射频识别系统组成与工作原理

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1、射频识别系统组成与工作原理1射频识别技术的简介1.1射频识别系统的分类2射频识别系统组成2.1标签的组成2.2阅读器的组成3射频识别系统工作原理3.1耦合方式3.2通信流程3.3标签到阅读器的数据传输方法1射频识别技术的简介射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID），射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。基本的RFID系统至少包含阅读器(Reader)和标签(Tag)。RFID标签由芯片与天线组成，每个标签具有唯一的电

2、子编码。标签附着在物体上以标识目标对象。RFID阅读器的主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接受标签的应答，对标签的识别信息进行处理。由于RFID技术巨大的应用前景，许多企业争先研发。目前，RFID己成为IT业界的热点。各大软硬件厂商，包括IBM、Motorola、Philips、TI、Oarclel、Sun、BEA、SAP在内的各家企业都对RFID技术及其应用表现出浓厚的兴趣，相继投入大量的研发经费，推出各自的软件和硬件产品机系统应用解决方案。在应用领域，以Wal-mart、UPS、Gielltte等为代表的大批企业己经开始准备采用RFID技术对实际系统进行改造，以提高企业的工作效率

3、并为客户提供各种增值业务。1.1射频识别系统的分类RFID系统按照不同的原则有多种分类方法。依其采用的频率不同可分为低频系统、中频系统和高频系统三大类；根据标签内是否装有电池为标签通信提供能量，又可将其分为有源系统和无源系统两大类；从标签内保存的信息注入的方式可为分集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类；根据读取电子标签数据的技术实现手段，可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。另外还可依据标签的材质、系统工作距离和阅读器的工作状态等方面对RFID系统进行分类。以下是各主要分类方法的简单描述:低频系统，一般是指工作频率在100-500kHz之间的系统。典型的工作频率有：1

4、25KHz、134.2KHz和225KHz等。其基本特点是标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、标签外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读距离较短且速度较慢、阅读天线方向性不强等。其主要应用于门禁系统、家畜识别和资产管理等场合。中频系统，一般是指工作频率在10-15MHz之间的系统。典型的工作频段有：13.56MHz。中频系统的基本特点是标签及阅读器成本较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远且具有中等阅读速度、外形一般为卡状、阅读天线方向性不强。其主要应用于门禁系统和智能卡的场合。高频系统，一般是指工作频率在850-950MHz和2.4-5.8GHz之间的系统。典型的工作频段有：91

5、5MHz、2.45GHz和5.08GHz。高频系统的基本特点是标签内数据量大、阅读距离远且具有高速阅读速度、适应物体高速运性能好，但标签及阅读器成本较高且阅读器与标签工作时多为视距(lineofsight)读取问题。另外，高频系统较中、低频系统仍没有较为统一的国际标准，因此在实施推广方面还有许多工作要做。高频系统大多为采用软衬底的标签形状，其主要应用在火车车皮监视和零售系统等场合。有源系统，一般指标签内装有电池的RFID系统。有源系统一般具有较远的阅读距离，不足之处是电池的寿命有限(3～10年)。无源系统，一般是指标签中无内嵌电池的RFID系统。系统工作时，标签所需的能量由阅读器发射的电磁波转

6、化而来。因此，无源系统一般可做到免维护，但在阅读距离及适应物体运速度方面无源系统较有源系统略有限制。集成固化式标签，其内的信息一般在集成电路生产时即将信息以ROM工艺模式注入，其保存的信息是一成不变的。现场有线改写式一般将标签保存的信息，写入其内部的存贮区中，信息需改写时要专用的编程器或写入器，且改写过程中必须为其供电。现场无线改写式一般适用于有源类标签，具有特定的改写指令，标签内保存的信息也位于其中的存贮区。一般情况下改写数据所需时间远大于读取数据所需时间。通常，改写所需时间为秒级，阅读时间为毫秒级。广播发射式系统，实现起来最简单。标签必须采用有源方式工作，并实时将其贮存的标识信息向外广播，

7、阅读器相当于一个只收不发的接收机。这种系统的缺点是电子标签因须不停地向外发射信息，既费电，又对环境造成电磁污染，而且系统不具备安全保密性[2]。倍频式系统，实现起来有一定难度。一般情况下，阅读器发出射频查询信号，标签返回的信号载频为阅读器发出射频的倍频。这种工作模式对阅读器接收处理回波信号提供了便利，但是对无源系统来说，标签将接收的阅读器射频信号转换为倍频回波载频时，其能量转换效率较低。而提高转换