第四章RFID系统构成及工作原理介绍.ppt

3 RFID系统的基本原理 2、电感耦合系统 2、数据传输 电子标签与读写器的数据传输采用负载调制时，其电感耦合是一种变压器耦合，即作为初级线圈的读写器和作为次级线圈的电子标签之间的耦合。只要线圈之间的距离不超过0.16?，并且电子标签处于发送天线的近场范围内，则变压器耦合就有效。 3 RFID系统的基本原理 3、电磁反向散射系统 1、反向散射调制 雷达技术为RFID的反向散射耦合方式提供了理论和应用基础。当电磁波遇到空间目标时，其能量的一部分被目标吸收，另一部分则以不同的强度散射到各个方向。在散射的能量中，一小部分反射回发射天线，并被天线接收（因此发射天线也是接收天线），对接收信号进行放大和处理，即可获得目标的有关信息。 对RFID系统来说，可以采用电磁反向散射耦合工作方式，利用电磁波反射完成从电子标签到读写器的数据传输。这种工作方式主要应用在915MHz、2.45GHz或更高频率的系统中。 2、RFID反向散射耦合方式 3 RFID系统的基本原理 3、电磁反向散射系统 RFID反向散射耦合方式的原理框图如图4-34所示，图中的读写器、电子标签和天线构成了一个收发通信系统。 2、RFID反向散射耦合方式 3 RFID系统的基本原理 3、电磁反向散射系统 1）电子标签的能量供给 无源电子标签的能量由读写器提供，读写器天线发射的功率P1经自由空间衰减后到达电子标签。在UHF和SHF频率范围，有关电磁兼容的国际标准对读写器所能发射的最大功率有严格的限制，因此在有些应用中，电子标签采用完全无源方式会有一定困难。为解决电子标签的供电问题，可在电子标签上安装附加电池。为防止电池产生不必要的消耗，电子标签平时处于低功耗模式，当电子标签进入读写器的作用范围时，电子标签由获得的射频功率激活，进入工作状态。 2）电子标签至读写器的数据传输 由读写器传到电子标签的功率的一部分被天线反射，反射功率P2经自由空间后返回读写器，被读写器天线接收。接收信号经收发耦合器电路传输到读写器的接收通道，被放大后经处理电路获得有用信息。 电子标签天线的反射性能受连接到天线的负载变化的影响，因此，可采用相同的负载调制方法实现反射的调制。其表现为反射功率P2是振幅调制信号，它包含了存储在电子标签中的识别数据信息。 3）读写器至电子标签的数据传输 读写器至电子标签的命令及数据传输，应根据RFID的有关标准进行编码和调制，或者按所选用电子标签的要求进行设计。 3 RFID系统的基本原理 3、电磁反向散射系统 3、RFID反向散射耦合工作原理 电磁反向散射系统的工作可分为以下两个过程。 （1）电子标签接受读写器发射的信号，其中包括已调制载波和未调制载波。当电子标签接收的信号没有被调制时，载波能量全部被转换成直流电压，这个直流电压供给电子标签内芯片能量；当载波携带数据或者命令时，电子标签通过接收电磁波作为自己的能量来源，并对接收信号进行处理，从而接收读写器的指令或数据。 （2）电子标签向读写器返回信号时，读写器只向标签发送未调制载波，载波能量一部分被电子标签转化成直流电压，供给电子标签工作；另一部分被标签通过改变射频前端电路的阻抗调制并反射载波来向读写器传送信息。 电磁反向散射系统（如图4-35所示）电子标签的等效电路如图4-36所示，其中，Vs代表天线接收信号，Za表示天线阻抗，Z1表示芯片的输入阻抗，式（4-13）、式（4-14）给出了Za和Z1的表达式，即 Za=Ra+jXa （4-13） Z1=R1+jX1 （4-14） 3 RFID系统的基本原理 3、电磁反向散射系统 3、RFID反向散射耦合工作原理 4 RFID标签数据写入 RFID系统中的所有标识对象都有一个的ID代码，以射频耦合方式 将标识对象的ID标记于RFID标签之中，称为RFID的数据写入，或称为数据加载，最初的RFID标签用户端数据写入也称为初始化，RFID标签就是加载的操作对象。 4 RFID标签数据写入 1、RFID标签基本术语 （1）擦写 擦写就是清除标签中原来储存的数据，写入新的数据。 擦写的操作对象一定是已经写入了数据的标签，但RFID标签UID部分是与标识对象无关的标签自身数据，是不可以擦写的。 （2）单纯写入 单纯写入就是只向标签里存储数据。单纯写入是相对擦写而言的，其操作可以是已经写入了数据的标签的再写入，也可以是空白标签的首次写入，首次写入也称为初始化。 （3）智能标签打印机 用于RFID智能标签写入和打印的专用设备，有的文献也称为标签打印机/编码器，我们统称为智能标签打印机。 （4）贴标机 用于RFID智能标签写入和打印专用设备，我们也称为贴标机。 （5）标签机 用