RFID系统的构成及工作原理[优质ppt]
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最常用的数字信号波形为矩形脉冲，矩形脉冲易于产生和变换。以下用矩形脉 冲为例来介绍几种常用的脉冲波形和传输码型。图4-9所示为4种数字矩形码的脉 冲波形。
图4-9数据矩形码的脉冲波形
三、RFID编码、调制与数据校验
4、读写器wk.baidu.com线
二、 RFID系统构架
天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的设备， 是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转化。在 RFID系统中，天线分为电子标签天线和读写器天线两大类，分别承担接 收能量和发射能量的作用。
RFID系统读写器天线的特点是：①足够小以至于能够贴到需要的 物品上；②有全向或半球覆盖的方向性；③能够给标签的芯片提供最 大可能的信号；④无论物品什么方向，天线的极化都能与读卡机的询 问信号相匹配；⑤具有鲁棒性；⑥价格便宜。
图4-6 读写器组成示意图
读写器的硬件部分通常由
收发机、微处理器、存 储器、外部传感器/执行 器，报警器的输入/输出 接口、通信接口及电源 等 部 件 组 成 ， 如 图 4-6 所示。
3、控制器
二、 RFID系统构架
控制器是读写器芯片有序工作的指挥中心，主要功能是： 与应用系统软件进行通信；执行从应用系统软件发来的动作 指令；控制与标签的通信过程；基带信号的编码与解码；执 行防碰撞算法；对读写器和标签之间传送的数据进行加密和 解密；进行读写器与电子标签之间的身份认证；对键盘、显 示设备等其他外部设备的控制。其中，最重要的是对读写器 芯片的控制操作。
解调器：把载波去除以取出真正的 调制信号；
逻辑控制单元：用来译码阅读器送 来的信号，并依其要求回送数 据给阅读器；
存储单元：包括EEPROM与ROM， 作为系统运行及存放识别数据 的位置。
二、 RFID系统构架
2、读写器
读写器是一个捕捉和处理RFID标签数据的设备，它可以是单独的个体， 也可以嵌入到其他系统之中。读写器也是构成RFID系统的重要部件之一， 由于它能够将数据写到RFID标签中，因此称为读写器。
三、RFID编码、调制与数据校验
1、 RFID编码
射频识别系统的结构与通信系统的基本模型相类似，满足了通信功能 的基本要求。读写器和电子标签之间的数据传输构成了与基本通信模型相 类似的结构。读写器与电子标签之间的数据传输需要三个主要的功能块， 如图4-8所示。按读写器到电子标签的数据传输方向，是读写器（发送器） 中的信号编码（信号处理）和调制器（载波电路），传输介质（信道）， 以及电子标签（接收器）中的解调器（载波回路）和信号译码（信号处 理）。
低于135kHz(射频载波频率为125kHz)的情况，图4-12所示为FSK方式一 例，数据传输速率为fc/40,fc为射频载波频率。FSK调制时对应数据1的 脉冲频率f1=fc/5,对应数据0的脉冲频率f0=fc/8。
数据时钟
数据NRZ码
0
0
1
1
0
FSK脉冲
f0
f0
f1
f1
图4-12FSK脉冲调制波形
二、 RFID系统构架
RFID是一种系统，一种射频识别系统。典型的RFID系 统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4 部分构成，一般我们把中间件和应用软件统称为应用系统。
图4-2 RFID的系统结构
二、 RFID系统构架
在实际RFID解决方案中，不论是简单的RFID系统还是 复杂的RFID系统都包含一些基本组件。组件分为硬件组件 和软件组件。
若从功能实现的角度观察，可将RFID系统分成边沿系统和软件系统两 大部分，如图4-3示。这种观点同现代信息技术观点相吻合。边沿系统主 要是完成信息感知，属于硬件组件部分；软件系统完成信息的处理和应用； 通信设施负责整个RFID系统的信息传递。
图4-3 射频识别系统基本组成
二、 RFID系统构架
1、电子标签
在选择读写器天线时应考虑的主要因素有：①天线的类型；② 天线的阻抗；③应用到物品上的RF的性能；④在有其他物品围绕 贴标签物品时RF的性能。
