第2章RFID基本原理

第2章RFID基本原理本章內(nèi)容RFID系統(tǒng)的區(qū)別特征RFID基本作用原理RFID區(qū)別特征基本區(qū)別特征標簽構(gòu)造形式頻率、作用距離和耦合標簽中的信息處理射頻系統(tǒng)的選擇準則基本區(qū)別特征全雙工與半雙工閱讀器持續(xù)發(fā)送信號標簽信號需與閱讀器區(qū)分副載波，諧波等時序系統(tǒng)閱讀器電/磁場周期斷開能量供應(yīng)中斷基本區(qū)別特征1位應(yīng)答器（Tag）成本低多應(yīng)用于百貨商店去活化可寫入式存儲方式EEPROM電感耦合系統(tǒng)寫入功耗大擦寫次數(shù)100,000SRAM微波系統(tǒng)速度快需要輔助電池運行（數(shù)據(jù)訪問授權(quán)）狀態(tài)機（ASIC）微處理器+程序基本區(qū)別特征供電方式無源有源（微波系統(tǒng)）工作頻率（閱讀器發(fā)送頻率）30kHz~300kHz3MHz~30MHz300MHz~3GHz或5.8GHz作用距離緊密耦合（0~1cm）復(fù)雜標簽ISO10536遙控耦合（0~1m）遠距離系統(tǒng)（>1m）標簽構(gòu)造形式塑料外殼玻璃外殼（抗腐蝕）鑰匙和鑰匙扣ID-1非接觸試智能卡智能標簽手表式片上線圈（coil-on-chip）嵌入螺栓（DIN/ISO69873）頻率、作用距離和耦合緊密耦合（<1cm,

close）插入閱讀器，放在指定位置0~30MHz物理耦合：電子式、磁場式能量大（微處理器供電）、安全性高電子門鎖、非接觸式計數(shù)IC卡應(yīng)答器ID-1（ISO10536）遙控耦合（0~1m,remote）135kHz,13.56MHz以下，少數(shù)27.125MHz物理耦合：大部為感應(yīng)式耦合（90%），也有電子式動物識別、工業(yè)自動化ISO14443，ISO15693遠距離系統(tǒng)（>1m,long-range）868MHz（EU）,915（US），2.5GHz，5.8GHz物理耦合：電磁場（反向散射）無電池3m，有電池15m電池一般用于芯片和數(shù)據(jù)，不用于數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)答器中的信息處理1位應(yīng)答器、只讀應(yīng)答器放入閱讀器高頻場中便發(fā)送數(shù)據(jù)單向數(shù)據(jù)流一次只允許一個應(yīng)答器功耗低、距離大物流、集裝箱（ISO18000）動物識別（ISO11785）EEPROM、SRAM（狀態(tài)機）可響應(yīng)閱讀器指令支持防沖突密碼鑒別數(shù)據(jù)流加密微處理器+OS更加復(fù)雜的鑒別驗證與加密電子金融、公交檢票射頻系統(tǒng)的選擇準則工作頻率水或非導(dǎo)體，100kHz吸水率比1GHz低100000倍低頻穿透力強，如在牛的第1個胃中放135kHz作用距離公交車（5~10cm）裝配線（定向微波優(yōu)于電感耦合）可靠性密鑰和權(quán)限鑒別存儲器容量基本作用原理1位應(yīng)答器全雙工和半雙工時序法1位應(yīng)答器構(gòu)成閱讀器標簽去活器性能識別率/檢測率德國工程師協(xié)會VDI4470“商品安全系統(tǒng)——安檢門系統(tǒng)的用戶驗收規(guī)范”1位應(yīng)答器：射頻LC震蕩電路固定震蕩頻率fR制造電感+電容刻蝕線圈掃頻檢測法金屬材料影響（如罐頭）檢測率70%諧振頻率與誤報警如電纜去活方法強磁場感應(yīng)電壓擊穿電容1位應(yīng)答器：微波非線性原件諧波檢測偶極子調(diào)整到基波頻率2.45GHz（總長6cm）5.6GHz應(yīng)答器產(chǎn)生回射基波諧波2倍或3倍（依二極管）區(qū)別干擾信號對激波進行調(diào)幅或調(diào)頻消除誤報可撕下標簽1位應(yīng)答器：分頻器與射頻類似標簽包含分頻器檢測分頻后低頻區(qū)別干擾信號對激波進行調(diào)幅或調(diào)頻消除誤報可撕下標簽1位應(yīng)答器：電磁法低頻強磁場10Hz~20kHz安全標簽合金磁條非線性磁滯線變化磁通量過零突變產(chǎn)生基波諧波低頻適合含金屬商品使磁條磁飽和可反復(fù)激活和去活如圖書、零售業(yè)全雙工、半雙工和時序法半雙工閱讀器到應(yīng)答器與應(yīng)答器到閱讀器交替進行諧波法負載調(diào)制副載波負載調(diào)制全雙工標簽到閱讀器分頻（分諧波）獨立頻率（非諧波）全雙工和半雙工：電感耦合組成：芯片+大面積線圈天線供電（變壓器耦合）閱讀器產(chǎn)生電磁場波長>>閱讀器與標簽距離135kHz:2400m13.56MHz:22.1m閱讀器端構(gòu)成諧振回路磁場強度最大標簽構(gòu)成諧振回路線圈電壓最大全雙工和半雙工：電感耦合供電功率傳輸因素f，線圈匝數(shù)，線圈面積，相對角度，距離135kHz100~1000匝13.56MHz3~10匝數(shù)據(jù)傳輸負載調(diào)制標簽負載電阻變化影響閱讀器的變化阻抗通過標簽負載電阻通斷副載波負載調(diào)制解決干擾問題13.56MHz，100V~10mV80dB以數(shù)據(jù)流節(jié)拍調(diào)制到邊帶經(jīng)帶通濾波后解調(diào)分諧波法（Fa/2,Fa/3……）全雙工和半雙工：電磁反向散射耦合特征遠大于1m868MHz,915MHz,2.4GHz,5.8GHz供電通過自由空間衰減模型估計標簽接收處功率相同距離頻率越高衰減越大通過電池為標簽芯片供電（不用于傳數(shù)據(jù)）從而使更多接收到的能量用于傳輸數(shù)據(jù)全雙工和半雙工：電磁反向散射耦合數(shù)據(jù)傳輸雷達原理：電磁波可被外形尺寸大于波長一半的物體反射對入射波前產(chǎn)生諧振的物體，反射效率高通過控制RL負載電阻通斷實現(xiàn)調(diào)制定向耦合器抑制發(fā)射器正向信號全雙工和半雙工：緊密耦合供電距離從0.1cm到1cm插入閱讀器或放在有標記的表面功率效率高適合高能耗芯片數(shù)據(jù)傳輸磁耦合式傳輸：副載波調(diào)制（ISO10536）電容耦合式傳輸全雙工和半雙工：電耦合供電強高頻電場，諧振數(shù)據(jù)傳輸負載調(diào)制全雙工和半雙工：電耦合時序法：電感耦合供電適合在135kHz以下電容充電低功耗模式脈沖檢測器標簽響應(yīng)閱讀器讀出數(shù)據(jù)電容放電數(shù)據(jù)傳輸負載調(diào)制時序法：