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文檔簡(jiǎn)介

1、關(guān)于RFID的研究從電子標(biāo)簽走向識(shí)別技術(shù)第六組,張碩06311110 引言1.由來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和科技的進(jìn)步,尤其是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的加快,一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、通信技術(shù)于一體的高新數(shù)據(jù)采集技術(shù)無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(radio frequency identification,RFID)自20世紀(jì)80年代中期開始應(yīng)用。沃爾瑪、IBM、HP、微軟、美國(guó)國(guó)防部、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì),均開展了基于RFID技術(shù)的研究。RFID系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于物流、航空、郵政、交通、票務(wù)、金融、軍事、醫(yī)療保險(xiǎn)、跟蹤、礦井、設(shè)備和資產(chǎn)管理等領(lǐng)域。2.名詞釋義:RFID 射頻識(shí)別;一種利用無(wú)線射頻

2、進(jìn)行非接觸雙向通信的識(shí)別方式Tag 電子標(biāo)簽;Reader 讀寫器;Antenna 天線RFID技術(shù)綜述1.RFID的概念及結(jié)構(gòu)RFID技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起并逐漸走向成熟的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的。 RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、天線、讀寫器3部分組成,如圖所示。 1)電子標(biāo)簽:由耦合元件和芯片組成,且每個(gè)電子標(biāo)簽具有全球唯一的ID,無(wú)法修改也無(wú)法仿造。電子標(biāo)簽保存有約定格式的電子數(shù)據(jù),附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。 2)天線:在電子標(biāo)簽和讀寫器間以射頻信號(hào)的形式傳遞電子標(biāo)簽的

3、數(shù)據(jù)信息。 3)讀寫器:讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù),分為手持式和固定式。2.RFID的工作原理RFID讀寫器向一定范圍發(fā)射射頻信號(hào),當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的射頻場(chǎng)后,標(biāo)簽天線就會(huì)獲得感應(yīng)電流,從而為RFID芯片提供能量,芯片就會(huì)通過內(nèi)置天線以射頻信號(hào)的形式向讀寫器發(fā)送存儲(chǔ)在芯片內(nèi)的信息,讀寫器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼,然后通過RS232,RS422,RS485或無(wú)線方式送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理,其工作原理如圖2所示。  3.RFID技術(shù)的特點(diǎn) RFID具有如下技術(shù)特點(diǎn):  1)耐環(huán)境性。防水,防磁,耐高溫,不受環(huán)境影響,無(wú)

4、機(jī)械磨損,壽命長(zhǎng),不需要以目視可見為前提,可以在那些條碼技術(shù)無(wú)法適應(yīng)的惡劣環(huán)境下使用,如高粉塵污染、野外等。2)可反復(fù)使用。RFID標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)可反復(fù)修改,既可以用來(lái)傳遞一些關(guān)鍵數(shù)據(jù),也使得RFID標(biāo)簽?zāi)軌蛟谄髽I(yè)內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)重復(fù)使用,將一次性成本轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期攤銷的成本。3)數(shù)據(jù)讀寫方便。RFID標(biāo)簽無(wú)需像條碼標(biāo)簽?zāi)菢用闇?zhǔn)讀取,只要被置于讀取設(shè)備形成的電磁場(chǎng)內(nèi)就可以準(zhǔn)確讀到,同時(shí)減少甚至排除因人工干預(yù)數(shù)據(jù)采集而帶來(lái)的效率降低和糾錯(cuò)的成本。RFID每秒鐘可進(jìn)行上千次的讀取,能同時(shí)處理許多標(biāo)簽,高效且準(zhǔn)確,從而能使企業(yè)大幅度提高管理的精細(xì)度,讓整個(gè)作業(yè)過程實(shí)時(shí)透明,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。4)安全性。RF

