一種近距離電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、一種近距離電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案韓彪（黃石理工學(xué)院，湖北 黃石 435003）摘 要：為了實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器對(duì)射頻標(biāo)簽的正確識(shí)別，介紹一種近距離電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。讀寫(xiě)器主動(dòng)發(fā)出射頻信號(hào)，將能量耦合至射頻標(biāo)簽使其轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，將自身的數(shù)據(jù)發(fā)送供讀寫(xiě)器識(shí)別。通過(guò)對(duì)近距離電感耦合射頻識(shí)別的試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方案的可行性。關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別系統(tǒng)；近距離電感耦合；讀寫(xiě)器；射頻標(biāo)簽a close-coupled inductor design of radio frequency identification systemhan biao( huangshi institute of t

2、echnology，huangshi hubei 435003 )abstract: in order to achieve readers on the correct radio frequency identification tags, inductively coupled introduced a short-range radio frequency identification system design process. readers initiative issued rf signal will be coupled to the radio frequency ene

3、rgy into their work status label will send its own data for the reader to identify. through the close inductively coupled radio frequency identification pilot studies proved the feasibility of the design options.keywords: radio frequency identification systems; close inductively coupled; readers; rf

4、 tags0 引言射頻識(shí)別（radio frequency identification ）技術(shù)是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求。研究表明，采用近距離電感耦合（inductively coupled）方式實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)器對(duì)射頻標(biāo)簽?zāi)芰康墓?yīng)和數(shù)據(jù)信息交換較為安全可靠，易于實(shí)現(xiàn)。已廣泛應(yīng)用在物流管理、交通管理、身份識(shí)別、校園一卡通管理等領(lǐng)域。1 射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及原理 射頻識(shí)別系統(tǒng)包含射頻標(biāo)簽、讀寫(xiě)器兩部分。其中，射頻標(biāo)簽由射頻模塊、升壓電路、微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成，射頻標(biāo)簽含有惟一的識(shí)別碼，在實(shí)際應(yīng)用中，射頻標(biāo)簽粘

5、貼在待識(shí)別的物體表面；讀寫(xiě)器是可非接觸地讀取和寫(xiě)入標(biāo)簽信息的設(shè)備，它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信，從而完成對(duì)射頻標(biāo)簽信息的獲取、解碼、識(shí)別。在近距離電感耦合識(shí)別系統(tǒng)中，射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間通過(guò)天線(xiàn)架起空間電磁波傳輸通道。讀寫(xiě)器一方的天線(xiàn)相當(dāng)于變壓器的一次繞組，射頻標(biāo)簽一方的天線(xiàn)相當(dāng)于變壓器的二次繞組，因而電感耦合方式為變壓器方式。電感耦合方式的耦合介質(zhì)是空間磁場(chǎng)，耦合磁場(chǎng)在讀寫(xiě)器一次繞組與射頻標(biāo)簽二次繞組之間構(gòu)成閉合回路。讀寫(xiě)器通過(guò)射頻模塊的天線(xiàn)在定向空間范圍內(nèi)主動(dòng)發(fā)送射頻能量信號(hào)，形成讀寫(xiě)器的有效識(shí)別區(qū)域。位于讀寫(xiě)器有效識(shí)別區(qū)域中的射頻標(biāo)簽從讀寫(xiě)器天線(xiàn)發(fā)出的電磁場(chǎng)種提取能量，并通過(guò)射頻標(biāo)

6、簽的升壓電路處理成其工作所需要的電壓。射頻標(biāo)簽讀取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)并進(jìn)行編碼，將信息通過(guò)射頻模塊調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)送至讀寫(xiě)器，完成讀寫(xiě)器對(duì)射頻標(biāo)簽的識(shí)別。近距離電感耦合傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)是讀寫(xiě)器將射頻能量束縛在讀寫(xiě)器電感線(xiàn)圈的周?chē)?，通過(guò)交變閉合的線(xiàn)圈磁場(chǎng)，溝通讀寫(xiě)器繞組與射頻標(biāo)簽繞組之間的射頻通道，并沒(méi)有向空間輻射電磁能量。近距離電感耦合識(shí)別系統(tǒng)的典型工作頻率由125k、225k和13.56mhz。識(shí)別作用距離小于1m，典型作用距離為1020cm,本系統(tǒng)選擇工作頻率為13.56mhz。 1 射頻識(shí)別系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)1.1 射頻識(shí)別系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 射頻識(shí)別系統(tǒng)硬件框圖如下：a) 讀寫(xiě)器硬件結(jié)構(gòu)b) 射頻標(biāo)簽硬件結(jié)構(gòu)圖1 射頻識(shí)別系統(tǒng)硬件框圖1.2 數(shù)據(jù)傳輸 射頻識(shí)別系統(tǒng)所完成的功能可歸結(jié)為數(shù)據(jù)獲取的一種手段。 圖2 讀寫(xiě)器射頻模塊基本結(jié)構(gòu)圖3 射頻標(biāo)簽射頻模塊基本結(jié)