文档介绍：RFID原理及产品介绍
小组成员:张晶、赵跃、苏立虎
内容概要
RFID系统组成
RFID系统主要是由电子标签、天线、读写器、
中间件和主机组成。
RFID硬件组成
(1)标签(Tag)
由耦合元件及芯片组成,标签有内置天线,可以
发送和接收信号。
根据是否有电源,分为有源和无源标签;
根据标签的读写性,分为只读和读写标签;
根据标签和阅读器发言先后,分为RTF和TTF;
根据频段的不同,分为低频、高频、超高频和微波标签。
(2) 读写器
用以产生发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回
的无线电射频信号,经处理后获取标签数据信息,有时还可
以写入标签信息的设备。
(3) 天线
在标签和读写器间传递射频信号,控制数据的获取和通
讯。一般而言,天线都会与读写器整合在一起,可设计为手
持式或固定式。
以最常见的交通卡为例,卡内嵌有一个电子标签,公交
车上的读卡器内置了一个读写器和一根天线,其读写距离为
l0厘米左右,属于低频产品,成本相对较低。
(4)RFID中间件
RFID中间件是将底层 RFID硬件和上层企业应用结合在一
起的粘合剂。虽然原则上的中间件是横向的软件技术,但在
RFID系统中,为使其更适用于特定行业,RFID中间件往往
会针对行业做一定的适配工作。
在RFID系统这种具体情况下,中间件层除通常的功能外,
还有以下特定功能:
(类似路由器)
(1) 工作原理
读写器通过发射天线发射一定频率的射频信号,标签进
入发射天线工作区域时,标签被激活,将自身的信息代码通
过内置天线发出,读写器获取标签信息代码并解码后,将标
签信息送至计算机进行处理。由图可以看出,在射频识别
系统工作过程中,始终以能量作为基础,通过一定的时序方
式来实现数据交换。
(2) 读写器与应用系统间通信原理
读写器将标签发来的调制信号,经过解调
解码后,通过USB、串口、网口等,将得到的
信息传给应用系统。应用系统可以给读卡器发
送相应的命令,控制读写器完成相应的任务。
(3) 耦合原理
RFID阅读器和标签在能够通信前必须先完成耦合。耦合的方式一般
分为电感耦合、电容耦合、磁耦合、后向散射。耦合的方式将决定RFID
系统的频率与通信距离范围。
电容耦合一般用于非常近的距离(小于lena)。标签与阅读器中均有大
导通平面,当两者靠得很近时,便形成了一个电容。交流信号就可以通
过此电容从阅读器传送到标签或从标签传送到阅读器。该耦合方式能够
传递的能量很大,因此能够驱动标签中较复杂的电路。
电感耦合利用标签与阅读器中的线圈构成一个暂时的变压器。阅读
器产生的电流对其线圈充电,同时产生磁场。该磁场在标签的线圈中产
生电流,对标签的电路供电且传递信息。电感耦合工作距离比电容耦合长,
约为10cm左右。
磁耦合与电感耦合很相似,主要区别在于其工作距离与电容电容耦
合一样只有lcm以内,因此多用于插入式读取。
后向散射耦合方式是RFID系统中采用得较多的一种。EPC Gen2的
RFID标签便采用此种耦合方式。阅读器发送RF信号到标签,标签通过接
收到的RF信号提供自身供电及解调信号,然后反射回阅读器,工作距离
可达10m以上。
(1)编码调制
RFID系统的基带数字编码部分通常采用非归零码、
单极性归零码、曼彻斯特码、密勒码、改进型密勒码、
差分码和脉冲间隔编码(HE)。载波调制部分常采用幅度
键控A(SK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)方式,其
中AsK分为ssB一AsK(单边带幅度键控)、DBs一ASK
(双边带幅度键控)和PR一ASK(反相幅度键控)。