5、ID芯片不易被偽造,在標(biāo)簽上可以對(duì)數(shù)據(jù)采取分級(jí)保密措施。讀寫器無(wú)直接對(duì)最終用戶開放的物理接口,能更好地保證系統(tǒng)的安全。4. RFID技術(shù)的發(fā)展歷程1)1940-1950年,雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了射頻識(shí)別技術(shù),為射頻識(shí)別技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。 2)1951-1960年,早期RFID技術(shù)的探索階段,主要是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。 3)1961-1970年,出現(xiàn)了一系列的RFID技術(shù)論文及專利文獻(xiàn),并進(jìn)行了一些應(yīng)用嘗試,如最早且最廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域的電子商品監(jiān)視(EAS)設(shè)備等。 4)1971-1980年,RFID技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期。各種機(jī)構(gòu)都開始致力于RFID技術(shù)

6、的開發(fā),出現(xiàn)了一系列的研究成果,如自動(dòng)汽車識(shí)別(AVI)的電子計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、動(dòng)物跟蹤等。 5)1981-1990年,進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段,各種封閉系統(tǒng)應(yīng)用開始出現(xiàn),是充分使用RFID技術(shù)的10年。尤其在1987年,第1個(gè)實(shí)用RFID電子收費(fèi)系統(tǒng)出現(xiàn)在了挪威。 6)1991-2000年,RFID技術(shù)繁榮發(fā)展的10年,RFID產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。1991年,在俄克拉荷馬州建成了世界上第1個(gè)開放的公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)。2000年前后,RFID技術(shù)中的一個(gè)重大突破是微波肖特基(Schottky)二極管可以被集成在CMOS集成電路上,使得微波RFID標(biāo)簽只含有一個(gè)集成芯片成為可能。 

7、;7)2001年至今,RFID的理論得到不斷豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無(wú)線可讀可寫、無(wú)源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識(shí)別、適應(yīng)高速移動(dòng)物體的射頻識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。5.發(fā)展現(xiàn)狀 目前我國(guó)的射頻識(shí)別技術(shù)以低頻和高頻應(yīng)用為主,主要用于第2代身份證和智能交通卡等項(xiàng)目。我國(guó)在超高頻芯片的研發(fā)上比較薄弱,不過,政府非常重視超高頻標(biāo)準(zhǔn)的制定和芯片的研發(fā)。中國(guó)國(guó)家無(wú)線電管理局正式頒布實(shí)施無(wú)線電頻率方面的規(guī)定,為RFID技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展提供了法律保障。國(guó)內(nèi)企業(yè)如上海華虹、上海復(fù)旦微電子、上海貝嶺、北京華大、大唐微電子、深圳毅能達(dá)等部門主要研究芯片設(shè)計(jì)與制造。中國(guó)電子科技集團(tuán)第

8、五十研究所等專業(yè)院所正在對(duì)不同頻段的天線進(jìn)行研究。上海華申智能、深圳遠(yuǎn)望谷等企業(yè),已經(jīng)開發(fā)出900MHz電子標(biāo)簽超高頻的讀寫器。上海交通大學(xué)和AUTO-ID中國(guó)實(shí)驗(yàn)室正在與SAP合作進(jìn)行電子標(biāo)簽中間件的開發(fā)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和研究RFID產(chǎn)品的主要廠商集中于北京、上海、廣東三地。目前RFID在中國(guó)大陸、香港、臺(tái)灣的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)及歐洲,國(guó)內(nèi)企業(yè)的市場(chǎng)占有率尚不足20%,還有很大的提升空間。 RFID技術(shù)在美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)這些比較發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、智能交通、物流管理和零售業(yè)等領(lǐng)域。1996年1月,韓國(guó)在漢城的600輛公共汽車上安裝了用于電子月票的射頻識(shí)別系統(tǒng)

9、;德國(guó)漢莎航空公司則開始試用射頻卡作為飛機(jī)票。2005年訊寶、ABI、易騰邁等10多家技術(shù)企業(yè)組建了RFID專利聯(lián)盟。2007年2月,日立公司推出了規(guī)格僅有0.005cm×0.005cm的RFID標(biāo)簽。日本豐田、美國(guó)福特、日本三菱汽車和韓國(guó)現(xiàn)代汽車的歐洲車型已將RFID技術(shù)用于汽車防盜系統(tǒng)。2007年丹麥RFIDSEC公司開發(fā)了無(wú)源RFID隱私增強(qiáng)技術(shù)用于跟蹤。三星電子成功研制了手機(jī)RFID芯片。法國(guó)航空公司、DHL和新加坡航空公司等多家大型運(yùn)輸企業(yè)開始試行RFID技術(shù)。IBM目前已經(jīng)在日本、美國(guó)和法國(guó)建立了三大RFID研發(fā)中心,除了做相關(guān)RFID的基礎(chǔ)研發(fā)工作外,還向市場(chǎng)推銷RFI

