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RFID標(biāo)簽的基本工作原理

2020-08-14 14:43 廣州健永信息科技有限公司

導(dǎo)讀:RFID系統(tǒng)由兩部分組成:讀寫單元和電子標(biāo)簽。讀寫器通過天線發(fā)出電磁脈沖,電子標(biāo)簽接收這些脈沖,并發(fā)送已存儲的信息到閱讀器作為響應(yīng)。實際上,這就是對存儲器的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。電子標(biāo)簽包含了RFID射頻處理電路和一個超薄天線環(huán)路,天線與一個塑料薄片一起嵌入標(biāo)簽內(nèi),最常見的標(biāo)簽一般為信用卡大小,也可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求設(shè)計不同形狀、不同大小的標(biāo)簽。

RFID標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體,閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。RFID技術(shù)的基本工作原理如下:標(biāo)簽進(jìn)入磁場后,接收讀寫器發(fā)出的射頻信號,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag,無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽);讀寫器讀取信息并解碼后,送至管理信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

RFID系統(tǒng)由兩部分組成:讀寫單元和電子標(biāo)簽。讀寫器通過天線發(fā)出電磁脈沖,電子標(biāo)簽接收這些脈沖,并發(fā)送已存儲的信息到閱讀器作為響應(yīng)。實際上,這就是對存儲器的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。電子標(biāo)簽包含了RFID射頻處理電路和一個超薄天線環(huán)路,天線與一個塑料薄片一起嵌入標(biāo)簽內(nèi),最常見的標(biāo)簽一般為信用卡大小,也可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求設(shè)計不同形狀、不同大小的標(biāo)簽。

與條形碼或磁條等其他ID技術(shù)相比較而言,RFID技術(shù)的優(yōu)勢在于閱讀器和收發(fā)器之間的無線連接:讀寫單元不需要與收發(fā)器之間的可視接觸,因此可以完全集成到產(chǎn)品里面。RFID標(biāo)簽適合于惡劣的環(huán)境,收發(fā)器對潮濕、骯臟和機(jī)械影響不敏感,具有非常高的讀可靠性和快速數(shù)據(jù)獲取的能力。電子標(biāo)簽與讀寫器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合;在耦合通道內(nèi),根據(jù)時序關(guān)系,實現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。電子標(biāo)簽處于開放待訪問狀態(tài),當(dāng)進(jìn)入讀寫器的電磁場信號覆蓋范圍中時,接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(查詢請求),根據(jù)電感耦合(Inductive Coupling)原理或電磁反向散射耦合標(biāo)簽收到讀寫器功率相匹配的電磁信號后產(chǎn)生感應(yīng)能量并解析接收到的信號,標(biāo)簽內(nèi)部處理器(微電子芯片)利用內(nèi)部產(chǎn)生的電流返回特定的響應(yīng)信息與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。讀寫器接收標(biāo)簽響應(yīng)信息并解碼,送至后端數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行標(biāo)簽身份認(rèn)證識別和有關(guān)數(shù)據(jù)處理。射頻信號的耦合類型分為兩類:電感耦合和電磁反向散射耦合。

1.電感耦合

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)互感耦合,也稱磁耦合。其中一個重要的、廣泛的應(yīng)用就是變壓器。一般適用低、高頻工作的近距離RFID系統(tǒng)。工作頻率主要有125 kHz、225 kHz和13.56 MHz。識別距離小于1m,典型作用距離為10~20cm。電感耦合原理示意如圖1-1所示。

圖1-1 電感耦合原理示意

2.電磁反向散射耦合

這種類型是雷達(dá)原理模型,依據(jù)電磁波的空間傳播規(guī)律,發(fā)射出的電磁波反射同時攜帶回碰到的目標(biāo)信息。一般適用于超高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)。工作頻率主要有433 MHz、915 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz。識別距離大于1m,典型作用距離為3~10m。電磁反向散耦合原理示意如圖1-2所示。

圖1-2 電磁反向散射耦合原理示意

 

文章作者:甘勇 賀蕾

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