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文檔簡介
1、RFID系統(tǒng)框圖現(xiàn)有四種識別技術(shù)v1.條形碼v2.磁卡v3.IC卡v4.RFID卡四種識別技術(shù)的比較v條碼條碼和磁卡磁卡的成本較低,但是都容易磨損,且數(shù)據(jù)量很?。唤佑|式接觸式IC卡卡的價(jià)格稍高,數(shù)據(jù)存儲量較大,安全性好,但是也容易磨損,壽命短。 v與條碼、磁卡、接觸式IC卡相比,RFIDRFID標(biāo)簽標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了免接觸操作,具有應(yīng)用便利,無機(jī)械磨損,壽命長,無需可見光源,穿透性好,抗污染能力和耐久性強(qiáng)等特點(diǎn)。并且,RFID標(biāo)簽可以在惡劣環(huán)境下工作,讀取距離遠(yuǎn),支持寫入數(shù)據(jù),可重復(fù)使用,并使用了防沖撞技術(shù),能夠識別高速運(yùn)動物體,并可同時(shí)識別多個(gè)射頻卡。 信息載體信息載體信息量信息量讀讀/寫性寫性讀取
2、方式讀取方式保密性保密性智能化智能化抗干擾抗干擾能力能力壽命壽命成本成本條碼條碼紙、塑料薄膜、金屬表面小只讀CCD或激光束掃描差無差較短最低磁卡磁卡磁性物質(zhì)一般讀/寫電磁轉(zhuǎn)換一般無較差短低IC卡卡EEPROM大讀/寫電擦除、寫入最好有好長較高RFID卡卡EEPROM大讀/寫無線通信最好有很好最長較高 射頻識別標(biāo)簽射頻識別標(biāo)簽 射頻標(biāo)簽(射頻標(biāo)簽(RFID TAG)是安裝在被識別對象上,)是安裝在被識別對象上,存儲被識別對象相關(guān)信息的電子裝置,常稱為電子標(biāo)存儲被識別對象相關(guān)信息的電子裝置,常稱為電子標(biāo)簽。它是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體,是射頻識別系統(tǒng)簽。它是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體,是射頻識別系統(tǒng)的核
3、心。的核心。 一、射頻識別標(biāo)簽的分類及其構(gòu)成一、射頻識別標(biāo)簽的分類及其構(gòu)成 1、分類、分類 (1)按標(biāo)簽的工作方式分類)按標(biāo)簽的工作方式分類 主動式標(biāo)簽主動式標(biāo)簽。用自身的射頻能量主動地發(fā)射數(shù)據(jù)給。用自身的射頻能量主動地發(fā)射數(shù)據(jù)給讀寫器的標(biāo)簽。主動標(biāo)簽含有電源。讀寫器的標(biāo)簽。主動標(biāo)簽含有電源。 被動式標(biāo)簽被動式標(biāo)簽。由讀寫器發(fā)出查詢信號觸發(fā)后進(jìn)入通。由讀寫器發(fā)出查詢信號觸發(fā)后進(jìn)入通信狀態(tài)的標(biāo)簽。被動標(biāo)簽可有源也可無源。信狀態(tài)的標(biāo)簽。被動標(biāo)簽可有源也可無源。 (2)按標(biāo)簽的讀寫方式分類)按標(biāo)簽的讀寫方式分類 只讀型標(biāo)簽只讀型標(biāo)簽。只能讀出不能寫入的標(biāo)簽??煞?。只能讀出不能寫入的標(biāo)簽??煞譃橐韵氯?/p>
4、類:為以下三類: 只讀標(biāo)簽只讀標(biāo)簽:內(nèi)容出廠時(shí)已寫入,識別時(shí)只可讀:內(nèi)容出廠時(shí)已寫入,識別時(shí)只可讀出,不可改寫。出,不可改寫。 一次性編程只讀標(biāo)簽一次性編程只讀標(biāo)簽:標(biāo)簽內(nèi)容只可在應(yīng)用前:標(biāo)簽內(nèi)容只可在應(yīng)用前一次性編程寫入,識別過程中內(nèi)容不可改寫。一次性編程寫入,識別過程中內(nèi)容不可改寫。 可重復(fù)編程只讀標(biāo)簽可重復(fù)編程只讀標(biāo)簽:標(biāo)簽內(nèi)容經(jīng)擦除后可重:標(biāo)簽內(nèi)容經(jīng)擦除后可重新編程寫入,識別過程中內(nèi)容不可改寫。新編程寫入,識別過程中內(nèi)容不可改寫。 讀寫型標(biāo)簽讀寫型標(biāo)簽。標(biāo)簽內(nèi)容既可被讀寫器讀出,又。標(biāo)簽內(nèi)容既可被讀寫器讀出,又可由讀寫器寫入的標(biāo)簽??捎勺x寫器寫入的標(biāo)簽。 (3)按標(biāo)簽有無能源分類)按標(biāo)