10、D中間件產(chǎn)品。RFID射頻識(shí)別技術(shù)組成及分類依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),我們可以對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行分類。不同的參數(shù)下組成器件會(huì)有變換,應(yīng)用環(huán)境也不同。1)按標(biāo)簽供電方式分類。 可以分為無(wú)源RFID和有源RFID標(biāo)簽兩類。無(wú)源RFID標(biāo)簽內(nèi)不含電源,它的能量要從讀寫器獲取。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、成本低、壽命長(zhǎng),可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境制成多種形狀,但由于無(wú)源RFID沒有內(nèi)部電源,這就需要使用功率較大的RFID讀寫器。有源RFID標(biāo)簽由內(nèi)部電源供電,作用距離遠(yuǎn),但體積大、成本高,使用時(shí)間受到電池壽命的限制。 2)按標(biāo)簽工作頻率分類。 可以分為低頻、中高頻、超高頻與微波等。低頻RFID標(biāo)簽

11、工作在30-300kHz,典型工作頻率為125kHz與133kHz,成本低,保存數(shù)據(jù)量小,讀寫距離近,一般用于門禁、考勤、電子計(jì)費(fèi)、電子錢包和畜牧業(yè)與動(dòng)物管理。中高頻RFID標(biāo)簽工作頻率在3-30MHz,典型工作頻率為13.56MHz,成本比較低,讀寫距離10m左右,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量較大。第二代身份證、北京公交“一卡通”、廣州公交“羊城通”及大多數(shù)校園卡和門禁系統(tǒng)采用的都是中高頻RFID系統(tǒng)。超高頻與微波RFID標(biāo)簽的典型工作頻率為860-960MHz,2.45GHz與5.8GHz,主要用于遠(yuǎn)距離識(shí)別與快速移動(dòng)物體的識(shí)別,如鐵路運(yùn)輸識(shí)別與管理,高速公路不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)等。主流參數(shù):低頻(LF) 高

12、頻(HF) 超高頻(UHF) 微波(MW)低頻135KHz以下 高頻13.56MHz 超高頻860M960MHz 微波2.4G3)按標(biāo)簽工作模式分類。 可以分為主動(dòng)式、被動(dòng)式與半主動(dòng)式等。主動(dòng)式依靠自身能量主動(dòng)向讀寫器發(fā)送數(shù)據(jù)。被動(dòng)式要從讀寫器發(fā)射的電磁波中吸收能量,然后才向讀寫器發(fā)送數(shù)據(jù)。半主動(dòng)式自身的能量只提供給自己內(nèi)部的電路使用,當(dāng)它收到讀寫器發(fā)射的電磁波后,才向讀寫器發(fā)送數(shù)據(jù)。 4)按標(biāo)簽封裝的形狀分類。 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合、成本與環(huán)境等因素的影響,RFID標(biāo)簽可以被制作成各種各樣的形狀,如,可以粘貼在標(biāo)識(shí)物上的薄膜型自粘貼式標(biāo)簽,可以讓用戶攜帶的信用卡式標(biāo)簽,

