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關(guān)于射頻識別技術(shù)兩個組成部分詳解

作者:本站收錄
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2019-05-05 10:51:11
摘要:射頻識別系統(tǒng)一般由兩個部分組成,即電子標(biāo)簽和閱讀器。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合,在耦合通道內(nèi),根據(jù)時序關(guān)系,實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。

射頻識別(RFID)技術(shù)是一種無接觸自動識別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性,實現(xiàn)對靜止的或移動中的待識別物品的自動機器識別。

射頻識別系統(tǒng)一般由兩個部分組成,即電子標(biāo)簽和閱讀器。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合,在耦合通道內(nèi),根據(jù)時序關(guān)系,實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種。

關(guān)于射頻識別技術(shù)兩個組成部分詳解

1)電感耦合,通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合,依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律。

(2)電磁反向散射耦合:雷達原理模型,發(fā)射出去的電磁波,碰到目標(biāo)后反射,同時攜帶回目標(biāo)信息,依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。

電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。識別作用距離小于1m,典型作用距離為10cm~20cm。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:433MHz,868MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。識別作用距離大于1m,典型作用距離為3m~l0m。

電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體,電子標(biāo)簽附著在待識別的物品上,是射頻識別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。一般情況下,電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。

依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同,可以分為有源標(biāo)簽(Active tag)和無源標(biāo)簽(Passive tag)兩種,有源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池,無源標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池。

閱讀器又稱為讀出裝置,閱讀器可以是讀/寫或只讀裝置,用于當(dāng)附著有電子標(biāo)簽的待識別物品通過其讀出范圍內(nèi)時,自動以無接觸的方式將電子標(biāo)簽中的約定識別信息取出,從而實現(xiàn)自動識別物品或自動收集物品標(biāo)識信息的功能。

聲表面波器件技術(shù)

聲表面波(SAW)是傳播于壓電晶體表面的機械波,其聲速僅為電磁波速的十萬分之一,傳播衰耗很小。SAW器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術(shù)制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等,利用基片材料的壓電效應(yīng),通過輸入叉指換能器(IDT)將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號,并局限在基片表面?zhèn)鞑ィ敵鯥DT將聲信號恢復(fù)成電信號,實現(xiàn)電-聲-電的變換過程,完成電信號處理過程,獲得各種用途的電子器件。采用了先進微電子加工技術(shù)制造的聲表面波器件,具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計靈活等優(yōu)點,在通信、電視、遙控和報警系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用,數(shù)以億計的手機和電視機中都應(yīng)用了多個聲表面波濾波器。隨著加工工藝的飛速發(fā)展,SAW器件的工作頻率已覆蓋10MHz~2.5GHz,是現(xiàn)代信息化產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵元器件。

SAW無源電子標(biāo)簽工作原理

SAW無源電子標(biāo)簽采用反射調(diào)制方式完成電子標(biāo)簽信息向閱讀器的傳送。

SAW標(biāo)簽是由叉指換能器和若干反射器組成,換能器的兩條總線與電子標(biāo)簽的天線相連接。閱讀器的天線周期地發(fā)送高頻詢問脈沖,在電子標(biāo)簽天線的接收范圍內(nèi),被接收到的高頻脈沖通過叉指換能器轉(zhuǎn)變成聲表面波,并在晶體表面?zhèn)鞑?。反射器組對入射表面波部分反射,并返回到叉指換能器,叉指換能器又將反射聲脈沖串轉(zhuǎn)變成高頻電脈沖串。如果將反射器組按某種特定的規(guī)律設(shè)計,使其反射信號表示規(guī)定的編碼信息,那么閱讀器接收到的反射高頻電脈沖串就帶有該物品的特定編碼。通過解調(diào)與處理,達到自動識別的目的。

由于聲表面波傳播速度低,有效的反射脈沖串在經(jīng)過幾微秒的延遲時間后才回到閱讀器,在此延遲期間,來自閱讀器周圍的干擾反射已衰減,不會對聲表面波電子標(biāo)簽的有效信號產(chǎn)生干擾。

SAW無源電子標(biāo)簽應(yīng)用

利用聲表面波技術(shù)的電子標(biāo)簽始于上世紀(jì)80年代末,近年來聲表面波標(biāo)簽的研究成為一個熱點。聲表面波電子標(biāo)簽是應(yīng)用現(xiàn)代電子學(xué)、聲學(xué)、半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)和雷達及信號處理技術(shù)的系統(tǒng)新成就,它是有別于IC芯片識別的另一種新型非接觸自動識別技術(shù)。

由于SAW器件本身工作在射頻波段,無源且抗電磁干擾能力強,因此SAW技術(shù)實現(xiàn)的電子標(biāo)簽具有一定獨特的優(yōu)勢,是對集成電路技術(shù)的補充。其主要特點是:

1.讀取范圍大且可靠,可達數(shù)米;

2.可使用在金屬和液體產(chǎn)品上;

3.標(biāo)簽芯片與天線匹配簡單,制作工藝成本低;

4.不僅能識別靜止物體,而且能識別速度達300千米/小時的高速運動物體;

5.可在高溫差(-100℃~300℃)、強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用。

電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,包括物流管理、路橋收費、公共交通、門禁控制、防偽、農(nóng)場的健康與安全監(jiān)控識別、超市防盜和收費、航空行李分揀、郵包跟蹤、工廠裝配流水線控制和跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理、體育競賽等。

SAW標(biāo)簽也適用于壓力、應(yīng)力、扭曲、加速度和溫度等參數(shù)變化的測量,如鐵路紅外軸溫探測系統(tǒng)的熱軸定位、軌道衡、超偏載檢測系統(tǒng)、汽車輪胎壓力等。

德國的Baumer Ident GmbH公司生產(chǎn)的OIS-W聲表面波標(biāo)簽、Siemens公司的SOFIS聲表面波系統(tǒng)已成功用于挪威奧斯陸汽車過橋自動收費系統(tǒng)以及德國慕尼黑火車進站定位系統(tǒng)。在美國,Identtronix、i-Ray、RF-SAW等公司也均生產(chǎn)商業(yè)化的SAW電子標(biāo)簽。