能够贴到需要的物品上有全向或半球覆盖的方向性有提供最大可能的信号给标签的芯片无论物品在什么方向上，天线的极化都能与阅读器的询问信号相匹配非常便宜RFID标签天线读距问题二 Z 比GG(1障)Pth为芯片最小发射功率Pt为阅读器发射功率Gt为阅读器天线增益Gr为标签天线增益十、阅读器天线天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量功率匹配，以最大限度地利用磁通量的可用能量足够的带宽，保证载波信号的传输，这些信号是用数据信号调制而成的述冲岀电磁円書电磁反向散射耦合方式RFID系统组成实现射频能量和信息传递的电路称为射频前端电路，简称为电感耦合RFID系统OfKn
11、电感耦合的射频载波频率为 13.56MHz和小于135KHZ的频段, 应答器和读写器之间的工作距离小于 1m，典型的作用距离为 10 20cm。射频前端。从电子标签到读写器之间的通信和能量感应方式来看，RFID系统一般可以分为电感耦合（磁耦合）系统（第 7章介绍） 和电磁反向散射耦合（电磁场耦合）系统（第8章介绍）。电感耦合系统是通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电 磁感应定律；电磁反向散射耦合，即雷达原理模型，发射出 去的电磁波碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的 是电磁波的空间传播规律。电感耦合方式一般适合于高、低频率工作的近距离RFID系统； 电磁反向散射耦合方式一般适合于超高
12、频、微波工作频率的 远距离RFID系统。近中离电恿網合电Y标鉴电感翔合方式电感线圈的交变磁场安培定理指出，电流流过一个导体时，在此导体的周围会产生一个磁场 。1、线圈的自感和互感读写器和电子标签线圈形式的天线相当于电感。电感有自感和互感两种。读写器线圈、电子标签线圈分别有自感，同时两者之间形成互感磁通量定义：磁场中穿过某一面积（S）的磁感线条数称穿过该面积的磁通量。单位：Wb （韦伯）尬：I B dS注：在RFID系统中，读写器和电子标签的线圈通常有很多匝， 假设通过一匝线圈的磁通为 叮，线圈的匝数为N。则通 过N匝线圈的总磁通为2 ）自感现象由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫
13、自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。通过线圈的总磁通与电流的比值称为线圈的自感，也即线圈的电感L.化当感抗wL等于容抗（1wC）时，复阻抗Z = R,串联电V：R j L|_ = I 在RFID中，读写器的线圈和电子标 签的线圈都有电感。3）互感现象当第一个线圈上的电流产生磁场，并且该磁场通过第二个线 圈时，通过第二个线圈的总磁通与第一个线圈上的电流的比 值，称为两个线圈的互感。空12M”11 互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。互感现象的应用：利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，因 此在电工技术和电子技术中有广泛的应用。如：变压器、收音机里的“磁性天线”利用互感现象可以把信号从一个线圈传递到另一个线圈。2、能量供给：阅读器天线电路、应答器天线电路、阅读器和 应答器之间的电感耦合。（1 ）阅读器天线电路设计要求：天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；功率匹配，以最大限度地利用磁通量的可用能量，即最大程度地输出读写器的能量；足够的带宽，保证载波信号的传输，使读写器信号无失真 输出。RFID阅读器的射频前端常采用串联谐振电路。串联谐振回路具有电路简单、成本低，激励可采用低内阻的 恒压源，谐振时可获得最大的回路电流等特点，被广泛
