物联网射频识别(RFID)技术与应用---第2章复习过程

1、物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用点击此处结束点击此处结束(jish)放放映映第一页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用 2013年物联网系列教材荣获年物联网系列教材荣获(rn hu)陕西省高等教育教学成果二等奖陕西省高等教育教学成果二等奖 点击点击(din j)此处结束放此处结束放映映第二页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用第第2章章 RFID工作频率及无线传输工作频率及无线传输(chun

2、 sh)点击点击(din j)此处结束放此处结束放映映第三页，共36页。 RFID工作频率工作频率2.1RFID工作波长工作波长2.2RFID无线传输无线传输2.3物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用点击点击(din j)此处结束此处结束放映放映第四页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用 RFID工作频率工作频率2.1点击此处结束点击此处结束(jish)放放映映第五页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）

3、技术与应用2.1.1 频谱的划分频谱的划分无线电频率可供使用的范围是有限无线电频率可供使用的范围是有限的，频谱被看作大自然中的一项资源，的，频谱被看作大自然中的一项资源，不能无秩序地随意占用，而需要仔细不能无秩序地随意占用，而需要仔细(zx)地计划加以利用。地计划加以利用。频谱的分配是指将频率根据不同的频谱的分配是指将频率根据不同的业务加以分配，以避免频率使用方面的业务加以分配，以避免频率使用方面的混乱。混乱。 下面给出下面给出IEEE划分的频谱。划分的频谱。点击点击(din j)此处结束此处结束放映放映第六页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(

4、jsh)与应用与应用点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第七页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用点击此处结束点击此处结束(jish)放放映映第八页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用2.1.2 ISM频段频段ISM频段（频段（Industrial Scientific Medical Band）主要是开放给工业、科学）主要是开放给工业、科学(kxu)和医和医用三个主要机构使用的频段。用三个主要机构使用的频段。ISM频段属于频段属于无许可（无许可（Fr

5、ee License）频段，使用者无需许）频段，使用者无需许可证，没有所谓使用授权的限制。可证，没有所谓使用授权的限制。RFID工作频率的选择，要顾及其它无工作频率的选择，要顾及其它无线电服务，不能对其它服务造成干扰和影响，线电服务，不能对其它服务造成干扰和影响，因而因而RFID系统通常只能使用特别为工业、科系统通常只能使用特别为工业、科学学(kxu)和医疗应用而保留的和医疗应用而保留的ISM频率。频率。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第九页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用1. 频率频率(pnl)6.7

6、8MHz2. 频率频率(pnl)13.56MHz3. 频率频率(pnl)27.125MHz4.频率频率(pnl)40.680MHz5. 频率频率(pnl)433.920MHz6. 频率频率(pnl)869.0MHz7. 频率频率(pnl)915.0MHz8. 频率频率(pnl)2.45GHz点击点击(din j)此处结束此处结束放映放映第十页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用9. 频率频率5.8GHz10.频率频率24.125GHz11.频率频率60GHz 12.其它频率的应用其它频率的应用 135KHz以下的频率范围没有

7、作为以下的频率范围没有作为ISM频率保留频率保留(boli)，135KHz以下的整个频率范围以下的整个频率范围RFID也是可用的。也是可用的。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第十一页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用2.1.3 RFID使用的频段使用的频段射频识别（射频识别（RFID）产生并辐射电磁）产生并辐射电磁波，但是波，但是RFID系统要顾及其他无线电服系统要顾及其他无线电服务，不能对其他无线电服务造成干扰，因务，不能对其他无线电服务造成干扰，因此此RFID系统通常使用为工业、科学和医系统通常使用为工业、科

8、学和医疗特别疗特别(tbi)保留的保留的ISM频段。频段。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第十二页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用 RFID工作波长工作波长2.2点击点击(din j)此处结束此处结束放映放映第十三页，共36页。物联网物联网(lin wn)(lin wn)射频识别（射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2.2 RFID工作波长工作波长(bchng)不同频率的电磁波所对应的波长不同频率的电磁波所对应的波长(bchng)不同，其传播方式和工作特点也不同，其传播方式和工作特点也各不

9、相同，本节将介绍低频、高频和微波各不相同，本节将介绍低频、高频和微波时时RFID的工作波长的工作波长(bchng)。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第十四页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2.2.1 电磁波的速度电磁波的速度(sd)1. 空气中空气中在空气中，电磁波的速度在空气中，电磁波的速度(sd)为为 (2.1)m/s 8001031cv点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第十五页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用

10、2. 无耗介质无耗介质(jizh)中中在无耗介质在无耗介质(jizh)中，电磁波的速度为中，电磁波的速度为 (2.4)rrrrcv1100点击此处结束点击此处结束(jish)放放映映第十六页，共36页。物联网物联网(lin wn)(lin wn)射频识别（射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用3.有耗介质中有耗介质中在有耗介质中，电磁波的速度为在有耗介质中，电磁波的速度为 (2.5)有耗介质表示电磁波传播的媒质有损耗，这时媒质有导电有耗介质表示电磁波传播的媒质有损耗，这时媒质有导电性。在这种性。在这种RFID的识别环境中，电子标签处于的识别环境中，电子标签处于(chy)有机有机组织

