无线射频识别(rfid)技术.pptVIP

Key Laboratory of Animal Nutrition And Feed Science of Yunnan Province 可溯源系统标识件的设计 报告人：赵金燕 云南省动物营养与饲料重点实验室 一、RFID技术介绍 无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体，并可同时识别多个标签，操作快捷方便。因此，“RFID技术”已经成为21世纪全球自动识别技术发展的主要方向。 RFID系统组成 应用RFID技术组成的自动识别系统称为RFID系统。RFID系统主要由三部分组成： （1）、电子标签(Tag)：由IC芯片及一些耦合元件组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。 （2）、阅读器（Reader，也叫读写器）：读取电子标签信息的设备。许多阅读器还带有附加的接口RS232或RS485等与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。 （3）、计算机：进行数据管理。 RFID系统工作原理框图如下： RFID系统的工作原理 阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，电子标签获得能量被激活；电子标签将自身唯一识别码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。 电子标签的分类 电子标签（Tag）是射频识别系统真正的数据载体，Tag具有智能读写和加密通讯的功能，它的基本构成是由IC芯片和一些外围元件组成。 依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源卡(Active tag)和无源卡(Passive tag)，有源卡内装有电池，无源卡内没有装电池。按照能量供给方式，RFID系统分为有源系统与无源系统；按照工作频率，RFID系统有低频、中频、高频、超高频、微波射频等几种。 RFID技术的优势 快速扫描（读写器可同时读取多个标签） 体积小、形状多样化 抗污染能力和耐久性（防水、防磁、耐高温等） 可重复使用 穿透性和无屏障阅读（读取距离大） 数据的记忆容量大、存储信息可更改 安全性（标签上的数据可以加密） 基于RFID技术的食品安全可溯源系统 RFID技术在动物食品安全可溯源系统的应用，不仅包括对动物从出生到进入屠宰场整个饲养过程（饲养管理、兽医预防、疾病治疗、饲料使用）的记录与监控，还包括畜产品进入消费市场（超市等）后，消费者可通过每一只动物的唯一识别码，查询该产品的整个饲养过程。该系统从生产到销售的各个环节追踪检查动物产品，有利于监测任何对人类健康和环境的影响。一旦发生不良影响可以将产品迅速撤出市场，而且可在危险发生前采取应对措施，达到预防预警效果。 二、可溯源系统标识件的设计 1、芯片的功能和原理框图 2、芯片的外围电路原理图 3、PCB电路图的可靠性设计 可溯源系统标识件的设计 标识件的设计是可溯源系统的硬件基础和关键问题之一。可溯源系统的标识件包括电子标签、读写器两部分。 RFID系统根据使用工作频率的不同，主要分为四类：低频（30—300kHz）、高频（3—30MHz）、超高频（300MHz—3 GHZ）以及微波（2.45 GHZ以上）。 通过不同频段RFID系统的优缺点的分析，再根据本课题要求，能在50米内自动监测动物个体，并且自动更新数据，通信速率要求快，我们选用2.45 GHZ的微波频段。 工作频段 优点 缺点 低频 技术简单、无频率限制 受环境影响较小 通信速率低、工作距离短（小于10cm）、天线尺寸大 高频 与低频相比有较高的通信速率和较长的工作距离 距离不够远（最大75 cm） 天线尺寸大，受金属材料影响较大 超高频 工作距离长（大于1m）、天线尺寸小、可绕开障碍物，无须视线接触，可定向识别 各国都有不同的频段管制，对人体有伤害，发射功率受限制，受某些材料影响较大 微波 除具有超高频标签的优点外，还具有更高的带宽和通信速率，更长的工作距离和更小的天线尺寸 共享此频段产品多，易受干扰，技术复杂，对人体有伤害，发射功率受限制，受某些材料影响较大 不同频段RFID系统的优缺点： 根据本课题要求，我们选用的芯片必须具备下列功能： 工作在工业、科学和医疗（ISM）频段，设计标准频段为2.4GHz，采用嵌入式MCU，其闪存存储量可为8/16/32KB，随机存储器