5、通信设施
二、 RFID系统构架
通信设施为不同的RFID系统管理提供安全通信连接，是 RFID系统的重要组成部分。通信设施包括有线或无线网络和 读写器或控制器与计算机连接的串行通信接口。无线网络可 以是个域网（PAN）（如蓝牙技术）、局域网（如802.11x、 WiFi），也可以是广域网（如GPRS、3G技术）或卫星通信 网络（如同步轨道卫星L波段的RFID系统）。
三、RFID编码、调制与数据校验
1）、 RFID数据传输常用编码格式
数字基带信号波形，可以用不同形式的代码来表示二进制的“1”和“0”。射 频识别系统通常使用下列编码方法中的一种：反向不归零（NRZ）编码、曼彻斯 特（Manchester）编码、单极性归零（UnipolarHZ）编码、差动双相（DBP） 编码、米勒（Miller）编码利差动编码。
电子标签（Electronic Tag）也称也称应答器或智能标签（Smart Label），是一个微型的无线收发装置，主要由内置天线和芯片组成。
图4-4 RFID系统构件——标签
电压调节器：把由标签阅读器送来 的射频信号转换为直流电源， 并经大电容储存能量，再经稳 压电路以提供稳定的电源；
调制器：逻辑控制电路送出的数据 经调制电路调制后加载到天线 送给阅读器；
图4-8射频识别系统的基本通信结构框图
三、RFID编码、调制与数据校验
2）、 RFID调制
脉冲调制是指将数据的NRZ码变换为更高频率的脉冲串，该脉冲串的脉 冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。主要的调制方式为频移键控FSK和相 移键控PSK。
（1）FSK调制 FSK是指对已调脉冲波形的频率进行控制，FSK调制方式用于频率
《RFID系统的构成及工作原理》 教学设计
主要内容
一、案例识读与分析 二、RFID系统构架 三、RFID编码、调制与数据校验 四、RFID系统的基本原理 五、实训与实践
一、案例识读与分析
RFID：数据的神经末梢，RFID系统在湖南长 丰汽车公司的案例
案例分析与讨论：
（1）简述湖南长丰汽车公司RFID系统的主要构成及在生产 中起到的作用？ （2）简述RFID系统的工作原理？
图4-9数据矩形码的脉冲波形
三、RFID编码、调制与数据校验
4、读写器wk.baidu.com线
二、 RFID系统构架
天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的设备， 是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转化。在 RFID系统中，天线分为电子标签天线和读写器天线两大类，分别承担接 收能量和发射能量的作用。
RFID系统读写器天线的特点是：①足够小以至于能够贴到需要的 物品上；②有全向或半球覆盖的方向性；③能够给标签的芯片提供最 大可能的信号；④无论物品什么方向，天线的极化都能与读卡机的询 问信号相匹配；⑤具有鲁棒性；⑥价格便宜。
图4-6 读写器组成示意图
读写器的硬件部分通常由
收发机、微处理器、存 储器、外部传感器/执行 器，报警器的输入/输出 接口、通信接口及电源 等 部 件 组 成 ， 如 图 4-6 所示。
3、控制器
二、 RFID系统构架
控制器是读写器芯片有序工作的指挥中心，主要功能是： 与应用系统软件进行通信；执行从应用系统软件发来的动作 指令；控制与标签的通信过程；基带信号的编码与解码；执 行防碰撞算法；对读写器和标签之间传送的数据进行加密和 解密；进行读写器与电子标签之间的身份认证；对键盘、显 示设备等其他外部设备的控制。其中，最重要的是对读写器 芯片的控制操作。
解调器：把载波去除以取出真正的 调制信号；
逻辑控制单元：用来译码阅读器送 来的信号，并依其要求回送数 据给阅读器；
存储单元：包括EEPROM与ROM， 作为系统运行及存放识别数据 的位置。
二、 RFID系统构架
2、读写器
读写器是一个捕捉和处理RFID标签数据的设备，它可以是单独的个体， 也可以嵌入到其他系统之中。读写器也是构成RFID系统的重要部件之一， 由于它能够将数据写到RFID标签中，因此称为读写器。