5、簽有無能源分類 無源標(biāo)簽無源標(biāo)簽。標(biāo)簽中不含電池的標(biāo)簽。標(biāo)簽中不含電池的標(biāo)簽。工作能量來自閱讀器射頻能量。工作能量來自閱讀器射頻能量。 有源標(biāo)簽有源標(biāo)簽。標(biāo)簽中含有電池的標(biāo)簽。標(biāo)簽中含有電池的標(biāo)簽。不需利用閱讀器的射頻能量。不需利用閱讀器的射頻能量。 半有源標(biāo)簽半有源標(biāo)簽:閱讀器的射頻能量起到:閱讀器的射頻能量起到喚醒標(biāo)簽轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的作用。喚醒標(biāo)簽轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的作用。(4)按標(biāo)簽的工作頻率分類)按標(biāo)簽的工作頻率分類 低頻標(biāo)簽低頻標(biāo)簽:500KHz以下以下 中高頻標(biāo)簽中高頻標(biāo)簽: 3M-30MHz 特高頻標(biāo)簽特高頻標(biāo)簽:300M-3000MHz 超高頻標(biāo)簽超高頻標(biāo)簽:3GHz以上以上(5)按標(biāo)
6、簽的工作距離分類)按標(biāo)簽的工作距離分類 遠(yuǎn)程標(biāo)簽遠(yuǎn)程標(biāo)簽:工作距離:工作距離1m以上以上 近程標(biāo)簽近程標(biāo)簽:10cm100cm 超近程標(biāo)簽超近程標(biāo)簽:0.2cm10cmRFID標(biāo)簽無源標(biāo)簽無源標(biāo)簽有源標(biāo)簽有源標(biāo)簽vEPC目前定義了5種電子標(biāo)簽 EPC標(biāo)簽類型標(biāo)簽類型 標(biāo)簽功能標(biāo)簽功能 Class 0只讀標(biāo)簽,EPC碼在生產(chǎn)過程中寫入,使用過程不能寫入,是無源標(biāo)簽。 Class 1可寫一次之后只讀,EPC碼由讀寫器現(xiàn)場寫入,是無源標(biāo)簽。 Class 2可讀寫,是無源標(biāo)簽。, Class 3Class 2功能再加上電源以提供更長距離和更強(qiáng)大功能,是一種半無源標(biāo)簽。 Class 4Class 3功能
7、再加上有源通信以及與其他標(biāo)簽通信的能力。 2、射頻識別標(biāo)簽的構(gòu)成、射頻識別標(biāo)簽的構(gòu)成 射頻識別標(biāo)簽一般由天線、調(diào)制器、編碼發(fā)射頻識別標(biāo)簽一般由天線、調(diào)制器、編碼發(fā)生器、時(shí)鐘及存儲器構(gòu)成。生器、時(shí)鐘及存儲器構(gòu)成。天線調(diào)制器控制器(CPU)電源編碼發(fā)生器時(shí)鐘存儲器 3、射頻識別標(biāo)簽的功能 (1)具有一定容量的存儲器,用于存儲被識)具有一定容量的存儲器,用于存儲被識別對象的信息。別對象的信息。 (2)在一定工作環(huán)境下及技術(shù)條件下標(biāo)簽數(shù))在一定工作環(huán)境下及技術(shù)條件下標(biāo)簽數(shù)據(jù)能被讀出或?qū)懭?。?jù)能被讀出或?qū)懭搿?(3)維持對識別對象的識別及相關(guān)信息的完)維持對識別對象的識別及相關(guān)信息的完整。整。 (4)數(shù)
8、據(jù)信息編碼后,工作時(shí)可傳輸給讀寫)數(shù)據(jù)信息編碼后,工作時(shí)可傳輸給讀寫器。器。 (5)可編程,且一旦編程后,永久性數(shù)據(jù)不)可編程,且一旦編程后,永久性數(shù)據(jù)不能再修改。能再修改。 (6)具有確定的期限,使用期限內(nèi)無須維修。)具有確定的期限,使用期限內(nèi)無須維修。 二、二、 射頻識別工作頻率射頻識別工作頻率 1、電磁波波段的劃分、電磁波波段的劃分波段名波段名波長波長頻率頻率頻段名頻段名長波長波LW1-10km30-300KHz低頻低頻LF中波中波MW100-1000m 300-3000KHz中頻中頻MF短波短波SW10-100m3-30MHz高頻高頻HF超短波超短波1-10m30-300MHz甚高頻甚
9、高頻VHF微波微波10-100cm300-3000MHz特高頻特高頻UHF1-10cm3-30GHz超高頻超高頻SHF 目前我國已規(guī)劃的用于目前我國已規(guī)劃的用于RFID技術(shù)的頻率技術(shù)的頻率頻段名頻段名 頻段頻段 工作頻率工作頻率低頻低頻LF30-300KHz50K-190KHz(主要是(主要是125/134KHz)高頻高頻HF3-30MHz13.553-13.567MHz特高頻特高頻UHF300-3000MHz(微波微波)433.00-433.79MHz910.10M/912.10M/914.10M840-845MHz,920-925MHz2.4000-2.4835GHz超高頻超高頻SHF3-
