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        RFID技術以及RFID系統組成分析詳解
        來源: | 作者:迅遠科技 | 發布時間: 16天前 | 80 次瀏覽 | 分享到:

          一般而言,RFID系統由5個組件構成,包括傳送器、接收器、微處理器、天線,標簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起,又統稱為閱讀器(Reader),所以工業界經常將RFID系統分為閱讀器,天線和標簽三大組件,這三大組件一般都可由不同的生產商生產。RFID源于雷達技術,所以其工作原理和雷達極為相似。首先閱讀器通過天線發出電子信號,標簽接收到信號后發射內部存儲的標識信息,閱讀器再通過天線接收并識別標簽發回的信息,最后閱讀器再將識別結果發送給主機。體系架構如圖所示。

        RFID技術以及RFID系統組成分析詳解

          電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合,在耦合通道內,根據時序關系,實現能量的傳遞、數據的交換。發生在閱讀器和電子標之間的射頻信號耦合類型有兩種:一種是電感耦合,變壓器模型,通過空間高頻交變磁場實現耦合,理論依據為電磁感應定律;另一種是電磁反向散射耦合,雷達模型,發射出去的電磁波碰到目標后反射,同時攜帶回目標信息,理論依據是電磁波在空間的傳播特性。

          閱讀器

          閱讀器是RFID系統最重要也最復雜的一個組件。因其上作模式一般是主動向標簽詢問標識信息,所以有時又被稱為詢問器(Interrogator)。圖2.10給出了幾種不同外觀的閱讀器。閱讀器一方面通過標準網口、RS232串口或USB接口同主機相連,另一方面通過天線同RFID標簽通信。有時為了方便,閱讀器和天線以及智能終端設備會集成在起形成可移動的手持式閱讀器。

          天線

          天線同閱讀器相連,用于在標簽和閱讀器之間傳遞射頻信號。閱讀器可以連接一個或多個天線,但每次使用時只能激活一個天線。天線的形狀和大小會隨著工作頻率和功能的不同而不同。RFID系統的工作頻率從低頻到微波,范圍很廣,這使得天線與標簽芯片之間的匹配問題變得很復雜。

          標簽

          1.概念

          RFID標簽(Tag)是由耦合元件、芯片及微型天線組成的,每個標簽內部有唯一的電子編碼,附著在物體上,用來標識目標對象。標簽進入閱讀器掃描場以后,接收到閱讀器發出的射頻信號,憑借感應電流獲得的能量發送出存儲在芯片中的電子編碼(被動式標簽),或者主動發送某一頻率的信號(主動式標簽)。

          RFID標簽的原理和條形碼相似,但與其相比還具有以下優點:

          1)體積小且形狀多樣。RFID標簽在讀收上并不受尺寸大小與形狀限制,不需要為了讀取精度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。

          2)耐環境性。條形碼容易被污染而影響識別,但RFID對水、油等物質卻有極強的抗污染性。另外,即使在黑暗的環境中,RFID標簽也能夠被讀取。

          3)可重復使用。標簽具有讀寫功能,電子數據可被反復覆蓋,因此可以被回收而重復使用。

          4)穿透性強。標簽在被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質包裹的情況下也可以進行穿透性通信。

          5)數據安全性。標簽內的數據通過循環冗余校驗的力法來保證標簽發送的數據準確性。

          2.數據存儲方式

          標簽采用三種方式進行數據存儲:電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、鐵電隨機存取存儲器(FRAM)和靜態隨機存取存儲器(SRAM)。一般射頻識別系統主要采用EEPR0M方式。這種方式的缺點是寫入過程中的功耗消耗很大,使用壽命一般為lO0000次。也有廠家采用FRAM方式。FRAM的寫入功耗消耗為EEPROM的1/100,寫入時間為EEPROM的1/1000。FRAM屬于非易失類存儲器。然而,FRAM由于生產方面的問題至今未獲得廣泛應用。SRAM能快速寫入數據,適用于微波系統、但SRAM需要輔助電池不間斷供電,才能保存數據。

          3.分類

          標簽根據是否內置電源,可以分為三種類型:被動式標簽、主動式標簽和半主動式標簽。

          (1)被動式標簽

          被動式標簽因內部沒有電源設備又被稱為無源標簽。被動式標簽內部的集成電路通過接收由閱讀器發出的電磁波進行驅動,向閱讀器發送數據。被動式標簽的通信頻率可以是高頻(HF)或超高頻(UHF)。第一代被動式標簽采用高頻通信,其通信頻段為13.56MHz。通信距離較短,最長只能到達1m左右,主要用于訪問控制和非接觸式付款。第二代被動式標簽采用超高頻通信,其通信頻段為860~960MHz。通信距離較長,可達3~5m,并且支持多標簽識別,即間讀器可同時準確識別多個標簽。迄今為止,第二代被動式標簽也是應用最為廣泛的RFID標,主要用于工業自動化、資產管理、貨物監控、個人標識和訪問控制等領域。

          (2)主動式標簽

          主動式標簽因標簽內部攜帶電源又被稱為有源標簽。電源設備和與其相關的電路決定了主動式標簽要比被動式標簽體積大、價格昂貴。但主動式標簽通信距離更遠,可達上百米遠。主動式標簽有兩種工作模式,一種是主動模式,在這種模式下標簽主動向四周進行周期性廣播,即使沒有閱讀器存在也會這樣做;另一種為喚醒模式,為了節約電源并減小射頻信號噪聲。標一開始處于低耗電量的休眠狀態。閱讀器識別時需先廣播一個喚醒命令,只有當標簽接收到喚醒命令時才會開始廣播自己的編碼。這種低能耗的喚醒模式通??梢允怪鲃邮綐撕灥膲勖L達好幾年,如RFCode主動標簽就可以使用7年以上。

          (3)半主動式標簽

          半主動式標兼有被動式標簽和主動式標簽的所有優點,內部攜帶電池,能夠為標簽內部計算提供電源。這種標簽可以攜帶傳感器,可用于檢測環境參數,如溫度、濕度、移動性等。和主動式標簽不同的是,它們的通信并不需要電池提供能量,而是像被動式標簽一樣通過閱讀器發射的電磁波取通信能量。

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