射频识别技术原理以及RFID系统组成介绍

发布时间:2020-12-01 11:54:19

1、射频识别原理
RFID射频识别是一种非接触自动识别技术,其基本原理是电磁理论。通过射频信号自动识别目标对象并收集相关数据,能够在各种恶劣环境下工作,而无需手动干预。RFID技术可以识别高速运动的物体,同时识别多个标签,长达几十米的识别距离。RFID自动识别技术是一项突破性技术。第一,它可以识别一个非常具体的物体,而不是像条形码一样只能识别一种物体。其次,可以使用射频通过外部材料读取数据,条形码必须用激光读取信息。第三,条形码一次只能读取一个,而多个对象可以同时读取。另外,存储的信息量也很大。

射频识别技术原理以及RFID系统组成介绍

2、RFID系统组成
最基本的RFID系统由三部分组成:电子标签、RFID读写器和后台管理系统。
1)电子标签:电子标签包括电子芯片和标签天线,天线在标签和RFID读写器之间传递射频信号,电子芯片存储物体的数据,天线用于发送和接收无线电波。
电子标签根据供电方式分为无源电子标签、有源电子标签和半有源电子标签。
无源电子标签:标签内部没有电池,工作能量必须由读取器释放的电磁场提供,重量轻,体积小,寿命长,成本低,可以采用各种非金属封装材料制作,是目前最流行的电子标签形式。识别距离相对比较小,一般在几米到几十米之间。
有源电子标签:通过标签内的电池供电,不需要RFID阅读器的能源供应,标签主动释放电磁信号,识别距离长,通常可达几十米或几百米,缺点是电池寿命有限,不能轻易制作薄卡。
半有源电子标签:内部有电池,但电池只对标签内部电路供电,不主动发送信号。能量传递与无源系统相似,因此寿命比一般有源系统标签长得多。
2)RFID读写器:利用射频技术读写电子标签的设备,读者接收电子标签的数据信息,并将其发送到后台管理系统。
3)后台管理系统:RFID阅读器通过标准接口连接到后台管理系统,后台管理系统执行数据处理、传输和通信功能。
3、RFID的工作原理
射频识别系统的基本型号如下图所示。其中电子标签也称为射频标签、应答器和数据载体。阅读器也称为阅读设备,是扫描仪、通讯器和阅读器(取决于电子标签是否可以无线复盖数据)。电子标签和阅读器之间通过耦合实现射频信号的空间(无接触)耦合,在耦合通道内根据时序关系实现能量传递、数据交换。
RFID系统的基本工作流程是,读取器发射天线发送一定频率的无线信号,射频卡进入发射天线工作区时产生感知电流,射频卡获取能量。射频卡通过卡内置传输天线传输自我编码等信息。系统接收天线从射频卡发送的载波信号,通过天线调节器发送到阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调和解码后后台,发送到主系统进行相关处理。主系统根据逻辑运算判断卡的合法性,对不同的设置进行适当的处理和控制,并运行命令信号控制来执行机制动作。

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阅读器和电子标签之间发生的射频信号的组合类型有两种。
1)电感耦合。变压器模型通过空间高频交流磁场实现耦合,其依据是电磁感应定律,如右图A所示。导体耦合通常适用于中低频操作的近场射频识别系统。典型的工作频率为125kHz、225kHz和13.56MHz。识别作用距离小于1米,一般作用距离为10~20CM。

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2)电磁反向散射结合:雷达原理模型,发射的电磁波,到达目标后反射,同时再次传输目标信息,是依据电磁波的空间传播规律。见如图。电磁反向散射耦合一般适用于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率为433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz。识别作用距离大于1米,一般作用距离为3-50米。

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