13、能夠固定在車輛或集裝箱上的柱型標(biāo)簽,可作為動(dòng)物耳標(biāo)的扣式標(biāo)簽,封裝在玻璃管中的植入式標(biāo)簽等。 應(yīng)用RFID技術(shù)在社會(huì)生活的各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用,具體涉及領(lǐng)域如圖3所示。傳統(tǒng)的RFID應(yīng)用領(lǐng)域(高頻、近距離)v 門禁等,身份識(shí)別v 交通一卡通等,小額支付和電子錢包v 二代身份證等,法定證件新興的RFID應(yīng)用領(lǐng)域(超高頻、遠(yuǎn)距離)v 商品防偽,如酒、煙、貴重物品v 物流管理,如大型超市、航空包裹、郵政包裹v 智能倉(cāng)儲(chǔ),如大型倉(cāng)庫(kù)、港口、碼頭、機(jī)場(chǎng)v 人員管理, 如大型展會(huì)、大型景區(qū)、煤礦井下v 食品藥品管理, 如食品安全、高危藥品v 安全生產(chǎn)管理,如危險(xiǎn)物品1. 商品防偽 2. 物流

14、管理3. 倉(cāng)儲(chǔ)管理4. 人員管理與會(huì)人員代表證會(huì)場(chǎng)人員管理系統(tǒng)5. 藥品溯源管理對(duì)藥品生產(chǎn)、流通、使用全程跟蹤和可追溯監(jiān)管,實(shí)施對(duì)問題藥品快速、可控的召回;通過在電子標(biāo)簽上實(shí)現(xiàn)低成本安全認(rèn)證,提供藥品的防偽、防假技術(shù)手段實(shí)例分析基于基于RFID技術(shù)的公交防盜系統(tǒng)工作示意圖:當(dāng)用戶下車時(shí),如若沒有失竊,則A與B同時(shí)被閱讀器識(shí)別,則情況正常,并清空相應(yīng)的存儲(chǔ)信息。用戶上車時(shí),攜帶物品A與B被閱讀器識(shí)別并記錄。當(dāng)用戶失竊(即A與B分開),如若B單獨(dú)在后門處被閱讀器識(shí)別,則發(fā)出警報(bào),反之亦然。 工作原理:同一個(gè)用戶的物品(IC卡與手機(jī)、錢包等)會(huì)帶有相同或者想關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽(應(yīng)答器),當(dāng)這些帶有相同或相關(guān)

15、聯(lián)標(biāo)簽的物品進(jìn)入某一個(gè)閱讀器的識(shí)別范圍的時(shí)候,閱讀器會(huì)對(duì)這些物品的標(biāo)簽信息進(jìn)行識(shí)別,如果這些相關(guān)聯(lián)的物品被閱讀器識(shí)別的時(shí)間在允許范圍之內(nèi),則情況正常,否則會(huì)發(fā)出警報(bào)。實(shí)際運(yùn)用:在公交車的前門處設(shè)置一個(gè)閱讀器,這樣用戶在上車的時(shí)候設(shè)備會(huì)自動(dòng)識(shí)別用戶所攜帶的被標(biāo)記物品的信息并存儲(chǔ)。在公交車的后門處設(shè)置一個(gè)閱讀器,這樣用戶在下車的時(shí)候閱讀器會(huì)自動(dòng)識(shí)別用戶攜帶的被標(biāo)記物品的信息并與之前存儲(chǔ)的信息核對(duì)。如若信息相符則自動(dòng)清空內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息,如不相符則發(fā)出警報(bào)。實(shí)現(xiàn):1. 遠(yuǎn)距離UHF-RFID開發(fā)1.1 讀寫器系統(tǒng)體系(AS3992模塊)1.1.1 AS3992讀寫器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)AS3992讀寫器讀寫模塊

16、的核心部分包括一個(gè)微處理器和一個(gè)RFID基站芯片。它能獨(dú)立完成對(duì)電子標(biāo)簽的所有操作,具有與主系統(tǒng)的命令數(shù)據(jù)通信能力,可按照提供的命令完成對(duì)電子標(biāo)簽的讀寫操作,并將所得數(shù)據(jù)返回給系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)可以是一個(gè)主控板或PC機(jī)。AS3992讀寫模塊提供USB或UART通信方式與系統(tǒng)進(jìn)行通信,極大地方便了我們的聯(lián)接和應(yīng)用。AS3992讀寫器/讀寫模塊硬件主要由C8051F340中央微處理器、RFID基站芯片(AS3992)、高頻電路、模塊天線、復(fù)位電路、LED狀態(tài)顯示電路等組成。它具有集成度更高、性能更穩(wěn)定、性價(jià)比更好等特點(diǎn)。其硬件結(jié)構(gòu)圖為:1.1.2 AS3992讀寫器功能說(shuō)明AS3992讀寫器/讀寫模塊

