文章目录 1. RFID的定义2. RFID与条码技术相比有哪些优势3. RFID标签的分类4. RFID系统的基本工作原理4.1 RFID系统的组成4.2 RFID标签的组成4.3 RFID读写器的组成4.4 RFID天线4.5 RFID基本交互原理4.6 被动式RFID标签工作原理4.7 主动式RFID标签工作原理4.8 半主动RFID标签工作原理
1. RFID的定义
RFID(Radio Frequency Identification)是利用无线射频信号空间耦合的方式,实现无接触的标签信息自动传输与识别的技术。
RFID标签又称为“射频标签”或“电子标签”。
RFID标签由RFID芯片、天线、电路三部分组成。
以6种不同的分类方式进行如下分类
最基本的RFID系统由三部分组成:
(1) 电子标签(即RFID标签)
(2)阅读器(读写器)
(3)天线
如图所示
数据读出:
时钟把所有电路功能时序化,以使存储器中的数据在精确时间内被传送到读写器;
存储器中的数据是应用系统规定的唯一性编码,在电子标签被安装在识别对象上以前已经被写入。
数据读出时,编码发生器把存储器中的数据编码,调制器接收由编码器编码后的信息,并通过天线电路将此信息发射/反射到读写器
数据写入:
数据写入时,由控制器将天线接收到的信号解码后写入存储器
RFID阅读器(读写器)通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
典型的阅读器包含有射频接口模块(发送器和接收器)、逻辑控制单元以及阅读器天线。
主要包括发射器、射频接收器、时钟发生器和电压调节器,是读写器的射频前端,同时也是影响读写器的关键部位,负责射频信号的发射、接收;
调制电路负责将需要发给电子标签的信号加以调制后再发送;
解调电路负责将解调标签送过来的信号进行放大;
时钟发生器负责产生系统的正常工作时钟控制模块
是整个读写器工作的控制中心、智能单元,是读写器的“大脑”,读写器工作时由逻辑控制模块发出指令,射频接口模块按照不同的指令做出不同的操作;
主要由微控制器、存储单元和应用接口驱动电路;
微控制器可以完成信号的编解码,数据的加密以及执行防碰撞算法;
存储单元负责存储一些程序和数据;
应用接口负责与上位机进行输入输出的通信天线
是发射接收射频载波信号的设备;
负责读写器中的电流信号转换成射频载波信号并发送给电子标签,或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化成电流信号;
内置、外置;
天线的设计对阅读器的工作性能来说非常重要,对于无源标签来说,其工作能量均有天线提供 4.4 RFID天线
天线部分包括读写器天线和标签天线。当工作频率增加到微波区域的时候,天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加重要。
4.5 RFID基本交互原理电子标签与阅读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,实现能量的传递和数据交换。
发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种:电感耦合方式(磁耦合)和反向散射耦合方式(电磁场耦合)两大类。
4.6 被动式RFID标签工作原理 被动式RFID标签也叫做“无源RFID标签”无源RFID标签接近读写器时,标签处于读写器天线辐射形成的近场范围内RFID标签天线通过电磁感应产生感应电流,感应电流驱动RFID芯片电路芯片电路通过RFID标签天线将存储在标签中的标识信息发送给读写器,读写器天线再将接收到的标识信息发送给主机无源标签工作过程就是读写器向标签传递能量,标签向读写器发送标签信息的过程读写器与标签之间能够双向通信的距离称为“可读范围”或“作用范围” 4.7 主动式RFID标签工作原理 主动式RFID标签也叫做“有源RFID标签”处于远场的有源RFID标签由内部配置的电池供电从节约能源、延长标签工作寿命的角度,有源RFID标签可以不主动发送信息当有源标签接收到读写器发送的读写指令时,标签才向读写器发送存储的标识信息有源标签工作过程就是读写器向标签发送读写指令,标签向读写器发送标识信息的过程 4.8 半主动RFID标签工作原理 半主动式RFID标签继承了无源标签体积小、重量轻、价格低、使用寿命长的优点,内置的电池在没有读写器访问的时候,只为芯片内很少的电路提供电源只有在读写器访问时,内置电池向RFID芯片供电,以增加标签的读写距离较远,提高通信的可靠性半主动式RFID标签一般用在可重复使用的集装箱和物品的跟踪上