射頻識別RFID原理與應(yīng)用

1、.1 射頻識別RFID原理與應(yīng)用 .2 一、自動識別 數(shù)據(jù)采集（識別）： 1、人工采集 2、自動識別 條碼 RFID（Radio Frequency Identification） 接觸式IC卡 生物特征識別（指文、人臉、語音） 光學(xué)字符識別（Optical Character Recognition ， OCR）等 .3 二、什么叫射頻識別RFID？ 射頻識別是無線電頻率識別（Radio Frequency Identification ，RFID）的簡稱。是一種非接觸式 的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo) 對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)， 可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技

2、術(shù)可識別高速運 動物體，并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。 RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件， 該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個 閱讀器（或詢問器）和很多標(biāo)簽（或應(yīng)答器）組 成。 .4 RFID的基本原理框圖 .5 RFID應(yīng)用系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖 .6 利用中間件的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)圖 .7 1、高層的作用 對于獨立的應(yīng)用，閱讀器可以完成應(yīng)用的需求， 例如，公交車上的閱讀器可以實現(xiàn)對公交票卡的 驗讀和收費。 針對RFID的具體應(yīng)用，需要在高層將多閱讀器獲 取的數(shù)據(jù)有效地整合起來，提供查詢、歷史檔案 等相關(guān)管理和服務(wù)。 更進(jìn)一步，通過對數(shù)據(jù)的加工、分析和挖掘，為 正確決策提供

3、依據(jù)。這就是所謂的信息管理系統(tǒng) 和決策系統(tǒng)。 .8 2、中間件與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 RFID中間件是介于RFID閱讀器和后端應(yīng)用程序之 間的獨立軟件，能夠與多個RFID閱讀器和多個后 端應(yīng)用程序連接。 應(yīng)用程序使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序 接口（API），就能連接到RFID閱讀器，讀取 RFID應(yīng)答器數(shù)據(jù)。 這樣一來，即使當(dāng)存儲應(yīng)答器信息的數(shù)據(jù)庫軟件 改變、后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代、 閱讀器種類增加等情況發(fā)生時，應(yīng)用端不需要修 改也能應(yīng)對這些變化，從而減輕了多對多連接的 設(shè)計與維護(hù)的復(fù)雜性。 .9 3、RFID的工作頻率 (1)低頻(LF，頻率范圍為30300 kHz): 工作頻率低于1

4、35 kHz，最常用的是125 kHz。 (2)高頻(HF，頻率范圍為330 MHz): 工作頻率為13.56 MHz7 kHz。 (3)特高頻（UHF，頻率范圍為300 MHz3 GHz）： 工作頻率為433 MHz，866960 MHz和2.45 GHz; (4)超高頻（SHF，頻率范圍為330 GHz）： 工作頻率為5.8 GHz和24 GHz，但目前24 GHz基本 沒有采用。 .10 其中，后3個頻段為ISM (Industrial Scientific Medical) 頻段。ISM頻段是為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療應(yīng)用而保留 的頻率范圍，不同的國家可能會有不同的規(guī)定。 UHF和SHF都在微

5、波頻率范圍內(nèi)，微波頻率范圍 為300 MHz300 GHz。 在RFID技術(shù)的術(shù)語中，有時稱無線電頻率的LF和 HF為RFID低頻段，UHF和SHF為RFID高頻段。 RFID技術(shù)涉及無線電的低頻、高頻、特高頻和 超高頻頻段。在無線電技術(shù)中，這些頻段的技術(shù) 實現(xiàn)差異很大，因此可以說，RFID技術(shù)的空中接 口覆蓋了無線電技術(shù)的全頻段。 .11 4、應(yīng)答器 應(yīng)答器在某種應(yīng)用場合還有一些專有的名 稱，如射頻卡（也稱為非接觸卡）、標(biāo)簽 等，但都可統(tǒng)稱為應(yīng)答器。 .12 應(yīng)答器的主要性能參數(shù)： 工作頻率、讀寫能力、編碼調(diào)制方式、 數(shù)據(jù)傳輸速率、信息數(shù)據(jù)存儲容量、工作 距離、多應(yīng)答器識讀能力（也稱為防碰撞

6、 或防沖突能力）、安全性能（密鑰、認(rèn)證） 等。 .13 應(yīng)答器的分類 ： 根據(jù)應(yīng)答器是否需要加裝電池及電池供電 的作用，可將應(yīng)答器分： 為無源（被動式） 半無源（半被動式） 有源（主動式） .14 應(yīng)答器電路的基本結(jié)構(gòu)和作用 .15 5、閱讀器（讀寫器和基站） 閱讀器的功能： (1)以射頻方式向應(yīng)答器傳輸能量； (2)從應(yīng)答器中讀出數(shù)據(jù)或向應(yīng)答器寫入數(shù) 據(jù)； (3)完成對讀取數(shù)據(jù)的信息處理并實現(xiàn)應(yīng)用 操作； (4)若有需要，應(yīng)能和高層處理交互信息。 .16 閱讀器電路的組成框圖 .17 三、RFID的耦合方式 根據(jù)射頻耦合方式的不同，RFID可以分為： 電感耦合方式（磁耦合） 反向散射耦合方式（電磁場耦合） .18 電感耦合方式： .19 負(fù)載調(diào)制的原理示意圖 .20 1應(yīng)答器的能量供給 2應(yīng)答器向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸 3閱讀器向應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸 .21 電感耦合方式的變型 （1 1）電感耦合的時序方式 （2）掃頻法 （3 3）分頻信號檢測法 .22 時序方式中能量與數(shù)據(jù)傳輸圖 .23 掃