RFID应用及原理 第二章 RFID系统概论.ppt

2.1 RFID技术发展现状 射频识别技术(RFID)，从90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术，利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递达到识别目标的技术。 被世界公认为本世纪十大重要技术之一，识别过程无须人工干预，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、标签上数据可以加密、存储数据容量大、更改自如等优点。 可用于物流，电子票证，动物或资产追踪管理，供应冷链，高速公路智能收费等领域。 RFID系统通常由读写器、电子标签及应用软件组成 。 2.1 RFID技术发展现状 RFID厂商分布 低频：125KHz、 高频：13.56MHz、 超高频：400MHz、860～960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。 表2.1 在不同载波频段下RFID系统的优缺点比较 2.1 RFID技术原理 1）在低频段(100MHz以下)基于电感耦合(Inductive Coupling)； 2）在高频段(400MHz以上)基于雷达探测目标的反向散射耦(Backscatter Coupling)。如图2.1所示。 RFID系统 读 写 器 读写器在RFID系统中起到举足轻重的作用： 读写器的频率决定了RFID系统的工作频段； 读写器的功率直接影响射频识别的距离。 电子标签 有源标签，有电池供电，识别距离远，但寿命有限、体积较大、成本高， 不适合在恶劣环境下工作。 无源标签，内无电池，它利用波束供电技术将接收到的射频能量为内部电路供电，UHF频段无源标签的有效识别距离可达10米，寿命长且对工作环境要求不高。 电子标签分类 RFID未来发展趋势 超高频RFID 是未来RFID的发展趋势。 RFID系统小型化、低成本和天线结构简单。 读写器将向多功能、多接口、多制式、并向模块化、小型化、便携式、嵌入式、智能型方向发展。 海量的RFID信息处理、传输和安全隐私保护机制。 RFID系统集成软件向嵌入式、智能化、可重组方向发展。 构建RFID公共服务体系，与红外感应器，激光扫描仪，GPS定位系统，互联网，电信网和传感网等信息技术融合成为物联网环境。 超高频RFID 超高频RFID市场应用场景相当广阔。具有识别距离远、传送数据速度快，可靠性和寿命高、耐受户外恶劣环境等优点。 可用于物流，电子票证，动物或资产追踪管理，供应冷链，高速公路智能收费等领域。 政府在2007年发布了《关于发布800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用试行规定的通知》。 超高频RFID系统比较复杂，国内从事核心技术开发，具有自主知识产权的企业很少，是中国RFID产业最薄弱环节，国内外现有的超高频RFID产品标准不一，稳定性和兼容性不好。 超高频RFID进入一个高速成长期。2010 年超高频RFID 国内市场仅为10％，但5年内它将成为RFID市场的主流，占到3/4左右。 多标签读写算法 超高频RFID在智能交通领域的应用 识别距离远，范围1~10m； 信号穿透能力强，墙壁、路面、衣服等； 数据传输速率高，可达1kb/s; 抗干扰能力强，性能稳定，工作可靠； 超高频RFID在智能交通领域的应用 停车场智能化管理系统 车辆管理调度系统 城市车辆动态管理 高速不停车收费系统 智能称重管理系统 公交车站自动识别报站系统 铁路列车运行控制系统 下图是频分多址法示意图： 3、码分多址法（CDMA） 码分多址法是把若干个使用不同码的传输通路同时提供给通信用户使用的技术。 码分多址法中存在着很多的缺点:频带的利用率低、通道容量小、地址码的选取困难且捕获所需的时间长； 码分多址法虽然在移动通信中应用非常广泛，但目前在射频识别系统中尚未得到普遍应用。 时分多址法在 RFID 系统防碰撞领域应用是最广泛的，它是把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术，综合考虑射频识别系统的通信形式、功耗、系统复杂性和成本等因素，选择TDMA 来解决 RFID 系统的碰撞问题是目前较为普遍的主流方法； 时分多址法可以分为基于概率的ALOHA算法和确定的Binary算法（二进制算法）。 4、时分多址法（TDMA） 四、ALOHA反碰撞算法 1、纯ALOHA算法 主要采用标签先发言（Tag-Talk-First）的方式，即电子标签一旦进入阅读器的工作范围获得能量后，便向阅读器主动发送自身的序列号。 在某个电子标签向阅读器发送数据的过程中，如果有其它电子标签也同时向该阅读器发送数据，此时阅读器接收到的信号就会产生重叠，导致阅读器无法正确识别和读取数据。 阅读器通过检测并判断接收到的信号是否发生碰撞，一旦发生碰撞，阅读器则向标签发送指令使电子标签停止数据的传送，电子标签接到阅读器的指令后，便随机的延迟一段时间再重新发送数据。 * 下