10、30GHz(微波微波)5.795G/5.805GHz5.835G/5.845GHz 2 、射頻標(biāo)簽工作頻率分類 (1)低頻()低頻(LF)標(biāo)簽)標(biāo)簽 低頻標(biāo)簽工作頻率范圍低頻標(biāo)簽工作頻率范圍30300KHZ,典型,典型的工作頻率有:的工作頻率有:125KHZ,133KHZ,低頻標(biāo),低頻標(biāo)簽一般為無源標(biāo)簽,工作能量通過電感耦合簽一般為無源標(biāo)簽,工作能量通過電感耦合(近場)獲得,閱讀距離小于近場)獲得,閱讀距離小于1米。米。 典型應(yīng)用有:動物識別、容器識別、工具識典型應(yīng)用有:動物識別、容器識別、工具識別、自動化生產(chǎn)線、精密儀器、電子閉鎖防盜別、自動化生產(chǎn)線、精密儀器、電子閉鎖防盜等。國際標(biāo)準(zhǔn)有:等
11、。國際標(biāo)準(zhǔn)有:ISO11784/11785(用于動(用于動物識別)、物識別)、ISO18000-2(125-135KHZ) 低頻標(biāo)簽的優(yōu)勢:具有省電、廉價(jià)的低頻標(biāo)簽的優(yōu)勢:具有省電、廉價(jià)的特點(diǎn);工作頻率不受無線電頻率管制約特點(diǎn);工作頻率不受無線電頻率管制約束;可以穿透水、有機(jī)組織、木材等;束;可以穿透水、有機(jī)組織、木材等;非常適合近距離、低速度的、數(shù)據(jù)量要非常適合近距離、低速度的、數(shù)據(jù)量要求較少的識別應(yīng)用。求較少的識別應(yīng)用。 低頻標(biāo)簽的劣勢有:存儲數(shù)據(jù)量少,低頻標(biāo)簽的劣勢有:存儲數(shù)據(jù)量少,只能適合低速、近距離識別應(yīng)用;與高只能適合低速、近距離識別應(yīng)用;與高頻標(biāo)簽相比,天線匝數(shù)更多,成本更高頻標(biāo)
12、簽相比,天線匝數(shù)更多,成本更高一些。一些。 (2)高頻()高頻(HF)標(biāo)簽)標(biāo)簽 高頻標(biāo)簽工作頻率范圍高頻標(biāo)簽工作頻率范圍330MHZ,典型,典型工作頻率為工作頻率為13.56MHZ,中高頻標(biāo)簽一般也采,中高頻標(biāo)簽一般也采用無源設(shè)置,其工作能量和低頻標(biāo)簽一樣,也用無源設(shè)置,其工作能量和低頻標(biāo)簽一樣,也是通過電感耦合(近場)獲得,其基本特點(diǎn)與是通過電感耦合(近場)獲得,其基本特點(diǎn)與低頻標(biāo)簽相似,由于其工作頻率的提高,可以低頻標(biāo)簽相似,由于其工作頻率的提高,可以選用較高的傳輸速度,天線設(shè)計(jì)相對簡單,標(biāo)選用較高的傳輸速度,天線設(shè)計(jì)相對簡單,標(biāo)簽一般制成卡片形狀。簽一般制成卡片形狀。 典型的應(yīng)用包括:
13、無線典型的應(yīng)用包括:無線IC卡、電子車票、卡、電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜、自動化生產(chǎn)線等。電子身份證、電子閉鎖防盜、自動化生產(chǎn)線等。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHZ)等等. (3)特高頻()特高頻(UHF)與超高頻()與超高頻(SHF)標(biāo))標(biāo)簽簽 超高頻與微波頻段的射頻標(biāo)簽,簡稱為微波超高頻與微波頻段的射頻標(biāo)簽,簡稱為微波射頻標(biāo)簽。閱讀距離一般大于射頻標(biāo)簽。閱讀距離一般大于1米,典型情況米,典型情況為為46米,最大可達(dá)米,最大可達(dá)10米以上。各工作頻率的米以上。各工作頻率的用途及特點(diǎn):用途及特點(diǎn): 433MHZ
14、左右:耦合方式為反向散射耦左右:耦合方式為反向散射耦合(遠(yuǎn)場),主要用于貨物管理及特定場合。合(遠(yuǎn)場),主要用于貨物管理及特定場合。該頻段電磁波繞射能力強(qiáng),工作距離較遠(yuǎn),但該頻段電磁波繞射能力強(qiáng),工作距離較遠(yuǎn),但天線尺寸較大,該頻段的無線電業(yè)務(wù)繁雜,容天線尺寸較大,該頻段的無線電業(yè)務(wù)繁雜,容易引起干擾問題。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有易引起干擾問題。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO18000 -7(433.92MHZ) 800/900MHZ頻段:我國于近期規(guī)劃頻段:我國于近期規(guī)劃出出840-845MHZ及及920-925MHZ頻段用于頻段用于RFID技術(shù),空間耦合方式為反向散射耦技術(shù),空間耦合方式為反向散射耦合。主
