可溯源系统标识件的设计

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1、可溯源系统标识件的设计报告人：赵金燕云南省动物营养与饲料重点实验室一、RFID技术介绍无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，简称RFID）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，可识别高速运动物体，并可同时识别多个标签，操作快捷方便。因此，“RFID技术”已经成为21世纪全球自动识别技术发展的主要方向。RFID系统组成应用RFID技术组成的自动识别系统称为RFID系统。RFID系统主要由三部分组成：（1）、电子标签(T

2、ag)：由IC芯片及一些耦合元件组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。（2）、阅读器（Reader，也叫读写器）：读取电子标签信息的设备。许多阅读器还带有附加的接口RS232或RS485等与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。（3）、计算机：进行数据管理。RFID系统工作原理框图如下：RFID系统的工作原理阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，电子标签获得能量被激活；电子标签将自身唯一识别码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波

3、信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。电子标签的分类电子标签（Tag）是射频识别系统真正的数据载体，Tag具有智能读写和加密通讯的功能，它的基本构成是由IC芯片和一些外围元件组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源卡(Activetag)和无源卡(Passivetag)，有源卡内装有电池，无源卡内没有装电池。按照能量供给方式，RFID系统分为有源系统与无源系统；

4、按照工作频率，RFID系统有低频、中频、高频、超高频、微波射频等几种。RFID技术的优势快速扫描（读写器可同时读取多个标签）体积小、形状多样化抗污染能力和耐久性（防水、防磁、耐高温等）可重复使用穿透性和无屏障阅读（读取距离大）数据的记忆容量大、存储信息可更改安全性（标签上的数据可以加密）基于RFID技术的食品安全可溯源系统RFID技术在动物食品安全可溯源系统的应用，不仅包括对动物从出生到进入屠宰场整个饲养过程（饲养管理、兽医预防、疾病治疗、饲料使用）的记录与监控，还包括畜产品进入消费市场（超市等）后，消费者可通过每一只动物的唯一识别码

5、，查询该产品的整个饲养过程。该系统从生产到销售的各个环节追踪检查动物产品，有利于监测任何对人类健康和环境的影响。一旦发生不良影响可以将产品迅速撤出市场，而且可在危险发生前采取应对措施，达到预防预警效果。二、可溯源系统标识件的设计1、芯片的功能和原理框图2、芯片的外围电路原理图3、PCB电路图的可靠性设计可溯源系统标识件的设计标识件的设计是可溯源系统的硬件基础和关键问题之一。可溯源系统的标识件包括电子标签、读写器两部分。RFID系统根据使用工作频率的不同，主要分为四类：低频（30—300kHz）、高频（3—30MHz）、超高频（300M

6、Hz—3GHZ）以及微波（2.45GHZ以上）。通过不同频段RFID系统的优缺点的分析，再根据本课题要求，能在50米内自动监测动物个体，并且自动更新数据，通信速率要求快，我们选用2.45GHZ的微波频段。工作频段优点缺点低频技术简单、无频率限制受环境影响较小通信速率低、工作距离短（小于10cm）、天线尺寸大高频与低频相比有较高的通信速率和较长的工作距离距离不够远（最大75cm）天线尺寸大，受金属材料影响较大超高频工作距离长（大于1m）、天线尺寸小、可绕开障碍物，无须视线接触，可定向识别各国都有不同的频段管制，对人体有伤害，发射功率受限

7、制，受某些材料影响较大微波除具有超高频标签的优点外，还具有更高的带宽和通信速率，更长的工作距离和更小的天线尺寸共享此频段产品多，易受干扰，技术复杂，对人体有伤害，发射功率受限制，受某些材料影响较大不同频段RFID系统的优缺点：根据本课题要求，我们选用的芯片必须具备下列功能：工作在工业、科学和医疗（ISM）频段，设计标准频段为2.4GHz，采用嵌入式MCU，其闪存存储量可为8/16/32KB，随机存储器存储量可为1/2/4KB。具有集成索相环（PLL）、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、调制解调器（MODEM）等功能。采用QL

8、P封装，体积较小。并支持流行的跳频技术，以及各种调制方式，能够使数据传输率达到500Kbps。1、芯片的功能芯片无线射频部分原理框图芯片的无线射频收发原理把接收到的RF信号通过低噪声放大器和积分转换，输入到混频器中，再经