第五课,RFID技术
1 第五课RFID技术 无线龙科技2010 11 射频识别RFID RFID基本组成部分 标签 Tag 由耦合元件及芯片组成 每个标签具有唯一的电子编码 附着在物体上标识目标对象 也称卡片 阅读器 Reader 读取 有时还可以写入 标签信息的设备 可设计为手持式或固定式 也称读卡器 或读头等 包括天线 Antenna 应用软件系统 RFIDISO标准 EPCGen2标准 2004年12月16日 非盈利性标准化组织 EPCglobal批准了向EPCglobal成员和签订了EPCglobalIP协议的单位免收专利费的空中接口新标准 EPCGen2 这一标准是无线射频识别 RFID 技术 互联网和产品电子代码 EPC 组成的EPCglobal网络的基础 EPCGen2的获批对于RFID技术的应用和推广具有非常重要的意义 它为在供应链应用中使用的UHFRFID提供了全球统一的标准 给物流行业带来了革命性的变革 推动了供应链管理和物流管理向智能化方向发展 标签分类 根据供电方式分类 有源RFID标签 无源RFID标签 半有源半无源RFID标签 根据工作方式分类 主动标签 Activetags 和被动标签 Passivetags 根据工作频率分类 1 低频LF 30kHz 300kHz 2 中高频HF 3MHz 30MHz 3 超高频UHF 300MHz 5 8GHz 7 高频电子标签原理 电子标签与阅读器 读卡器 之间通过耦合元件实现射频信号的空间 无接触 耦合 在耦合通道内 根据时序关系 实现能量的传递 数据的交换 发生在阅读器 读卡器 和高频电子标签RFID之间的射频信号的耦合主要采用电感耦合 这是依据变压器模型 通过空间高频交变磁场实现耦合 依据的是电磁感应定律 电感耦合的原理是 在两电感线圈在同一介质中 相互的电磁场通过该介质传导到对方 形成耦合 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 8 高频电子标签原理 最常见的电感耦合 就如变压器 即将一个波动的电流或电压在一个线圈 称为初级线圈 内产上磁场 在同一个磁场中的另外一组或几组线圈 称为次级线圈 上就会产生相应比例的磁场 与初级线圈和次级线圈的匝数有关 变压器是就是电感线圈耦合的经典杰作 电感耦合方式一般适合于高 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 RFID标签与阅读器 读卡器 之间的耦合通过天线完成 这里的天线通常可以理解为电波传播的天线 有时也指电感耦合的天线 阅读器 10 高频RFID读写器原理 11 高频RFID读写器原理 12 高频RFID演示 13 高频RFID演示 14 高频RFID演示 15 超高频RFID工作原理 阅读器通过天线 发射信号到标签 TAG 可以采用ASK调制 脉冲间隔编码 PulseIntervalEncoding 通讯速率26 7到128KBIT S 16 超高频RFID工作原理 在高频范围的标签收到阅读器发出的高频载波信号 标签天线接收到特定的电磁波 线圈就会产生感应电流 在经过整流电路时 激活电路上的微型开关 给标签供电 标签上的电子线路 将根据阅读器发出信息 通过ASK或者PSK耦合方式进行调制 FM0等编码方式 向阅读器反馈相关信息 17 超高频RFID工作原理 UHFRFID阅读器及电子标签之间的通讯及是采用电磁反向散射耦合方式完成 电磁反向散射耦合方式很像雷达工作的原理 如下图所示 18 超高频RFID工作原理 19 超高频RFID工作原理 阅读器就像手电筒 标签就像一个镜子 标签发射最大 就是逻辑 1 标签反射最小 就是逻辑 0 在高频范围的标签收到阅读器发出的高频载波信号 标签天线接收到特定的电磁波 线圈就会产生感应电流 在经过整流电路时 激活电路上的微型开关 给标签供电 UHF标签电路采用ASK和PSK的调制方式 将编码信息发送给阅读器 实现了阅读器和标签之间的双向通讯 20 UHF电子标签结构原理 UHFEPCGen2电子标签具有数据存贮量大 数据传输速率快 工作频率宽 多标签识读特征等参数特征之外 还具有4个内部存储器分区 分别是 保留存储器 EPC存储器 TID存储器和用户定义存储器 EPC存储器包括了CRC校验码 协议规范控制 EPC全球编码等重要信息 TID存储器包括了ISO15693分类信息 标签方式定义 制造厂家信息 例如串行号码等 保留存储器包括了密码 销毁标签密码等信息 21 UHF电子标签结构原理 22 UHF读写器设计 23 UHF射频识别系统演示 24 UHF射频识别系统演示 25 UHF射频识别系统演示 26 有源标签 随着技术发展 目前有源RFID标签逐步采用无线单片机来进行设计 具有持久性 信息传播穿透性强 存储信息容量大 种类多等特点 有源电子标签最重要特点是电子标签工作的能量由电池提供 而不是像无源电子标签系统感应读写器的能量 27 有源标签读卡器系统 有源标签读卡器的主要任务是完成有源标签的读取 存储和通讯传输到上位机和服务器 有源标签读卡器主要由微控制器 相关软件 包括实时操作系统 高频电路 天线和通讯接口等部分组成 28 有源标签读卡器系统 29 创新RF有源RFID系统演示 30 有源RFID系统演示 31 创新RF有源RFID系统演示