15、要用于商品貨物流通。該頻段電合。主要用于商品貨物流通。該頻段電磁波繞射能力強(qiáng),最大工作距離可達(dá)磁波繞射能力強(qiáng),最大工作距離可達(dá)8米米左右,背景電磁噪聲小,天線尺寸適中,左右,背景電磁噪聲小,天線尺寸適中,射頻標(biāo)簽易于實(shí)現(xiàn),是全球范圍內(nèi)貨物射頻標(biāo)簽易于實(shí)現(xiàn),是全球范圍內(nèi)貨物流通領(lǐng)域大規(guī)模使用流通領(lǐng)域大規(guī)模使用RFID技術(shù)的最合適技術(shù)的最合適頻段。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有頻段。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有ISO18000 -6(860-930MHZ) 2.45G/5.8GHZ頻段:空間偶合方式為頻段:空間偶合方式為反向散射耦合(遠(yuǎn)場)。主要用途為車反向散射耦合(遠(yuǎn)場)。主要用途為車輛識別和貨物流通。該頻段電磁波為視輛
16、識別和貨物流通。該頻段電磁波為視距傳播,繞射能力差,且相對來講空間距傳播,繞射能力差,且相對來講空間損耗大,因此工作范圍小。由于頻率高,損耗大,因此工作范圍小。由于頻率高,相對而言制造成本大,同時(shí)該頻段為相對而言制造成本大,同時(shí)該頻段為ISM頻段,電磁環(huán)境復(fù)雜,干擾問題在頻段,電磁環(huán)境復(fù)雜,干擾問題在特定場合可能較為突出。相關(guān)的國際標(biāo)特定場合可能較為突出。相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)有準(zhǔn)有ISO18000-4(2.45GHZ)、ISO18000-5(5.8GHZ)、 三、三、 射頻標(biāo)簽的制作與封裝射頻標(biāo)簽的制作與封裝 射頻標(biāo)簽產(chǎn)品按形態(tài)和材質(zhì)的不同射頻標(biāo)簽產(chǎn)品按形態(tài)和材質(zhì)的不同可分為三大類:標(biāo)簽類、注塑類和
17、卡片可分為三大類:標(biāo)簽類、注塑類和卡片類。類。 封裝工藝封裝工藝 封裝環(huán)節(jié)主要包括三個(gè)主要工藝:天封裝環(huán)節(jié)主要包括三個(gè)主要工藝:天線基板制作、一次封裝(線基板制作、一次封裝(Inlay的制作)的制作)和二次封裝(基板上涂覆絕緣膜、沖裁)和二次封裝(基板上涂覆絕緣膜、沖裁) (1)天線基板的制作)天線基板的制作 天線基板的制作目前主要包括兩種方天線基板的制作目前主要包括兩種方式:一種是傳統(tǒng)的蝕刻工藝,另一種是式:一種是傳統(tǒng)的蝕刻工藝,另一種是絲網(wǎng)印刷工藝。絲網(wǎng)印刷工藝。 (2)一次封裝(內(nèi)嵌片的制作)一次封裝(內(nèi)嵌片的制作) 一次封裝是指帶有天線的基板和芯片一次封裝是指帶有天線的基板和芯片通過點(diǎn)
18、膠的方式制成內(nèi)嵌片的過程。通過點(diǎn)膠的方式制成內(nèi)嵌片的過程。 (3)二次封裝(基板上涂覆絕緣膜、沖裁)Inlay冷凝膠涂敷有冷凝膠的Inlay塑料(底紙)不干膠電路帶保護(hù)的標(biāo)簽刷好不干膠的標(biāo)簽離型紙成卷的不干膠標(biāo)簽 射頻讀寫器射頻讀寫器(Reader and Writer) 射頻讀寫器根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)功能的特點(diǎn)有其射頻讀寫器根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)功能的特點(diǎn)有其他較為流行的別稱:他較為流行的別稱: 單純實(shí)現(xiàn)讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備成為閱讀器單純實(shí)現(xiàn)讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備成為閱讀器(Reader)、讀出裝置、讀出裝置(Reading Device)、掃描、掃描器器(Scanner)等。等。 單純實(shí)現(xiàn)向標(biāo)簽內(nèi)存寫入信息的設(shè)備
