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RFID技术的基本结构,与工作原理是什么?

信息摘要:
最基本的无线射频识别系统由电子标签、读写器、应用系统软件构成。RFID电子标签:它由耦合组件及芯片构成,每个电子标签都有独特的电子编码,放在被测目标上以达到标记目标物体的目的;RFID读写器:不仅能够读取电子标签上的信息,而且还能够写入电子标签上的信息。应用软件系统:把接收的数据进一步的处理成人们所需要的数据是它的主要任务。


无线射频识别(RFID)是一种无线通信技术。RFID系统不需要与被测物体有接触,通过无线电信号对被测物体进行识别。

1.RFID的基本结构

最基本的无线射频识别系统由电子标签、读写器、应用系统软件构成。RFID电子标签:它由耦合组件及芯片构成,每个电子标签都有独特的电子编码,放在被测目标上以达到标记目标物体的目的;RFID读写器:不仅能够读取电子标签上的信息,而且还能够写入电子标签上的信息。应用软件系统:把接收的数据进一步的处理成人们所需要的数据是它的主要任务。

最基本的无线射频识别系统是由电子标签和读写器两部分构成。它的结构框图如图1所示:

RFID读写器,RFID标签,RFID射频识别结构图


电子标签:电子标签里存储着被测物体的信息,它通常被放在被测物体上。读写器可以不与电子标签接触,读出电子标签里存储的信息。电子标签内置天线,它的作用是与射频天线通信。可以把电子标签划分为两种类型:有源电子标签和无源电子标签。无源电子标签可以通过识别器在识别过程中产生的电磁场得到能量;有源电子标签本身可以自主发出无线电信号。

读写器:读写器是无线射频识别系统的主要组成部分之一。读写器也可以被称作阅读器。它不仅可以读出电子标签信息,而且可以把处理完的数据写入电子标签。无线射频识别的距离和无线射频识别系统的工作频段都与读写器的频率有着直接影响。所以,读写器在RFID系统中占据着重要的位置,发挥着重要的作用。读写器和电子标签之间的射频信号有两种耦合类型:

电感耦合:根据电磁感应定律,利用空间中频率交变产生的电磁场实现电感耦合。这种耦合普遍适合用在中、低频工作的近距离射频识别系统。它的识别距离小于1米,常见的作用距离是10~20厘米。

电磁反向散射耦合:利用电磁波的空间传播规律,当发射的电磁波接触到被测物体后,携带着被测物体的信息被反射回来。这种耦合适合用在高频、微波工作的远距离射频识别系统。它的识别距离大于1米,常见的作用距离为3~10米。

2.RFID的工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发岀的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号( Active Tag,有源标签或主动标签,解读器读取信息并解码,送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的RFID系统,是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是 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岀,此时 Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。RFID的工作原理如图:

RFID系统,RFID读写器,RFID标签

以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成:感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种式,而较高频大多采用第二种方式。

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之问一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答提供能量和时序。

在实际应用,可进一步通过 Ethernet或WLAN导实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,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。

3.RFID产品分类

RFID射频识别技术中所衍生的产品大概有三大类:无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。

无源RFID产品发展最早,也是发展最成熟,市场应用最广的产品。比如:公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等,这个在我们的日常生活中随处可见,属于近距离接触式识别类。

其产品的主要工作频率有:低频125KHZ、高频13.56MHz、超高频433MHz、超高频860~960MHz。

有源RFID产品,是最近几年慢慢发展起来的,其远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域,如智能监狱,智能医院,智能停车场,智能交通,智慧城市,智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起,属于远距离自动识别类一,主要工作频率有超高频433MHZ,微波2.4和5.8GHZ和58GHZ。

半有源RFID产品,结合有源RFD产品及无源RFID产品的优势,在低频125KHz频率的触发下,让微波2.45G发挥优势。半有源RFD技术,也可以叫做低频激活触发技术,利用低频近距离精确定位,微波远距离识别和上传数据,来解决单纯的有源RFID和无源RFD没有办法实现的功能。简单的说,就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。


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