物联网技术导论课资源微波技术.pptx

3352 微波技术 2 微波RFID技术 与HF、低频RFID技术的比较 RFID技术中微波频段通常所用频率是433 MHz，860~960 MHz，2.45 GHz，5.8 GHz 工作距离：具有较远的读写距离，通常为大于1 m 耦合方式：多采用反向散射方式而不是电感耦合方式 天线：尺寸较小 防碰撞：必须有较快、有效的处理碰撞的能力 应答器功能：还可集成有传感器，例如温度传感器、应力传感器等 3 微波RFID技术 ISO/IEC空中接口标准 空中接口标准采用ISO/IEC 18000标准 ISO/IEC 18000-7是433 MHz标准 ISO/IEC 18000-6是860~930 MHz标准 ISO/IEC 18000-4是2.45 GHz标准 行业标准 EPCglobal UIC（Ubiquitous ID Center） 4 微波RFID技术 天线技术基础 作用是将发送器送来的高频电流变换为无线电波并传送到空间，或将空间传来的无线电波转变为能接收的高频电流 是一种能量转换器件 一般都是可逆的，即同一副天线既可用作接收天线，也可用作发射天线 5 微波RFID技术 基本元的辐射 天线可分割为无限多个基本元，元上载有交变的电流和磁流。 基本元上的电（磁）流的振幅、相位和方向均假设是相同的。 基本元可分为三类：电流元、磁流元和面元。 电流元上载有交变电流，称为电基本振子。 磁流元上载有交变磁流，称为磁基本振子。 6 微波RFID技术 电基本振子的辐射 7 微波RFID技术 电基本振子的场可分三种区域 近区场 ：Kr1 中间区 ：介于远区和近区之间 远区场 ：Kr1 8 微波RFID技术 天线的电参数 效率 输入阻抗 辐射方向 主瓣宽度与副瓣 ZAin=RAin+jXAin 9 微波RFID技术 天线的电参数 方向系数 极化：在最大辐射方向上电场矢量端点运动的轨迹，分为线极化、圆极化和椭圆极化 增益系数 工作频带宽度 10 微波RFID技术 RFID系统常用天线 对称振子天线 11 微波RFID技术 RFID系统常用天线 微带天线 12 微波RFID技术 RFID系统常用天线 天线阵 13 微波RFID技术 RFID系统常用天线 平面等角螺旋天线 14 微波RFID技术 RFID系统常用天线 阿基米德螺旋天线 15 微波RFID技术 RFID系统常用天线 锥形等角螺旋天线 16 微波RFID技术 RFID系统常用天线 梯齿型对数周期天线 17 微波RFID技术 RFID系统常用天线 口径天线 18 微波RFID技术 微波应答器工作原理 微波应答器的基本电路组成 19 微波RFID技术 微波应答器工作原理 能量获取：①从射频能量获得；②应答器带有附加电池，但仅提供芯片运转能量，通信能量仍通过射频获得；③所带电池提供芯片运转和通信所需的能量。 信息传送方式 ：基于反向散射原理的反射调制 20 微波RFID技术 无源应答器芯片XRA00——ST（意法半导体 ） 工作在UHF的无源RFID应答器集成电路芯片 符合EPCglobal Class 1规范 载波频率范围从860 MHz到960 MHz，覆盖了北美、欧洲以及其他地区国家的频率使用规范 接收信号是异步脉宽调制（PWM）的50%到100%ASK调制信号（数据速率为15 kbps到70 kbps），应答为FSK位编码反射调制信号（数据速率为30 kbps到140 kbps） 内含带锁存的128位EEPROM（包括96位的EPC编码位） 提供了KILL命令，具有自毁功能 典型编程时间为30 ms 可循环擦写1万次以上，数据可保存40年以上。 21 微波RFID技术 XRA00芯片的基本结构框图 22 微波RFID技术 来自阅读器的请求帧 数据0和1 二进脉冲和二进响应窗 23 微波RFID技术 XRA00芯片的应答帧 应答帧的时序和格式 数据0和1的编码 24 微波RFID技术 XRA00芯片的状态和转换 25 微波RFID技术 主动式应答器设计 基于MSP430F2012和IA4420的主动式应答器 THANKS