19、成為編單純實(shí)現(xiàn)向標(biāo)簽內(nèi)存寫入信息的設(shè)備成為編程器程器(Programmer)、寫入器、寫入器(Writer)等。等。 綜合具有讀取與寫入標(biāo)簽內(nèi)存信息的設(shè)備成綜合具有讀取與寫入標(biāo)簽內(nèi)存信息的設(shè)備成為讀寫器、通信器為讀寫器、通信器(Communicator)等。等。RFID讀寫器一、射頻讀寫器的工作原理模型一、射頻讀寫器的工作原理模型基帶模塊:基帶模塊:基帶信號處理基帶信號處理應(yīng)用程序接口應(yīng)用程序接口控制與協(xié)議處理控制與協(xié)議處理數(shù)據(jù)命令接口數(shù)據(jù)命令接口緩沖存儲區(qū)緩沖存儲區(qū)射頻模塊:射頻模塊:調(diào)制解調(diào)處理調(diào)制解調(diào)處理數(shù)據(jù)命令接口數(shù)據(jù)命令接口發(fā)送通道發(fā)送通道接收通道接收通道收發(fā)分離收發(fā)分離天線天線接口
20、天線接口數(shù)據(jù)命令緩沖數(shù)據(jù)命令緩沖應(yīng)用接口應(yīng)用接口一、射頻識別系統(tǒng)的工作原理模型一、射頻識別系統(tǒng)的工作原理模型應(yīng)用系統(tǒng)射頻標(biāo)簽編碼調(diào)制解碼讀寫器應(yīng)用接口空中接口空中接口 二、射頻讀寫器的構(gòu)成 讀寫器一般由天線、射頻模塊和控制讀寫器一般由天線、射頻模塊和控制處理模塊和處理模塊和I/O接口模塊組成。接口模塊組成。 1、天線、天線 天線是發(fā)射和接收射頻載波的設(shè)備。天線是發(fā)射和接收射頻載波的設(shè)備。不管何種射頻讀寫設(shè)備均少不了天線或不管何種射頻讀寫設(shè)備均少不了天線或耦合線圈。在確定的工作頻率和帶寬條耦合線圈。在確定的工作頻率和帶寬條件下,天線發(fā)射由射頻模塊產(chǎn)生的射頻件下,天線發(fā)射由射頻模塊產(chǎn)生的射頻載波,
21、并接收從標(biāo)簽發(fā)射回來的射頻載載波,并接收從標(biāo)簽發(fā)射回來的射頻載波。對射頻識別系統(tǒng)而言,天線是射頻波。對射頻識別系統(tǒng)而言,天線是射頻標(biāo)簽和讀寫器的空間接口。標(biāo)簽和讀寫器的空間接口。 2、射頻模塊、射頻模塊 射頻通道模塊是射頻讀寫設(shè)備的前端,也射頻通道模塊是射頻讀寫設(shè)備的前端,也是影響系統(tǒng)價(jià)格的關(guān)鍵。射頻模塊由射頻振蕩是影響系統(tǒng)價(jià)格的關(guān)鍵。射頻模塊由射頻振蕩器、射頻處理器、射頻接收器及前置放大器組器、射頻處理器、射頻接收器及前置放大器組成。射頻模塊可分為發(fā)射通道和接收通道兩部成。射頻模塊可分為發(fā)射通道和接收通道兩部分,分別用于發(fā)射和接收射頻載波。射頻模塊分,分別用于發(fā)射和接收射頻載波。射頻模塊通常
22、完成控制與處理模塊傳送來的發(fā)送控制命通常完成控制與處理模塊傳送來的發(fā)送控制命令的執(zhí)行,其主要功能有兩項(xiàng),一是將讀寫器令的執(zhí)行,其主要功能有兩項(xiàng),一是將讀寫器欲發(fā)往射頻標(biāo)簽的命令調(diào)制(裝載)到射頻信欲發(fā)往射頻標(biāo)簽的命令調(diào)制(裝載)到射頻信號上,經(jīng)發(fā)射天線發(fā)送出去。二是對射頻標(biāo)簽號上,經(jīng)發(fā)射天線發(fā)送出去。二是對射頻標(biāo)簽反回到讀寫器的回波信號的解調(diào)處理,并將處反回到讀寫器的回波信號的解調(diào)處理,并將處理后的回波基帶信號送控制處理模塊。射頻模理后的回波基帶信號送控制處理模塊。射頻模塊的組成包括以下主要內(nèi)容:塊的組成包括以下主要內(nèi)容: (1)頻率源電路。用于產(chǎn)生讀寫設(shè)備載波)頻率源電路。用于產(chǎn)生讀寫設(shè)備載
23、波調(diào)制的頻率信號。調(diào)制的頻率信號。 (2)調(diào)制)調(diào)制/解調(diào)電路。用于實(shí)現(xiàn)基帶信號載解調(diào)電路。用于實(shí)現(xiàn)基帶信號載波發(fā)送與接收的調(diào)制(裝載)與解調(diào)(卸載)。波發(fā)送與接收的調(diào)制(裝載)與解調(diào)(卸載)。 (3)功率放大電路。用于實(shí)現(xiàn)將輸出到天線)功率放大電路。用于實(shí)現(xiàn)將輸出到天線的射頻信號放大到足夠的功率電平。的射頻信號放大到足夠的功率電平。 (4)單天線收發(fā)分離電路。用于實(shí)現(xiàn)讀寫)單天線收發(fā)分離電路。用于實(shí)現(xiàn)讀寫器發(fā)送與接收射頻信道的分離。器發(fā)送與接收射頻信道的分離。 (5)信號放大、濾波、整形處理電路。用)信號放大、濾波、整形處理電路。用于處理解調(diào)后的回波信號。于處理解調(diào)后的回波信號。 (6)收發(fā)