17、可以完成對(duì)電子標(biāo)簽的所有讀寫操作,其操作由連接的主控系統(tǒng)發(fā)出的讀寫命令控制完成,具體可以完成如下功能:u 模塊操作完成對(duì)讀寫器提供LED顯示控制以及外部I/O的控制。u 讀寫器/模塊系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置完成對(duì)讀寫器系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,如發(fā)射機(jī)功率、天線狀態(tài)以及接受部分靈敏度等參數(shù)的設(shè)置。u 電子標(biāo)簽的訪問操作完成對(duì)電子標(biāo)簽的所有訪問操作,包括輪詢標(biāo)簽、喚醒標(biāo)簽、讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)、寫標(biāo)簽數(shù)據(jù)、滅活標(biāo)簽、鎖定標(biāo)簽、休眠標(biāo)簽等功能。u 與外部主機(jī)的通信提供與外部主機(jī)的通信方式,包括UART TTL電平通信、USB通信接口。應(yīng)用這些通信方式,可以實(shí)現(xiàn)與AS3992讀寫器/模塊的通信,發(fā)送相關(guān)的命令來(lái)完成對(duì)電子標(biāo)簽的

18、操作。讀寫器/模塊可以很方便地嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中,較快地完成系統(tǒng)的功能。可以在一個(gè)通信總線上同時(shí)加裝多臺(tái)讀寫器/模塊,分別進(jìn)行控制。1.1.3 AS3992讀寫器性能標(biāo)簽協(xié)議:支持ISO18000-6C(EPC GEN2)、ISO18000-6A/B協(xié)議工作頻率:920.625924.375MHz,符合國(guó)家RFID標(biāo)準(zhǔn) 902.75927.25MHz,美國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn) 865.7867.5MHz,歐洲RFID標(biāo)準(zhǔn) 可設(shè)置840960MHz之間的可用工作頻段跳頻方式:FHSS自動(dòng)跳頻發(fā)射機(jī)功率:可由軟件設(shè)置,最大20dBm,100mW工作電壓:DC +3.3V 2A;+5.5V可選天線接口:1個(gè)天

19、線匹配電阻:50 ohm與主機(jī)接口:TTL USB通信波特率:115200bps, 9600bps N,8,1,0輸入/輸出接口:2個(gè)輸入接口,2個(gè)輸出接口狀態(tài)指示驅(qū)動(dòng):3個(gè)LED燈顯示主要器件:C8051F340 AS399X RCP890A05工作溫度:-20+80度1.2 EPC UHF G2電子標(biāo)簽1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)接口參數(shù)對(duì)于每間公司生產(chǎn)的符合EPC G2 UHF標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽,其功能和性能均應(yīng)符合EPC G2 UHF相關(guān)無(wú)線接口性能的標(biāo)準(zhǔn)。從用戶應(yīng)用標(biāo)簽的角度來(lái)說(shuō),我們不需要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)參數(shù)及讀寫器與電子標(biāo)簽之間的無(wú)線通信接口的協(xié)議。但對(duì)以下參數(shù)有一個(gè)大致的了解,對(duì)于用戶應(yīng)用

20、電子標(biāo)簽會(huì)有較大的幫助。以下為EPC G2 UHF物理接口概念以及其簡(jiǎn)明說(shuō)明,以幫助用戶對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)了解。詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考EPC G2 UHF標(biāo)準(zhǔn)文本。系統(tǒng)介紹 EPC系統(tǒng)是一個(gè)針對(duì)電子標(biāo)簽應(yīng)用的使用規(guī)范。一般系統(tǒng)包括有讀寫器、電子標(biāo)簽、天線以及上層應(yīng)用接口程序等部份。每家廠商提供的產(chǎn)品應(yīng)符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),所提供的設(shè)備在性能上有不同,但功能會(huì)是相似的。無(wú)線通信過程 讀寫器向一個(gè)或一個(gè)以上的電子標(biāo)簽發(fā)送訪問命令信息,發(fā)送方式是采用無(wú)線通信的方式調(diào)制射頻載波信號(hào)。標(biāo)簽通過相同的調(diào)制射頻載波接收功率。 讀寫器通過發(fā)送未調(diào)制射頻載波和接收由電子標(biāo)簽發(fā)射(反向散射)的信息來(lái)接收電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。工作頻

