实时谱分析方法在射频识别技术中的应用

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1、实时谱分析方法在射频识别技术中的应用1221王敬超张春李永明王志华（1.清华大学电子工程系，2.清华大学微电子学研究所，北京100084）摘要：本文针对NCITS256（美国行业通用标准）协议提出了一种射频设别技术中的检测标签应答信号的方法，这种方法也可以应用到其它协议的判定中。与传统的检测方法相比，该方法可以提高读写器的灵敏度，从而在相同的发射功率下能够达到更远的工作距离。关键词：射频识别（RFID）；读写器；谱分析；NCITS256分类号：TN911.7文献标志码：ATheApplicationofReal-timeSpectrumAnalysisinRadioFreq

2、uencyIdentificationTechnique1221WANGJing-chaoZHANGChunLIYong-mingWANGZhi-hua(1.DepartmentofElectronics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.InstituteofMicroelectronics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract：AnewmethodfordetectingtheRFIDtag’sback-scatteredmodulationsignalsbased

3、onNCITS256protocolisintroducedinthispaper.ThismethodcanalsobeusedinotherRFIDprotocols.Bettersensitivitywasachievedbythenewmethodthanthetraditionaldetectingmethod,andlongerworkingdistancewasrealizedthanthetraditionalsystemwithsametransmittingpower.KeyWords：RFID;Reader;Transponder;SpectrumAn

4、alysis;NCITS2561、引言射频识别（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）是以识别或数据交换为目的，利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信的自动识别技术。它可以实现多目标识别，运动目标识别，利用这种技术可以实现对所有物理对象的追踪和管理。RFID技术以它特有的无接触、抗干扰能力强等优点逐渐成为自动识别中最优秀和应用领域最广泛的技术之一，[1][2][3]尤其是可以对企业的供应链进行高效的管理。[2]简单的来说，一个典型RFID系统应包括标签（射频卡）和读写器（射频收发机）。射频识别系统的工作频率主要有13.56MHz、9

5、15MHz和2.45GHz几个频段，UHF频段的RFID电子标签大多是无源标签，它们工作所需要的电源是从读写器发射的电磁波中通过检波、电源恢复来获得的；无源电子标签通过反向散射调制技术来实现向读写器传送数据。当标签放入读写器的场区中时，读写器通过自动轮询方式来发出对标签操作的指令，标签按照协议规定对指令做出响应，比如返回标签中存储的数据、将数据写入标签内存储器、进入静默状态等等。为了使射频系统的工作距离更长，工作效率更高，除了提高标签的性能以外，提高读写1器的灵敏度也是必须的。本文分析了915MHz的NCITS256协议射频识别系统中读写器对标签应答信号的检测与识别方法，在

6、对原有读写器结构的分析基础之上，提出了一种新的读写器结构和判决方法，并进行了验证，新的结构能够大大提高读写器的性能。1北京市科技计划项目“超小尺寸超薄RFID标签技术研究”（No.D0305003040111）资助2、NCITS256协议介绍NCITS256是美国行业通用标准，也是目前工业界应用比较广泛的标准之一。其通讯协议规定数据以包的格式传输，应答数据采用Manchester编码，ASK调制，传输比特速率是27.7kbps。其校验码采用CRC-16，数据传输的顺序是MSByte优先，在1个字节内顺序是[4]先传输LSByte。该标准中使用了很多专利技术，标签端不需要内建

7、时钟，数字电路工作的时钟完全可由读写器发送的信号解调得到。通讯过程中，读写器通过间断性的关断射频的照射来向标签发送指令或数据。读写器向标签发送的码型只有如图1所示的三种样式，通过调整检波电路的时间常数就可以从数据中恢复出稳定的时钟。Frame“0”“1”RawData图1读写器向标签发送数据码型描述读写器向标签发送完指令后需要发送一定长度的Frame，等待标签返回数据。一个frame的长度为40us，标签每两个Frame返回一位数据，阅读器根据标签应答信号的位置来确定返回内容，如图2所示。40us40usTag应答