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1、1第五课 RFID技术无线龙科技2010-11射频识别RFIDRFID基本组成部分 n 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。n 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)n 应用软件系统。RFID ISO标准EPC Gen2标准n 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EPCglobal IP协议的单位免收专利费的空中接口新标准EPC Gen2,这一标准是无线射频识别(RFID)
2、技术、互联网和产品电子代码(EPC)组成的EPCglobal网络的基础。n EPC Gen 2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UHF RFID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n 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。n 根据工作方式分类:主动标签(Active tags)和被动标签(Passive tags)。n 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(300
3、MHz-5.8GHz)高频电子标签原理n 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。n 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。n 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。n 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。7高频电子标签原理n 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
4、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。n 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1020CM。n 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。8阅读器高频RFID读写器原理10高频RFID读写器原理11高频RFID演示12高频RFID演示13高频RFID演示14超高频RFID工作原理n 阅读器
5、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(Pulse Interval Encoding),通讯速率26.7到128 KBIT/S。15超高频RFID工作原理n 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。16超高频RFID工作原理n UHF RFID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
6、理,如下图所示。17超高频RFID工作原理18超高频RFID工作原理n 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”。n 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。19UHF电子标签结构原理nUHF EPC Gen2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
7、器,EPC存储器,TID存储器和用户定义存储器。nEPC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。20UHF电子标签结构原理21UHF读写器设计22UHF射频识别系统演示23UHF射频识别系统演示24UHF射频识别系统演示25有源标签n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。n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。26有源标签读卡器系统27 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。有源标签读卡器系统28创新RF有源RFID系统演示29有源RFID系统演示30创新RF有源RFID系统演示31
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