21、率:920.125MHz924.875MHz,20個(gè)頻道(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)) 865.7MHz867.5MHz,4個(gè)頻道(歐洲標(biāo)準(zhǔn)) 902.75MHz927.25MHz,50個(gè)頻道(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))等 EPC G2 UHF的標(biāo)準(zhǔn)文本所規(guī)定的無(wú)線接口頻率為:860MHz960MHz,但每個(gè)國(guó)家在確定自己的使用頻率范圍時(shí),會(huì)根據(jù)自己的情況選擇某段頻率作為自己的使用頻段。 我國(guó)目前暫訂的使用頻率為:920MHz925MHz。 用戶在選用電子標(biāo)簽和讀寫器時(shí),應(yīng)選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽及讀寫器。一般來(lái)說(shuō),電子標(biāo)簽的頻率范圍較寬,而讀寫器在出廠時(shí)會(huì)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的頻率來(lái)限定。頻道工作模式:跳頻擴(kuò)頻模式 讀寫器

22、在有效的頻段范圍內(nèi),將該頻段分為20個(gè)或4個(gè)或50個(gè)頻段,在某個(gè)使用的時(shí)刻讀寫器與電子標(biāo)簽的通信只占用一個(gè)頻道進(jìn)行通信。為防止占用某個(gè)頻道時(shí)間過長(zhǎng)或該頻道被其他設(shè)備占用而產(chǎn)生的干擾,讀寫器應(yīng)用FHSS自動(dòng)跳頻技術(shù)動(dòng)態(tài)跳到下一個(gè)頻道。 用戶在使用讀寫器時(shí),如發(fā)現(xiàn)某個(gè)頻道在某地已被其他的設(shè)備所占用或某個(gè)頻道上的信號(hào)干擾很大,可在讀寫器系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定中,先將該頻道屏蔽掉,這樣讀寫器在自動(dòng)跳頻時(shí),會(huì)自動(dòng)跳過該頻道,以避免與其他設(shè)備的應(yīng)用沖突。發(fā)射功率:最大20dBm 讀寫器的發(fā)射功率是一個(gè)很重要的參數(shù)。讀寫器對(duì)電子標(biāo)簽的操作距離主要會(huì)由該發(fā)射功率來(lái)確定,發(fā)射功率越大,則操作距離越遠(yuǎn)。 讀寫器的發(fā)射功率可

23、以通過系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置來(lái)進(jìn)行調(diào)整??煞譃閹准?jí)或連續(xù)可調(diào),用戶需根據(jù)自己的應(yīng)用調(diào)整該發(fā)射功率,使讀寫器能在用戶設(shè)定的距離內(nèi)完成對(duì)電子標(biāo)簽的操作。對(duì)于滿足使用要求的,將發(fā)射功率調(diào)到較小,會(huì)較少能耗。天線:50Ohm,范圍為900930 MHz 天線是讀寫系統(tǒng)中非常重要的一部份,它對(duì)讀寫器與電子標(biāo)簽的操作距離有很大的影響。天線的性能越好,則操作距離可能會(huì)越遠(yuǎn),操作的穩(wěn)定性會(huì)更好。 天線的選擇參數(shù)包括:天線增益,駐波比及天線的方向性和天線尺寸。一般應(yīng)選擇天線駐波比低的,應(yīng)小于1.5。用戶在選用時(shí)需作較多的關(guān)注。 讀寫器與天線的連接有二種情況,一種是讀寫器與天線裝在一起,稱為一體機(jī),另一種是通過50Ohm

