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时间:2018-11-05
《无线射频识别技术(rfid)基础知识》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、无线射频识别技术(RFID)基础知识无线射频识别技术的基木原理是利用空间电磁感应(InductiveCoupling)或者电磁传播(PropagationCoupling)来进行通信,以达到自动识别被标识物体的目的。基本工作方法是将无线射频识别标签(Tags)安装在被识别物体上(粘贴、插放、挂佩、植入等),当被标识物体进入无线射频识别系统阅读器(Readers)的阅读范围吋,标签和阅读器之间进行非接触式信息通讯,标签向阅读器发送自身信息如ID号等,阅读器接收这些信息并进行解码,传输给后台处理计算机,完成整个信
2、息处理过程。无线射频识别技术是一本多门学科多种技术综合利用的应用技术。所涉及的关键技术大致包括:芯片技术、天线技术、无线通信技术、数据变换与编码技术、电磁场与微波技术等。基本概念无线射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电磁感应或者电磁传播)传输特性,实现对被识别物体的自动识别。阁1所示为RHD系统配置示意阁。RFIDoperationsR“3、器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律,如图2所示。电磁感应方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有:125KHz、225KHZ和13.56MHz。识别作用距离小于1m,典型作用距离为10〜20cm。电磁传播或者电磁反向散射(BackScatter)耦合,即所谓的雷达原理模型,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,如图3所示。电磁反向散射耦合方式一般适合于超高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有:433MH4、z、915MHz、2.45GHz、5.8GHz。识别作用距离大于1m,典型作用距离为3〜IOm。图3电磁耦合射频识别系统一般由两个部分组成,即电子标签和阅读器。在RFID的实际应用中,电子标签附着在被识别的物体上(表面或者内部),当带奋电子标签的被识别物品通过阅读器的可识读区域时,阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出,从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。阅读器系统又包括阅读器和天线,有的阅读器是将天线和阅读器模块集成在一个设备单元屮的,成为集成式阅读器(IntegratedRe5、ader)。由上可见,为了完成RFID系统的主要功能,RFID系统具有两个基本的构成部分,即电子标签和阅读器。:、分类根据不同的分类方式,RFID系统可以具有很多不同的分类方式,一般来讲,我们可以按照如下的方式进行分类。1、根据标签的供电形式分为一一有源、无源和半有源系统RFID系统可分为有源、无源以及半有源系统,主要是依据射频标签工作所需能量的供给方式。有源系统的标签使用标签内部的电池来供电,主动发射信号,系统识别距离较长,可达几十米甚至上百米,但其寿命有限并且成木较高,另外,由于标签带有电池,其体积比较大6、,无法制成薄卡(比如信用卡标签)。有源标签的电池寿命理论上可能能够达到5年或者更长,但是根据电池的质量、使用的环境等因素,寿命会大幅缩减。特别是在口晒等条件卜使用,还有可能造成电池泄漏等情况。但是冇源标签系统的发射功率较低。冇的冇源标签可以制造成电池可以更换的。有源标签的成木较高。无源射频标签没有电池,利用阅读器发射的电磁波进行耦合来为自己提供能量,它的重量轻、体积小,寿命可以非常长,成本低廉。可以制成各种各样的薄卡或者挂扣卡,但它的识别距离受限制,一般是几十厘米到数十米,且需要有较大的阅读器发射功率。半有源7、系统的标签带有电池,但是电池只起到对标签内部电路供电的作用,标签本身并不发射信号。2、根据标签的数据调制方式分为主动式、被动式和半主动式一般来讲,无源系统为被动式,有源系统为主动式,半有源系统为半主动式。主动式的射频系统用自身的射频能量主动发送数据给阅读器,调制方式可为调幅、调频或调相,主动标签系统是单向的,也就是说,只有标签向阅读器不断传送信息,而阅读器对标签的信息只是被动地接收,就像电台和收音机的关系。被动式的射频系统,使用调制散射方式发射数据,它必须利用阅读器的载波來调制白己的信号,在门禁或交通的应用中8、比较适宜,因为阅读器可以确保只激活一定范围之内的射频系统。在有障碍物的情况下,采用调制散射方式,阅读器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频标签发射的信号仅穿过障碍物一次,因此主动方式工作的射频标签主要用于有障碍物的应用中,距离更远,速度更快。被动式标签内部不带电池,要靠外界提供能量才能正常工作。被动式标签典型的产生电能的装置是天线与线圈,当标签进入系统的工作区域,天线接收到特定的电磁波,线
