物联网核心技术RFID技术的重要应用.doc

物联网核心技术RFID技术的重要应用 摘要： RFID(Radio Frequency Identification)技术是利用射频通信实现的一种非接触式自动识别技术。拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。本文介绍了RFID技术的原理、特点，深入分析了信号传输时所采取的反方向散射的调制方式，影响传输距离的因素，最后介绍了在远程RFID自动识别系统中的读写冲突和防冲突算法，更好的解决了远程RFID系统存在的冲突问题。 关键词：RFID 电子标签读写器 　　RFID是一种非接触的自动识别技术。随着无线网络技术的不断发展，使得RFID技术在国内外得到了广泛的应用。现在IBM公司提出的智慧地球和中国的物联网技术的发展，又极大促进了RFID功能。因此，RFID技术架起了数字世界和物理世界之间的桥梁，为物联网的发展奠定了基础。RFID虽然得到了巨大的发展，但对于远程的RFID还是存在着传输距离、防碰撞算法等一些问题。本文通过对RFID的相关概念和技术进行分析，使人们更加全面的了解RFID，促使RFID技术有更好的发展和应用。 　　1．远程RFID原理2．远程RFID系统的特点3. 远程RFID关键性技术4．远程RFID系统的冲突问题4.1 Binary多卡冲突仲裁4.2 Aloha算法 系统硬件设计系统软件设计 5.4 系统功能 6结束语…………………………………………………………… 11 7参考文献………………………………………………………… 11 1．远程RFID原理 　　1.1 远程RFID的组成 　　在探讨远程RFID的原理之前，我们必须先要研究一下RFID的组成。RFID的系统包括以下3个部分：电子标签(TAG)、读写器(Reader)和计算机及其应用软件。电子标签主要由内置天线和电路芯片组成的，功能是与射频天线之间完成通信;读写器主要由天线、控制单元、射频收发前段和通信接口这四个部分组成的，主要功能是读取或写入电子标签的信息;计算机和应用软件的功能则是通过读写器的通信接口而连接外部计的算机，或者是连接上位机主系统，从而实现数据的交换。RFID系统组成如图1所示。 　　1.2 远程RFID的工作原理 　　读写器(Reader)与电子标签(TAG)组成了应答器(Transponder)，其工作原理是。Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。工作原理如图2所示。 　　2远程RFID系统的特点 　　目前无源远距离远程RFID系统有两种工作频段UHF和2.45 GHz。无源超高频系统的读写距离可以长达十米以上，比2.45 GHz系统要远很多，因此已经成为了远程识别系统的主流部分。其优点主要有以下几点： 　　1)实时性：可以实时响应，自动读出ID号，得到其信息; 　　2)防伪性：形成的微波标示是不可伪造、更改和不可复制的; 　　3)联网性：通过计算机的网络对物流进行监控; 　　4)准确性：读出信息的准确率非常高，可以高达99.99%; 　　5)低成本：使用时，只需要数元; 　　6)可靠性：适应恶劣环境条件，如：多尘、潮湿等; 　　7)寿命长：使用时不需要电池，只需无源卡，并且终身免维修; 　　由于远程RFID系统采用的是无线传输模式，无线环境又极其复杂，因此有很多因素都会影响远程RFID系统读写距离，主要有如下几方面： 　　1)影响射频卡读写距离的因素是读写器的RF输出功率、反射的能量和射频卡的功耗、读写器的接收的能量和接收灵敏度; 　　2)影响上述指标的是射频卡天线的有效接收和反射截面积，读写器的接收天线有效面积; 　　3)在视场范围同样的条件下，当频率升高时，无源RFID系统的作用距离就会减小。 　　3 远程RFID关键性技术 远程RFID系统采用的一种无线传输方式，在传递信息时是通过电磁波来发送和接收的。电磁波以天线为圆心，向周围空间发射。发射过程中当电磁波遇到不同目标时，电磁波能量的一部分被目标吸收，而另一部分会向各个方向，以不同的强度散射开。反射能量的一部分最终返回发射天线。采用反向散射调制的能量传输方式主要标签到阅读器的能量传输和存在于阅读器到标签的能量传输这两个方向上。 无源RFID系统的电子标签是通过电磁场供电，因此标签有很大的功耗，当读写的距离越短时，其性能就会越差。电子标签的工作电压决定了RFID电子标签能否正常的工作，同时也决定了无源RFID系统的识别距离。但随着集成电路工艺的不断发展，射频电子标签芯片的功耗也在来断的降低。目前，比较典型的低功耗电子标签，其标签本身的功耗可以低至数十微瓦到数微瓦，这种标签的工作电压为1.2 V左右。这种无线电