24、的同軸電纜與天線相連,稱為分體機(jī)。 一個(gè)讀寫器可以同時(shí)連接多個(gè)天線或只有一個(gè)天線,在使用這種含多個(gè)天線的讀寫器時(shí),用戶需先設(shè)定天線的使用順序。密集讀寫器環(huán)境(DRM) 在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合,可能會(huì)同時(shí)存在多個(gè)讀寫器在一個(gè)空間范圍內(nèi)同時(shí)運(yùn)行,這種情況被稱為密集讀寫器環(huán)境,各個(gè)讀寫器會(huì)占用各自的操作頻道對(duì)自己的某類電子標(biāo)簽自行操作。用戶在使用時(shí),需根據(jù)需要選用可在DRM環(huán)境下可靠運(yùn)行的讀寫器。數(shù)據(jù)傳輸速率:讀寫器與標(biāo)簽之間交換數(shù)據(jù),有高/低兩種傳輸速率。對(duì)于一般的廠商提供的標(biāo)簽,我們都首先選擇高速數(shù)據(jù)傳輸速率。1.2.2 電子標(biāo)簽的操作命令集在對(duì)于電子標(biāo)簽的操作中,有三組命令集,用于完成對(duì)電子標(biāo)簽的訪問

25、。這三組命令分別是:選擇、盤存及訪問,他們分別由一個(gè)或多個(gè)命令組成。1) 選擇(SELECT)由一條命令組成。讀寫器對(duì)電子標(biāo)簽的進(jìn)行訪問操作前,需應(yīng)用選擇(SELECT)命令,選擇符合用戶定義的標(biāo)簽。使符合用戶定義的標(biāo)簽進(jìn)入相應(yīng)的工作就緒狀態(tài),而其他不符合用戶定義的標(biāo)簽仍處于非活動(dòng)狀態(tài),這樣可有效地先將所有的標(biāo)簽按各自的應(yīng)用分成幾個(gè)不同的類,以利于進(jìn)一步的標(biāo)簽操作命令。主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)n+4字節(jié)n+5字節(jié)63幀頭0x33字節(jié)長(zhǎng)度EPC編號(hào)字節(jié)長(zhǎng)度n+1EPC字節(jié)0EPC字節(jié)n保留位讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2幀頭0x34字節(jié)長(zhǎng)度錯(cuò)誤字節(jié) 例如,要選中EPC

26、為01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 23的標(biāo)簽發(fā)送:33 0F 0C 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 23接收:34 03 09 表示此標(biāo)簽無(wú)法讀寫 34 03 00 表示可以讀寫此標(biāo)簽了(Error byte為0x00表示No error)2) 輪詢(盤存,INVENTORY)由多條命令組成。輪詢是將所有符合選擇(SELECT)條件的標(biāo)簽循環(huán)掃描一遍,標(biāo)簽將分別返回其EPC號(hào)。用戶利用該操作可以首先將所有符合條件的標(biāo)簽的EPC號(hào)讀出來(lái)。盤存操作中有許多參數(shù),并且是一個(gè)循環(huán)的掃描的過程,在一個(gè)盤存掃描中,會(huì)組合應(yīng)用到幾條不同的盤

27、存命令,故一個(gè)盤存又被稱為一個(gè)盤存周期或輪詢周期。我們模塊的盤存周期最小為50ms,輪詢間隔時(shí)間也可調(diào)整。因?yàn)樽x寫器與標(biāo)簽之間對(duì)于盤存命令的數(shù)據(jù)交換的時(shí)間響應(yīng)有嚴(yán)格的要求,故讀寫器會(huì)將一個(gè)盤存周期操作設(shè)計(jì)成一個(gè)盤存循環(huán)命令,提供給用戶使用。而不需要用戶去自己設(shè)計(jì)盤存算法及盤存步驟。一般讀寫器會(huì)為各種不同的盤存需求設(shè)計(jì)幾個(gè)優(yōu)化的盤存算法命令,供用戶使用。下面是兩種盤存指令:² Command Inventory主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2幀頭0x31字節(jié)長(zhǎng)度開始盤存0x01讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)xx字節(jié)xx+1字節(jié)63幀頭0x32字節(jié)長(zhǎng)度找到的標(biāo)簽

