文档介绍：无线识别装置中无源式应答器的设计
第一章绪论
射频识别技术是无线电技术在自动识别领域应用中的具体运用。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。近年来,随着芯片技术,天线技术以及计算机技术的不断发展,RFID系统的体积,功耗越来越小,成本越来越低,功能日趋灵活,操作快捷方便,加上其擅长多目标识别,运动目标识别,方便物品跟踪和物流管理的突出特点,RFID系统日益广泛的应用于各种生产生活场所,扮演着越来越重要的角色,被评为“带来了一个进化的无线市场”。
本文论述了作者大学期间进行的RFID技术在无线识别装置中无源式应答器的研究与设计实践。
RFID系统

RFID(Radio Frequency Identification)系统称为射频识别系统。它不传统意义上的识别方式的本质区别在于:它的能量供应和数据交换是运用无线电和雷达技术实现的。RFID系统一般由两个部分组成:阅读器和应答器。,是RFID系统的基本结构。
时序
应答器(非接触数据载体)
射频识别阅读器
能量
耦合组件(线圈,微波天线)
计算机
RFID系统的基本结构
Fig. The basic structure of RFID system
应答器分为两大类,即:有源应答器和无源应答器。所谓有源应答器顾名思义就是自己提供能量,来进行信息的收发;而我们通常意义上所讲的应答器都是指无源应答器,它由耦合组件和微电子芯片组成。在阅读器的响应范围外,它处于无源状态;而在阅读器的响应范围内,它才处于有源状态,所以我们称之为无源应答器。而它工作所需要的能量要通过耦合单元的传输。当然,有源应答器和无源应答器都有自己的缺陷,比如,有源应答器它就要在芯片上提供一个电源,这就增加了应答器的体积,而且如果是集成的话还限制了应答器的寿命,因为不管应答器的工作功率有多小,待机模式的耗电有多么的少,但是它总要消耗一定的能量,当然如果电池可换的话就是另外一回事了,前提当然是要牺牲体积了。而无源应答器的一个致命的缺点便是工作距离,关于这部分的解释作者会在后面的章节详细的介绍,在这里就不想再多占篇幅了。
应答器有几种实现的方式,通常我们接触到的射频卡就是一种比较常见的模式,还有一种是以器件的形式实现的,它的数据可以读、写、改,而且它的功能也要比射频卡强得多,比如在本课题识别上的应用,我们甚至可以看到它响应阅读器指令的结果:如果认证成功,则在应答器的终端显示结果;如果失败,则可以显示结果并给出失败的原因。当然如果设计和微机的接口的话就更方便数据的管理了,但是一个比较大的缺点就是体积太大了,不过在本文的设计中,作者以功能的实现为主要目标,所以其它的问题都是课题以后仍旧要努力的目标。
RFID系统的发展状况
自动识别系统出现了迅速的发展,而且技术种类繁多。相继出现的主要自动识别系统有:条码系统、光学码系统、光学符号识别系统、生物识别法(包括语音识别、指纹鉴定法等)、IC卡、射频识别(RFID)系统。
射频识别系统是IC技术的延伸和发展,它是无线电电频率识别的简称,即通过无线电波进行识别,同其它识别系统相比,射频识别有很多的优点。因此,射频识别开始有了较大的市场占有率,并且正在逐步取代原有的很多自动识别系统,,表明了射频识别和其它的识别系统相比,有很多的优点:
1)使用时无需和阅读器接触,操作快捷。
2)抗干扰性强,允许多个应答器的同时操作。
3)配合具体应用,具有多种工作距离。
4)由于使用时没有机械触点,提高了反应的可靠性和设备的寿命。
5)应答器可以多功能使用。
6)安全性高。
7)不怕污染,可以在很恶劣的条件下替代其它接触式的识别方式。
RFID系统最早的运用是在1945年,二次世界大战中用于战斗机IFF(Identify Friend or Foe)。但是作为真正的广泛应用却是近十几年的事情。比如1985年底瑞士开始投入研究铁路管理的RFID系统,到1989年共用了4年的时间才成功的将其应用到铁路管理系统,使铁路的管理以及火车的调度效率得到了大大的提高。到了90年代,国外有大量的研究及生产RFID系统的机构、公司成立,所有的这些都促进了RFID系统的标准化。比如ISO于1995年后相继推出了ISO-11784动物识别,ISO-10374集装箱等标准。
近年来在国外有很多公司都投入了一定的力量来研究移植性强的RFID系统的统解决方案,如TagMaster、TI、Motorola、Intel……等;在韩国已经成功地将研究成果应用到了公交行业;欧盟将RFID技术用到“ICARE”和“CALYPSO”项目上,形成了一个基于RFID技术的“信用卡”系统;德国汉