24、控制電路。用于控制射頻功率的)收發(fā)控制電路。用于控制射頻功率的輸出以及多天線系統(tǒng)的功率分配。輸出以及多天線系統(tǒng)的功率分配。 3、控制與處理模塊、控制與處理模塊 控制與處理模塊是射頻讀寫設(shè)備的智能單控制與處理模塊是射頻讀寫設(shè)備的智能單元。其主要功能包括實(shí)現(xiàn)發(fā)送到射頻標(biāo)簽命令元。其主要功能包括實(shí)現(xiàn)發(fā)送到射頻標(biāo)簽命令的編碼,回波信號的解碼。差錯(cuò)控制,讀寫命的編碼,回波信號的解碼。差錯(cuò)控制,讀寫命令流程策略控制。發(fā)送命令緩存,接收數(shù)據(jù)緩令流程策略控制。發(fā)送命令緩存,接收數(shù)據(jù)緩存,與后端應(yīng)用程序之間的接口協(xié)議實(shí)現(xiàn),存,與后端應(yīng)用程序之間的接口協(xié)議實(shí)現(xiàn),I/O控制等。其組成包括以下主要內(nèi)容:控制等。其組成
25、包括以下主要內(nèi)容: (1)CPU或或MPU(單片機(jī))。智能處理單(單片機(jī))。智能處理單元,內(nèi)裝嵌入程序。元,內(nèi)裝嵌入程序。 (2)CPU或或MPU外圍接口電路。為外圍接口電路。為CPU或或MPU提供必要的存儲區(qū)、中斷控制器、提供必要的存儲區(qū)、中斷控制器、I/O信信號與號與I/O接口控制信號等。接口控制信號等。 (3)信號加工、緩存等處理電路。對)信號加工、緩存等處理電路。對發(fā)送命令、接收回波信號進(jìn)行編碼、解發(fā)送命令、接收回波信號進(jìn)行編碼、解碼、緩沖存儲等。碼、緩沖存儲等。 (4)時(shí)鐘電路、看門狗電路。為)時(shí)鐘電路、看門狗電路。為CPU/MPU提供工作時(shí)鐘以及系統(tǒng)自恢復(fù)提供工作時(shí)鐘以及系統(tǒng)自恢復(fù)
26、功能。功能。 (5)其他控制與接口電路。根據(jù)系)其他控制與接口電路。根據(jù)系統(tǒng)的功能,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制與接口預(yù)處統(tǒng)的功能,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制與接口預(yù)處理。理。 4、I/O接口模塊接口模塊 I/O接口模塊用于實(shí)現(xiàn)讀寫設(shè)備與外部接口模塊用于實(shí)現(xiàn)讀寫設(shè)備與外部傳感器、控制器以及應(yīng)用系統(tǒng)主機(jī)之間傳感器、控制器以及應(yīng)用系統(tǒng)主機(jī)之間的輸入與輸出通信。常用的的輸入與輸出通信。常用的I/O接口類別接口類別有:有: (1)RS232串行接口。計(jì)算機(jī)流行串行接口。計(jì)算機(jī)流行的標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口,可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口,可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸,優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)接口、通用、流行。傳輸,優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)接口、通用、流行。缺點(diǎn)是傳輸速度