28、數(shù)目EPC字節(jié)長(zhǎng)度EPC 1x保留位例如,發(fā)送:31 03 01接收:32 04 00 00 表示未識(shí)別到標(biāo)簽 32 12 01 0E 34 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 23 表示識(shí)別到標(biāo)簽,EPC:01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 23² Command Inventory with RSSI :主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2幀頭0x43字節(jié)長(zhǎng)度開始盤存0x01讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)6字節(jié)7字節(jié)8字節(jié)21幀頭0x44字節(jié)長(zhǎng)度找到的標(biāo)簽數(shù)目RSSI工作頻率EPC和PC字節(jié)長(zhǎng)

29、度PC+EPC例如,發(fā)送:43 03 01 接收:44 05 00 00 00 表示未識(shí)別到標(biāo)簽 44 16 01 90 A4 35 0D 0E 34 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 23 表示識(shí)別到標(biāo)簽,EPC:01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 23注:90RSSIA4 35 0D工作頻率0D<<16 | 35<<08 | A4 = 0xD35A4=865700KHz=865.7MHz(歐洲頻率)34 00PC,電子標(biāo)簽的協(xié)議-控制字3) 訪問操作(ACCESS)用戶使用該組命令完成對(duì)電子標(biāo)簽的各

30、個(gè)存貯器內(nèi)容的讀取或?qū)懭氩僮?。讀寫器可對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行如下的讀寫訪問:Ø .密碼校驗(yàn)(即訪問標(biāo)簽的保留區(qū):滅活口令和訪問口令)Ø .讀標(biāo)簽主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)58ID 0x37字節(jié)長(zhǎng)度存貯體標(biāo)簽內(nèi)存字地址數(shù)據(jù)字長(zhǎng)保留位讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4nID 0x38字節(jié)長(zhǎng)度錯(cuò)誤顯示讀出數(shù)據(jù)字長(zhǎng)數(shù)據(jù)Ø .寫標(biāo)簽主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)47字節(jié)8字節(jié)99+2*nID 0x35字節(jié)長(zhǎng)度存貯體標(biāo)簽內(nèi)存字地址訪問口令數(shù)據(jù)字長(zhǎng)n數(shù)據(jù)讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3ID 0x36字節(jié)長(zhǎng)度錯(cuò)誤顯示寫入數(shù)據(jù)字

31、長(zhǎng)Ø .鎖定標(biāo)簽主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)47ID 0x3B字節(jié)長(zhǎng)度鎖定狀態(tài)內(nèi)存區(qū)訪問指令字節(jié)2的鎖定狀態(tài)選擇:valueDescription0x00Unlock0x01Lock0x02Permalock0x03Lock&Permalock鎖定的內(nèi)存區(qū)選擇-字節(jié)3:ValueMemory space0x00Kill password0x01Access password0x02EPC0x03TID0x04User讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2ID 0x3C字節(jié)長(zhǎng)度錯(cuò)誤顯示注:被鎖定的內(nèi)存區(qū)內(nèi)容將不可讀。Ø .滅活標(biāo)簽主機(jī)>讀寫器字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)25字節(jié)6ID 0x3D字節(jié)長(zhǎng)度滅活指令032保留位讀寫器>主機(jī)字節(jié)0字節(jié)1字節(jié)2ID 0x3E字節(jié)長(zhǎng)度錯(cuò)誤顯示注:被滅活的標(biāo)簽將廢掉,無(wú)法使用和再激活。2. 基于MSP430單片機(jī)構(gòu)建防盜控制系統(tǒng)2.1 主標(biāo)簽與副標(biāo)簽的判別與分類將AS3992開發(fā)模塊與PC連接,利用開發(fā)軟件對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行寫操作。將主標(biāo)簽的EPC與副標(biāo)簽的EPC進(jìn)行關(guān)聯(lián)。例如:將主標(biāo)簽的EPC定義為 00 01 00,則副標(biāo)簽EPC定義為

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