射频识别技术RFID.ppt

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1、RFID基础理论RFID基本认知RFID应用认知RFID单元化技术RFID系统技术RFID基本认知RFID基本概念1.什么是射频识别技术？RFID射频识别（RadioFrequencyIdentification）是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。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，操作快捷方便。2、射频识别技术的特点射频识别技术具有体积小、信息量大、寿命长、可读写、保密性好、抗恶劣环境、不受方向和位置影响、识读速度快、识读距离远、可识别高速运动物体

2、、可重复使用等特点，支持快速读写、非可视识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。RFID技术与网络定位和通信技术相结合，可实现全球范围内物资的实时管理跟踪与信息共享。埃森哲（全球最大咨询公司）实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术：“第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。"电磁学基础在射频识别系统中，射频标签与读写器之间，通过两者的天线架起空间电磁波传输的通道，通过电感耦合或

3、电磁耦合的方式，实现能量和数据信息的传输。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。（1）电感耦合：变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律，如下图所示。（2）电磁反向散射耦合：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中、低频工作的近距离射频识别系统。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。电容耦合，就是两个相互隔离的电极，电能从一个电极，由于频率变化，感应到另一个电极的过程。电磁与电感耦合的差别在电磁耦合方式中，阅读器的天线将阅读器产生的读写射频能

4、量以电磁波的方式发送到定向的空间范围内，形成阅读器的有效阅读区域，位于阅读器有效阅读区域中的射频标签从阅读器天线发出的电磁场中提取工作能源，并通过射频标签的内部电路及标签天线将标签内存的数据信息传送到阅读器，阅读器对信号解码后送计算机系统进行处理。电磁与电感耦合的差别在于电磁耦合方式中阅读器将射频能量以电磁波的形式发送出去。在电感耦合方式中，阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈周围，通过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频标签之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。射频识别系统中射频标签与读写器之间的作用距离是射频识别系统中的一个重要问题。根据射频识别系统作用距离的远近情况，射频识

5、别系统可分为密耦合、遥耦合和远距离三类。1.天线场区的概念（1）无功近场区无功近场区又称为电抗近场区。它是天线辐射场中紧邻天线口径的一个场区域。在该区域中电抗性贮能场占主导地位，其中的电场与磁场的转换类似于变压器中的电磁、磁电之间场的转换。在该区域中束缚于天线的电磁场未曾做功（只是进行相互交换），因而称为无功近场区。（2）辐射近场区越过电抗近场区就是辐射场区，辐射场区的电磁场已脱离了天线的束缚并作为电磁波进入空间。在辐射近场区中，辐射场占优势，并且辐射场的角度分布与距天线口径的距离有关。2.耦合类型（1）密耦合系统密耦合的的作用距离是1cm以下，是利用射频标签与读写器之间的电感耦合构成

6、无接触的空间信息传输射频通道工作的，工作频率一般在30MHZ以下。在密耦合系统（也称变压器方式）中，阅读器一方的天线相当于变压器的初级线圈，射频标签一方的天线相当于变压器的次级，耦合磁场在阅读器线圈初级与射频标签线圈次级之间构成闭合回路。电感耦合方式是低频近距离无接触射频识别系统的一般耦合原理。密耦合系统中射频标签一般是无源标签，天线场区：为无功近场区，能量传输：通过电感耦合方式来实现。国际标准可参考的有ISO10536.数据传输：是通过电感（磁场）耦合或电容（电场）耦合的负载调制实现。负载调制的概念对于电感耦合系统，射频标签天线上的负载电阻的接通和断开，将反映在读写器天线上的电压发生

7、变化，从而实现远距离射频标签对读写器天线上的电压进行振幅调制，人们通过数据控制负载电压的变化，这些数据就能够从射频标签传输到读写器，这种数据传输方式称作负载调制。（2）遥耦合系统遥耦合与密耦合不同之处是不可能采用电容耦合，一般又称为电感耦合。遥耦合又可分为近耦合（典型作用距离为15厘米）和疏耦合（典型作用距离为1M）两类。国际标准可参考的有ISO14443（近耦合）和ISO15693（疏耦合）遥耦合标签几乎是无源标签，通常是由单个芯片以及作为天