27、與傳輸距離受限。缺點(diǎn)是傳輸速度與傳輸距離受限。 (2)RS422/485串行接口。標(biāo)準(zhǔn)串行接口,串行接口。標(biāo)準(zhǔn)串行接口,支持遠(yuǎn)距離通信,標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離支持遠(yuǎn)距離通信,標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離1200米。采用米。采用差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸模式,抗干擾能力較強(qiáng)。通信速差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸模式,抗干擾能力較強(qiáng)。通信速度范圍與度范圍與RS232相同。相同。 (3)標(biāo)準(zhǔn)并行打印接口。通常用于為讀寫)標(biāo)準(zhǔn)并行打印接口。通常用于為讀寫設(shè)備提供外接打印機(jī),輸出讀寫信息的功能。設(shè)備提供外接打印機(jī),輸出讀寫信息的功能。 (4)以太網(wǎng)接口。提供讀寫設(shè)備直接入網(wǎng))以太網(wǎng)接口。提供讀寫設(shè)備直接入網(wǎng)接入能力與接口,一般均支持接入能力與接口,一般均支持T
28、CP/IP協(xié)議。協(xié)議。 (5)紅外線)紅外線IR接口。提供紅外線接口,近接口。提供紅外線接口,近距離串行紅外無線傳輸,傳輸速度與標(biāo)準(zhǔn)串口距離串行紅外無線傳輸,傳輸速度與標(biāo)準(zhǔn)串口高速相當(dāng)。高速相當(dāng)。 (6)USB接口。標(biāo)準(zhǔn)串行接口,短距離、接口。標(biāo)準(zhǔn)串行接口,短距離、高速傳輸接口。高速傳輸接口。 三、讀寫器的分類三、讀寫器的分類 1、按通信方式分類,可分為讀寫器優(yōu)先和、按通信方式分類,可分為讀寫器優(yōu)先和標(biāo)簽優(yōu)先兩類。標(biāo)簽優(yōu)先兩類。 2、按傳送方向分類,可分為全雙工、按傳送方向分類,可分為全雙工(FDX)和半雙工()和半雙工(HDX)兩類。)兩類。 3、按應(yīng)用模式分類,可分為固定式、便、按應(yīng)用模式
29、分類,可分為固定式、便攜式、一體式和模塊式攜式、一體式和模塊式 四、讀寫器的選擇四、讀寫器的選擇 (1)根據(jù)功能多寡的選擇)根據(jù)功能多寡的選擇 (2)根據(jù)頻率頻段的選擇)根據(jù)頻率頻段的選擇 (3)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的選擇)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的選擇 (4)根據(jù)電子標(biāo)簽協(xié)議選擇)根據(jù)電子標(biāo)簽協(xié)議選擇 五、 射頻讀寫設(shè)備的發(fā)展趨勢 主要體現(xiàn)在如下幾方面: 1、讀寫器射頻模塊與基帶模塊的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。 2、更高的集成度(射頻與基帶模塊)。 3、低成本的六端口射頻模塊技術(shù)更趨完善。 4、多標(biāo)簽讀寫更有效、更快捷。 5、不同廠家的標(biāo)簽兼容讀寫,不同工作頻段標(biāo)簽的兼容讀寫。 6、不斷降低成本。 7、讀寫設(shè)備設(shè)計(jì)方案與設(shè)計(jì)
30、思想的創(chuàng)新。 通信協(xié)議通信協(xié)議 通信協(xié)議相關(guān)的問題包括:時(shí)序系統(tǒng)通信協(xié)議相關(guān)的問題包括:時(shí)序系統(tǒng)問題、通信握手問題、數(shù)據(jù)幀問題、數(shù)問題、通信握手問題、數(shù)據(jù)幀問題、數(shù)據(jù)編碼問題、數(shù)據(jù)的完整性問題、多標(biāo)據(jù)編碼問題、數(shù)據(jù)的完整性問題、多標(biāo)簽讀寫防沖突問題、干擾與抗干擾問題、簽讀寫防沖突問題、干擾與抗干擾問題、識讀率與誤碼率的問題、數(shù)據(jù)的加密與識讀率與誤碼率的問題、數(shù)據(jù)的加密與安全性問題、讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng)之間的安全性問題、讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口問題等。接口問題等。 1、時(shí)序系統(tǒng)、時(shí)序系統(tǒng) 如果從讀寫器到射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳如果從讀寫器到射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸和能量傳輸與從射頻標(biāo)簽到讀寫器的輸和能量傳輸與從