3、器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律,如图2所示。电磁感应方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有:125KHz、225KHZ和13.56MHz。识别作用距离小于1m,典型作用距离为10〜20cm。电磁传播或者电磁反向散射(BackScatter)耦合,即所谓的雷达原理模型,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,如图3所示。电磁反向散射耦合方式一般适合于超高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有:433MH
4、z、915MHz、2.45GHz、5.8GHz。识别作用距离大于1m,典型作用距离为3〜IOm。图3电磁耦合射频识别系统一般由两个部分组成,即电子标签和阅读器。在RFID的实际应用中,电子标签附着在被识别的物体上(表面或者内部),当带奋电子标签的被识别物品通过阅读器的可识读区域时,阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出,从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。阅读器系统又包括阅读器和天线,有的阅读器是将天线和阅读器模块集成在一个设备单元屮的,成为集成式阅读器(IntegratedRe
5、ader)。由上可见,为了完成RFID系统的主要功能,RFID系统具有两个基本的构成部分,即电子标签和阅读器。:、分类根据不同的分类方式,RFID系统可以具有很多不同的分类方式,一般来讲,我们可以按照如下的方式进行分类。1、根据标签的供电形式分为一一有源、无源和半有源系统RFID系统可分为有源、无源以及半有源系统,主要是依据射频标签工作所需能量的供给方式。有源系统的标签使用标签内部的电池来供电,主动发射信号,系统识别距离较长,可达几十米甚至上百米,但其寿命有限并且成木较高,另外,由于标签带有电池,其体积比较大
6、,无法制成薄卡(比如信用卡标签)。有源标签的电池寿命理论上可能能够达到5年或者更长,但是根据电池的质量、使用的环境等因素,寿命会大幅缩减。特别是在口晒等条件卜使用,还有可能造成电池泄漏等情况。但是冇源标签系统的发射功率较低。冇的冇源标签可以制造成电池可以更换的。有源标签的成木较高。无源射频标签没有电池,利用阅读器发射的电磁波进行耦合来为自己提供能量,它的重量轻、体积小,寿命可以非常长,成本低廉。可以制成各种各样的薄卡或者挂扣卡,但它的识别距离受限制,一般是几十厘米到数十米,且需要有较大的阅读器发射功率。半有源
7、系统的标签带有电池,但是电池只起到对标签内部电路供电的作用,标签本身并不发射信号。2、根据标签的数据调制方式分为主动式、被动式和半主动式一般来讲,无源系统为被动式,有源系统为主动式,半有源系统为半主动式。主动式的射频系统用自身的射频能量主动发送数据给阅读器,调制方式可为调幅、调频或调相,主动标签系统是单向的,也就是说,只有标签向阅读器不断传送信息,而阅读器对标签的信息只是被动地接收,就像电台和收音机的关系。被动式的射频系统,使用调制散射方式发射数据,它必须利用阅读器的载波來调制白己的信号,在门禁或交通的应用中
8、比较适宜,因为阅读器可以确保只激活一定范围之内的射频系统。在有障碍物的情况下,采用调制散射方式,阅读器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频标签发射的信号仅穿过障碍物一次,因此主动方式工作的射频标签主要用于有障碍物的应用中,距离更远,速度更快。被动式标签内部不带电池,要靠外界提供能量才能正常工作。被动式标签典型的产生电能的装置是天线与线圈,当标签进入系统的工作区域,天线接收到特定的电磁波,线
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