三、RFID编码、调制与数据校验
1、 RFID编码
射频识别系统的结构与通信系统的基本模型相类似，满足了通信功能 的基本要求。读写器和电子标签之间的数据传输构成了与基本通信模型相 类似的结构。读写器与电子标签之间的数据传输需要三个主要的功能块， 如图4-8所示。按读写器到电子标签的数据传输方向，是读写器（发送器） 中的信号编码（信号处理）和调制器（载波电路），传输介质（信道）， 以及电子标签（接收器）中的解调器（载波回路）和信号译码（信号处 理）。
低于135kHz(射频载波频率为125kHz)的情况，图4-12所示为FSK方式一 例，数据传输速率为fc/40,fc为射频载波频率。FSK调制时对应数据1的 脉冲频率f1=fc/5,对应数据0的脉冲频率f0=fc/8。
数据时钟
数据NRZ码
0
0
1
1
0
FSK脉冲
f0
f0
f1
f1
图4-12FSK脉冲调制波形
二、 RFID系统构架
RFID是一种系统，一种射频识别系统。典型的RFID系 统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4 部分构成，一般我们把中间件和应用软件统称为应用系统。
图4-2 RFID的系统结构
二、 RFID系统构架
在实际RFID解决方案中，不论是简单的RFID系统还是 复杂的RFID系统都包含一些基本组件。组件分为硬件组件 和软件组件。
若从功能实现的角度观察，可将RFID系统分成边沿系统和软件系统两 大部分，如图4-3示。这种观点同现代信息技术观点相吻合。边沿系统主 要是完成信息感知，属于硬件组件部分；软件系统完成信息的处理和应用； 通信设施负责整个RFID系统的信息传递。
图4-3 射频识别系统基本组成
二、 RFID系统构架
1、电子标签
在选择读写器天线时应考虑的主要因素有：①天线的类型；② 天线的阻抗；③应用到物品上的RF的性能；④在有其他物品围绕 贴标签物品时RF的性能。
5、通信设施
二、 RFID系统构架
通信设施为不同的RFID系统管理提供安全通信连接，是 RFID系统的重要组成部分。通信设施包括有线或无线网络和 读写器或控制器与计算机连接的串行通信接口。无线网络可 以是个域网（PAN）（如蓝牙技术）、局域网（如802.11x、 WiFi），也可以是广域网（如GPRS、3G技术）或卫星通信 网络（如同步轨道卫星L波段的RFID系统）。
三、RFID编码、调制与数据校验
1）、 RFID数据传输常用编码格式
数字基带信号波形，可以用不同形式的代码来表示二进制的“1”和“0”。射 频识别系统通常使用下列编码方法中的一种：反向不归零（NRZ）编码、曼彻斯 特（Manchester）编码、单极性归零（UnipolarHZ）编码、差动双相（DBP） 编码、米勒（Miller）编码利差动编码。
电子标签（Electronic Tag）也称也称应答器或智能标签（Smart Label），是一个微型的无线收发装置，主要由内置天线和芯片组成。
图4-4 RFID系统构件——标签
电压调节器：把由标签阅读器送来 的射频信号转换为直流电源， 并经大电容储存能量，再经稳 压电路以提供稳定的电源；
调制器：逻辑控制电路送出的数据 经调制电路调制后加载到天线 送给阅读器；
图4-8射频识别系统的基本通信结构框图
三、RFID编码、调制与数据校验
2）、 RFID调制
脉冲调制是指将数据的NRZ码变换为更高频率的脉冲串，该脉冲串的脉 冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。主要的调制方式为频移键控FSK和相 移键控PSK。
（1）FSK调制 FSK是指对已调脉冲波形的频率进行控制，FSK调制方式用于频率
《RFID系统的构成及工作原理》 教学设计
主要内容
一、案例识读与分析 二、RFID系统构架 三、RFID编码、调制与数据校验 四、RFID系统的基本原理 五、实训与实践
一、案例识读与分析
RFID：数据的神经末梢，RFID系统在湖南长 丰汽车公司的案例
案例分析与讨论：
（1）简述湖南长丰汽车公司RFID系统的主要构成及在生产 中起到的作用？ （2）简述RFID系统的工作原理？