RFID硬件与软件课件.ppt

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1、RFID的硬件和软件1读写器工作原理（王勋）2天线工作原理（赵韦）3电子标签的分类和封装（刘曙光）4标签产品介绍：TI标签、IDSIDE标签、Philips标签（曹萌萌）5RFID的中间件（郭芳）3电子标签的分类和封装阅读器概述阅读器也称为读写器，是RFID系统构成的重要部件之一。我们通过计算机软件来读取或写入标签内的数据信息。由于标签是非接触式的，因此我们必须借助阅读器来实现标签和应用系统之间的数据通信。阅读器的主要功能阅读器与标签之间的通信功能阅读器可以通过标准接口与计算机网络连接，实现多阅读器的网络通信能够在读写区域内

2、实现多标签的同时识别，具备防冲撞功能能够校验读写过程中的错误信息对于有源标签，能够识别标签电池相关信息阅读器的工作原理阅读器和标签的所有行为均由应用软件来控制完成。在系统中，应用软件作为主动方对阅读器发出读写指令，而阅读器则作为从动方只对应用软件的读写指令做出回应。阅读器接收到应用软件的动作指令后，回应的结果就是对电子标签作出相应的动作，建立某种通信关系。电子标签响应阅读器的指令，因此，相对于标签来讲，阅读器就是指令的主动方。在RFID系统的工作程序中，应用软件向阅读器发出读取命令，作为响应，阅读器和标签之间就会建立特定的通

3、信，阅读器触发标签工作，并对所触发的标签进行身份验证，然后标签开始传送所要求的数据。阅读器的基本组成阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源标签提供能量和时序。RFID天线用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中，除了系统功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收。。天线的基本原理一根天线可以看作由许多首尾相接的电流元所组成，这些电流元又称基本振子。基本振子是构成天线辐

4、射的基本单元，只要求得基本振子的辐射场，利用叠加原理即可了解整个天线的辐射情况。基本振子包括点辐射元、电振子元和磁振子元，由基本振子形成的电场和磁场的计算式可参考书上。点电流源天线的场如下所示：RFID上线圈天线的工作原理当RFD的线圈天线进入读写器产生的交变磁场中，RFID天线与读写器天线之间的相互作用就类似于变压器，两者的线圈相当于变压器的初级线圈和次级线圈．由RFID的线圈天线形成的谐振回路如图所示：它包括RFD天线的线圈电感L、寄生电容CP和并联电容C2，其谐振频率为：(式中C为CP，和C2的并联等效电容)．——发射

5、时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电滋波转换为高频电流常用的ID-1型非接触式IC卡的外观为一小型的塑料卡(85.72mmX54.03mm×0.76mm)，天线线圈谐振工作频率通常为13.56MHz．目前已研发出面积最小为0.4mm×0.4mm线圈天线的短距离RFD应用系统．某些应用要求RFD天线线圈外形很小，且需一定的工作距离，如用于动物识别的RFID．线圈外形即面积小的话，RFD与读写器间的天线线圈互感量M就明显不能满足实际使用．通常在RFD的天线线圈内部插入具有高导磁率u的铁氧体材料，以增大互感量，从而补偿线圈横截

6、面减小的问题．RFID上线圈天线的工作原理RFID中常用天线的分类磁场耦合式天线磁场耦合式天线是低频和高频RFID应用中广泛采用的天线形式，其基本形式是由线圈绕制而成。当交变电流在线圈中流动时，就会在线圈周围产生较大的磁场，磁场穿过线圈的横截面和线圈周围空间，可以把读写器与传感器之间的电磁场简化为交变磁场来研究。电磁波后向散射式RFID天线工作在超高频和微波波段，该波段的天线具有多种不同的形式。RFID中常用天线的分类微带天线1.自20世纪70年代以来引起了广泛的重视和研究，已在100兆赫至5可0吉赫的宽广频域上获得多方面应

7、用。其主要特点是剖面低、体积小、重量轻、造价低，可与微波集成电路一起集成，且易于制成共形天线等。从电性能上来说，它有便于获得园极化、容易实现多频段工作等优点。主要缺点是频带窄、辐射效率较低及功率容量有限。2.主要有微带贴片天线、微带振子天线、微带阵列天线三种类型。几种典型的标签天线在超高频射频标签中,可选的几种标签天线如表所示：尺寸小标签要粘贴在待识别物体表面,因此大多数情况下都要求标签体积小，另外许多标签还采用易折叠的材料制作。方向图特性一般要求标签天线具有全向或者半球覆盖的方向图，标签粘贴在任意位置都能与读写器通信，这也

8、为多目标识别提供条件。极化特性待识别物品在各个方向,标签天线都能与读卡机天线的信号相匹配。为标签芯片提供尽可能大的能量大多数标签都是无源的,为了提高标签效率和读写距离,标签天线必须提供尽可能多的能量给标签芯片。成本低尽量使用结构简单、易于批量生产的天线结构。RFID标签天线的特点电子标签的