31、射頻標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸在時(shí)間上是交叉進(jìn)行的,這就數(shù)據(jù)傳輸在時(shí)間上是交叉進(jìn)行的,這就是時(shí)序系統(tǒng),也稱為純粹的時(shí)序系統(tǒng)。是時(shí)序系統(tǒng),也稱為純粹的時(shí)序系統(tǒng)。 與時(shí)序系統(tǒng)概念關(guān)聯(lián)密切的通信系統(tǒng)概念:與時(shí)序系統(tǒng)概念關(guān)聯(lián)密切的通信系統(tǒng)概念: (1)全雙工()全雙工(Full Duplex)系統(tǒng):)系統(tǒng):是指通信的雙方可以同時(shí)雙向工作,互是指通信的雙方可以同時(shí)雙向工作,互相傳輸信息。相傳輸信息。 (2)半雙工()半雙工(Half Duplex)系統(tǒng):)系統(tǒng):是指通信的雙方可以雙向工作傳輸信息,是指通信的雙方可以雙向工作傳輸信息,但在同一時(shí)間只能向一個(gè)方向傳輸信息。但在同一時(shí)間只能向一個(gè)方向傳輸信息。 (
32、3)單工系統(tǒng):是指通信的雙方只)單工系統(tǒng):是指通信的雙方只能從一方將信息傳到另一方,即一方始能從一方將信息傳到另一方,即一方始終為發(fā)送方,另一方始終為接收方。終為發(fā)送方,另一方始終為接收方。 2、通信握手、通信握手 通信握手所要解決的基本問題包括:通信握手所要解決的基本問題包括: (1)溝通通信雙方的工作狀態(tài)(是)溝通通信雙方的工作狀態(tài)(是否準(zhǔn)備好?誰收誰發(fā)?)。否準(zhǔn)備好?誰收誰發(fā)?)。 (2)協(xié)調(diào)通信雙方的位速率(數(shù)據(jù))協(xié)調(diào)通信雙方的位速率(數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐絾栴})。傳輸?shù)耐絾栴})。 (3)數(shù)據(jù)收發(fā)是否正確的確認(rèn)。)數(shù)據(jù)收發(fā)是否正確的確認(rèn)。 3、數(shù)據(jù)楨、數(shù)據(jù)楨 數(shù)據(jù)楨的定義:適合于傳送與接收數(shù)
33、據(jù)楨的定義:適合于傳送與接收雙方的具有完整意義的連續(xù)數(shù)據(jù)位的數(shù)雙方的具有完整意義的連續(xù)數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)串的規(guī)格。據(jù)串的規(guī)格。 數(shù)據(jù)楨是一個(gè)完整數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚?shù)據(jù)楨是一個(gè)完整數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚挝弧_@是一個(gè)抽象的概念,將其具體單位。這是一個(gè)抽象的概念,將其具體化后可表示為多種數(shù)據(jù)傳輸過程中的楨化后可表示為多種數(shù)據(jù)傳輸過程中的楨概念,如命令楨、地址楨、數(shù)據(jù)楨、信概念,如命令楨、地址楨、數(shù)據(jù)楨、信息楨、控制楨等息楨、控制楨等 4、多標(biāo)簽讀寫防沖突、多標(biāo)簽讀寫防沖突 由讀寫器到射頻標(biāo)簽的通信,發(fā)送的由讀寫器到射頻標(biāo)簽的通信,發(fā)送的數(shù)據(jù)流同時(shí)被所有的射頻標(biāo)簽接收,這數(shù)據(jù)流同時(shí)被所有的射頻標(biāo)簽接收,這種通信形式被稱作種通信形式被稱作“無線電廣播無線電廣播”。 由射頻標(biāo)簽到讀寫器的通信,多個(gè)射由射頻標(biāo)簽到讀寫器的通信,多個(gè)射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸給讀寫器,這種頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸給讀寫器,這種通信形式稱作多路存取。通信形式稱作多路存取。 反碰撞法:在射頻識別系統(tǒng)中,使多反碰撞法:在射頻識別系統(tǒng)中,使多路存取無故障地進(jìn)行存取記錄的技術(shù)方路存取無故障地進(jìn)行存取記錄的技術(shù)方法被稱作反碰撞法。法被稱作反碰撞法。 (1)空分多路法()空分多路法(SDMA):在分離):在分離的空間范圍內(nèi)重新使用確定的資源(通的空間范圍內(nèi)重新使用確定的資源(通路容量)的技術(shù)。路容量)的技術(shù)。 (2)頻分多路法(
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