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RFID的作业原理和RFID的作业频率

RFID的工作原理和RFID的工作频率-RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,其基本原理是电磁理论。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。R

  RFID射频辨认是一种非触摸式的自动辨认技能,其根本原理是电磁理论。它经过射频信号自动辨认方针方针并获取相关数据,辨认作业无须人工干预,可作业于各种恶劣环境。RFID技能可辨认高速运动物体并可一起辨认多个标签,操作便利便利。

  埃森哲实验室首席科学家弗格森以为RFID是一种突破性的技能:‘榜首,能够辨认单个的十分详细的物体,而不是像条形码那样只能辨认一类物体;第二,其选用无线电射频,能够透过外部资料读取数据,而条形码有必要靠激光来读取信息;第三,能够一起对多个物体进行识读,而条形码只能一个一个地读。此外,贮存的信息量也十分大。

  

  最根本的RFID体系由电子标签、读写器和计算机网络等这三部分组成构成。

  (1) 电子标签(Tag):电子标签包括电子芯片和天线,天线在标签和读取器间传递射频信号,电子芯片用来存储物体的数据,天线用来收发无线电波。

  电子标签按供电方法分为无源电子标签、有源电子标签和半有源电子标签三种:

  无源电子标签:标签内部没有电池,其作业能量均需阅读器发射的电磁场来供给,重量轻、体积小、寿数长、本钱低,可制成各种卡片,是现在最盛行的电子标签方法。其辨认间隔比有源体系要小,一般为几米到十几米,并且需求较大的阅读器发射功率。

  有源电子标签:经过标签内部的电池来供电,不需求阅读器供给能量来发动,标签可自动发射电磁信号,辨认间隔较长,一般可达几十米乃至上百米,缺陷是本钱高寿数有限,并且不易做成薄卡。

  半有源电子标签:内有电池,但电池只对标签内部电路供电,并不自动发射信号,其能量传递方法与无源体系相似,因而其作业寿数比一般有源体系标签要长许多。

  (2) 读写器(Reader):运用射频技能读写电子标签的设备,读写器接纳电子标签的数据信息,并将其传送给外部主机。

  (3) 计算机网络(Computer):读写器经过规范接口与计算机网络连接,计算机网络完结数据的处理、传输和通讯的功用。

  RFID的作业原理:

  射频辨认体系的根本模型如下图所示。其间,电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体;阅读器又称为读出设备,扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否能够无线改写数据)。电子标签与阅读器之间经过耦合元件完成射频信号的空间(无触摸)耦合、在耦合通道内,依据时序联系,完成能量的传递、数据的交流。

  体系的根本作业流程是:阅读器经过发射天线发送必定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线作业区域时发生感应电流,射频卡取得能量被激活;射频卡将本身编码等信息经过卡内置发送天线发送出去;体系接纳天线接纳到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接纳的信号进行解调和解码然后送到后台主体系进行相关处理;主体系依据逻辑运算判别该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和操控,宣布指令信号操控执行机构动作。

  

  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。

  (1) 电感耦合。变压器模型,经过空间高频交变磁场完成耦合,依据的是电磁感应规则,如右图A所示。电感耦合方法一般适合于中、低频作业的近间隔射频辨认体系。典型的作业频率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。辨认效果间隔小于1m,典型效果间隔为10~20cra。

  (2) 电磁反向散射耦合:雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到方针后反射,一起带着回方针信息,依据的是电磁波的空间传达规则,如图B所示。电磁反向散射耦合方法一般适合于高频、微波作业的远间隔射频辨认体系。典型的作业频率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。辨认效果间隔大于1m,典型效果间隔为3—l0m。

  

  RFID技能的根本作业原理并不杂乱:标签进入磁场后,接纳解读器宣布的射频信号,凭仗感应电流所取得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被迫标签),或许由标签自动发送某一频率的信号(AcTIve Tag,有源标签或自动标签),解读器读取信息并解码后,送至中心信息体系进行有关数据处理。

  一套完好的RFID体系, 是由阅读器与电子标签也便是所谓的应答器及使用软件体系三个部份所组成,其作业原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量,用以驱动电路将内部的数据送出,此刻Reader便依序接纳解读数据, 送给使用程序做相应的处理。以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方法来看大致上能够分红:感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都选用榜首种式,而较高频大多选用第二种方法。

  阅读器依据运用的结构和技能不同能够是读或读/写设备,是RFID体系信息操控和处理中心。阅读器一般由耦合模块、收发模块、操控模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般选用半双工通讯方法进行信息交流,一起阅读器经过耦合给无源应答器供给能量和时序。在实践使用中,可进一步经过Ethernet或WLAN等完成对物体辨认信息的收集、处理及长途传送等办理功用。应答器是RFID体系的信息载体,应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。

  

  RFID的作业频率:

  现在界说RFID产品的作业频率有低频、高频和超高频的频率范围内的契合不同规范的不同的产品,并且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其间感应器有无源和有源两种方法。

  一、低频 (从125KHz到134KHz)

  特性:

  1. 作业在低频的感应器的一般作业频率从120KHz到134KHz, TI(德州仪器)的作业频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.

  2. 除了金属资料影响外,一般低频能够穿过恣意资料的物品而不下降它的读取间隔。

  3. 作业在低频的读写器在全球没有任何特别的答应约束。

  4.低频产品有不同的封装方法。好的封装方法价格太贵,可是有10年以上的运用寿数。

  5.尽管该频率的磁场区域下降很快,可是能够发生相对均匀的读写区域。

  6.相对于其他频段的RFID产品,该频段数据传输速率比较慢。

  7.感应器的价格相对与其他频段来说要贵。

  二、高频(作业频率为13.56MHz)

  特性:

  1. 作业频率为13.56MHz,该频率的波长大约为22m。

  2. 除了金属资料外,该频率的波长能够穿过大多数的资料,可是往往会下降读取间隔。感应器需求脱离金属一段间隔。

  3. 该频段在全球都得到认可并没有特别的约束。

  4. 感应器一般以电子标签的方法。

  5. 尽管该频率的磁场区域下降很快,可是能够发生相对均匀的读写区域。

  6. 该体系具有防抵触特性,能够一起读取多个电子标签。

  7. 能够把某些数据信息写入标签中。

  8. 数据传输速率比低频要快,价格不是很贵。

  三、超高频(作业频率为860MHz到960MHz之间)

  特性:

  1. 在该频段,全球的界说不是很相同-欧洲和部分亚洲界说的频率为868MHz,北美界说的频段为902到905MHz之间,在日本界说的频段为950到956之间。该频段的波长大约为30cm左右。

  2. 现在,该频段功率输出现在一致的界说(美国界说为4W,欧洲界说为500mW)。 或许欧洲约束会上升到2W EIRP(有用全向辐射功率)。

  3. 超高频频段的电波不能经过许多资料,特别是水,尘埃,雾等悬浮颗粒物质。相对于高频的电子标签来说,该频段的电子标签不需求和金属分开来。

  4. 电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种规划,满意不同使用的需求。

  5. 该频段有很好的读取间隔,可是对读取区域很难进行界说。

  6. 有很高的数据传输速率,在很短的时刻能够读取很多的电子标签。

  有源RFID技能(2.45GHz、5.8G)

  有源RFID具有低发射功率、通讯间隔长、传输数据量大,可靠性高和兼容性好等特色,与无源RFID比较,在技能上的优势十分显着。被广泛地使用到公路收费、港口货运办理等使用中。

  

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