RFID系统工作原理 ppt课件

2.1 电感耦合RFID系统
电感耦合工作方式对应于ISO/IEC14443协议。电感耦合电子 标签由一个电子数据作为载体，通常由单个微芯片及天线 （大面积线圈）等组成。在标签中的·微芯片工作所需的全部 能量由阅读器发送的感应电磁能提供。高频的强电磁场由阅 读器的天线线圈产生，并穿越线圈横截面和周围空间，以使 附近的电子标签产生电磁感应。
（5）逻辑控制单元：译码阅读器送来的信号，并依据要求返回数 据给阅读器。
（6）存储单元：包括ERPROM和ROM，作为系统运行及存放识 别数据。
1.2 软件组成
1 中间件
中间件是一种独立的系统软件或服务程序。分布式应 用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件 位于客户机、服务器的操作系统之上，管理计算机资源和 网络通信。
电子标签内部各模块的功能：
（1）天线：用来接收由阅读器送来的信号，并把要求的数据传送 回给阅读器。
（2）电压Leabharlann Baidu节器：把由阅读器送来的射频信号转换为直流电源， 并经大电容存储能量，再通过稳压电路以提供稳定的电源。
（3）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 天线返给阅读器。
（4）解调器：去除载波，取出调制信号。
2 电子标签
电子标签 (Electronic Tag) 也称为智能标签 (Smart Tag) ，是由IC芯片和无线通信天线组成的超微型的小标 签，其内置的射频天线用于和阅读器进行通信。电子标签 是RFID系统中真正的数据载体。系统工作时，阅读器发 出查询（能量）信号，标签（无源）在收到查询（能量） 信号后将其一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工 作，一部分能量信号被电子标签内保存的数据信息调制后 反射回阅读器。
2 各种RFID系统原理
基本工作原理：由阅读器通过发射天线发送特定频率的射 频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流， 从而获得能量、电子标签被激活，使得电子标签将自身编 码信息通过内置射频天线发送出去；阅读器的接收天线接 收到从标签发送来的调制信号，经天线调节器传送到阅读 器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送至后台主 机系统进行相关的处理；主机系统根据逻辑运算识别该标 签的身份，针对不同的设定作出相应的处理和控制，最终 发出指令信号控制阅读器完成相应的读写操作。
（3）数据路由与集成
RFID中间件能够决定采集到的数据传递给哪一个应用。RFID中间件可以与企 业现有的企业资源计划（ERP）、客户关系管理（CRM）、仓储管理系统 （WMS）等软件集成在一起，为它们提供数据的路由和集成，同时中间件可 以保存数据，分批的给各个应用提交数据。
（4）进程管理
RFID中间件根据客户定制的任务负责数据的监控与事件的触发。如在仓储管 理中，设置中间件来监控货品库存的数量，当库存低于设置的标准时，RFID 中间件会触发事件，通知相应的应用软件。
阅读器通常由射频接口、逻辑控制单元和天线三部分组 成。
（1）射频接口 射频接口模块主要任务和功能： ①产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量。 ②对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签。 ③接收并调制来自电子标签的射频信号。 注意，在射频接口中有两个分隔开的信号通道，分别来往 于电子标签和阅读器两个方向的数据传输。
RFID系统工作原理
1.RFID系统组成
典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、中间件和应用系统软件组成。
1.1硬件组成
1 阅读器
阅读器（Reader）又称读写器。阅读器主要负责与 电子标签的双向通信，同时接收来自主机系统的控制指令。 阅读器的频率决定了RFID系统工作的频段，其功率决定 了射频识别的有效距离。阅读器根据使用的结构和技术的 不同可以是读或读/写装置，它是RFID系统信息控制和处 理中心。
（2）逻辑控制单元 逻辑控制单元也称读写模块，主要任务和功能： ①与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送 来的指令。 ②控制阅读器与电子标签的通信过程。 ③信号的编码与解码。 ④对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密。 ⑤执行防碰撞算法。 ⑥对阅读器和标签的身份进行验证。
天线
天线是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号，或者 将电流信号转换成电磁波发射出去的装置。在RFID系统 中，阅读器必须通过天线来发射能量，来形成电磁场，通 过电磁场对电子标签进行识别。因此，阅读器天线所形成 的电磁场范围即为阅读器的可读区域。
从电子标签到阅读器之间的通信及能量感应方式来看，系 统一般可以分为两类：电感耦合（Inductive Coupling） 系统和电磁反向散射耦合（Backscatter Coupling）系 统。
电感耦合通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁 感应定律。该方式一般适合于中、低频工作的近距离 RFID系统，典型工作频率：125kHz，225kHz，和 13.56MHz。识别作用距离一般小于1m，典型作用距离
中间件的主要任务和功能：
（1）阅读器协调控制
终端用户可以通过RFID中间件接口直接配置、监控以及发送指令给阅读器。 一些RFID中间件开发商还提供了支持阅读器即插即用的功能，使终端用户新 添加不同类型的阅读器时不需要增加额外的程序代码。
（2）数据过滤与处理
当标签信息传输发生错误或有冗余数据产生时，RFID中间件可以通过一定的 算法纠正错误并过滤掉冗余数据。RFID中间件可以避免不同的阅读器读取同 一电子标签的碰撞，确保了阅读准确性。
1 能量供应
阅读器天线线圈激发磁场，其中一小部分磁力线穿过电 子标签天线线圈，通过感应，在电子标签的天线线圈上产 生电压U，将其整流后作为微芯片的工作电源。
电容器Cr与阅读器的天线线圈并联，电容器与天线线圈的电感 一起，形成谐振频率与阅读器发射频率相符的并联震荡回路，该回 路的谐振使得阅读器的天线线圈产生较大的电流。
为0~20cm。
电磁反向散射耦合基于雷达模型，发射出去的电磁波碰到 目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间 传播规律。该方式一般适用于高频、微波工作的远距离 RFID系统，典型的工作频率：433MHz，915MHz， 2.45GHz和5.8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用
距离为4~6m。