11、、含水物质的环境或金属环境中。组织、含水物质的环境或金属环境中。v点击点击(din j)此处结此处结束放映束放映第十七页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2.2.2 RFID工作波长工作波长电磁波的速度还可以电磁波的速度还可以(ky)表示为表示为 (2.7)可以可以(ky)看出，工作频率越高，工作波看出，工作频率越高，工作波长越短。长越短。 根据这个结果，可以根据这个结果，可以(ky)得到空得到空气中不同气中不同RFID工作频率对应的工作波长。工作频率对应的工作波长。fv 点击此处结束点击此处结束(jish)放放映映第十八

12、页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用点击点击(din j)此处结此处结束放映束放映第十九页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用RFID无线传输无线传输2.3点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第二十页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2.3.1 低频和高频低频和高频RFID的近场特性的近场特性1. 工作原理工作原理 读写器和电子标签之间射频信号读写器和电子标签之间射频信号(xn

13、ho)的传输主要有两种方式，一种是的传输主要有两种方式，一种是电感耦合方式，一种是电磁反向散射方式，电感耦合方式，一种是电磁反向散射方式，这两种方式采用的频率不同，工作原理也这两种方式采用的频率不同，工作原理也不同。不同。点击点击(din j)此处结此处结束放映束放映第二十一页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用低频和高频低频和高频RFID系统基本上都采用电感耦合识别方系统基本上都采用电感耦合识别方式。低频和高频式。低频和高频RFID电子标签与读写器的距离很近，这样电子标签与读写器的距离很近，这样(zhyng)电子标签可以获得

14、较大的能量。低频和高频电子标签可以获得较大的能量。低频和高频RFID电子标签与读写器的天线基本上都是线圈的形式，两个线圈电子标签与读写器的天线基本上都是线圈的形式，两个线圈之间的作用可以理解为变压器的耦合。之间的作用可以理解为变压器的耦合。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第二十二页，共36页。物联网物联网(lin wn)(lin wn)射频识别（射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用点击点击(din j)此处结此处结束放映束放映RFID电感电感(din n)耦合工作方式耦合工作方式第二十三页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFI

15、D）技术与应用）技术与应用2. 常用的常用的RFID系统系统 RFID电感电感(din n)耦合方式使用的频率主要为耦合方式使用的频率主要为13.56MHz。除此之外，。除此之外，RFID也采用其它频率。也采用其它频率。 （1）小于）小于135 kHz的的RFID系统。系统。 （2）6.78 MHz的的RFID系统。系统。 （3）13.56 MHz的的RFID系统。系统。 （4）27.125 MHz的的RFID系统。系统。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第二十四页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2.3.

16、2 微波微波(wib)RFID的电波特性的电波特性1. 工作原理工作原理 微波微波(wib)波段波段RFID系统主要工作系统主要工作在几百兆赫兹到几吉赫兹之间。微波在几百兆赫兹到几吉赫兹之间。微波(wib)RFID是电磁反向散射的识别系统，是电磁反向散射的识别系统，采用雷达原理模型，发射出去的电磁波碰采用雷达原理模型，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携带目标的信息返回。到目标后反射，同时携带目标的信息返回。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第二十五页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用微波微波RFID的工

17、作波长较短，电子标签基本都的工作波长较短，电子标签基本都处于处于(chy)读写器天线的远区，电子标签获得的是读写器天线的远区，电子标签获得的是读写器的辐射信号和辐射能量。微波读写器的辐射信号和辐射能量。微波RFID系统的阅系统的阅读距离一般大于读距离一般大于1 m，典型情况为，典型情况为4 m7 m，最大可，最大可达达10 m以上。以上。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映第二十六页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映RFID电磁反向散射工作电磁反向散射工作(gngzu)方

18、式方式第二十七页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用 （1）电波在空气中的传输损耗 空气中的传输损耗是指天线辐射的电磁波在传播过程中，随着传播距离(jl)的增大能量的自然扩散而引起的损耗，它反映了球面波的扩散损耗。 空气中的传输损耗为可以看出，电波传播的距离(jl)越长，或电波的工作频率越高，自由空间的传输损耗越大。点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映dBkmMHz)(lg20)(lg2045.32dfLbf第二十八页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（RFIDRFID）技术与应用

19、）技术与应用（2） 直射、反射、绕射和散射直射、反射、绕射和散射当有障碍物（包括地面）时，当有障碍物（包括地面）时，RFID电波传播存在直射、电波传播存在直射、反射、绕射和散射等多种情况反射、绕射和散射等多种情况(qngkung)，这几种情况，这几种情况(qngkung)是在不同传播环境下产生的。是在不同传播环境下产生的。 直射直射 反射反射 绕射绕射 散射散射点击点击(din j)此处结此处结束放映束放映第二十九页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用（3）视距传播与菲涅耳区）视距传播与菲涅耳区视距传播是指发射天线和接收天线在

20、相互能看得见视距传播是指发射天线和接收天线在相互能看得见的距离的距离(jl)内，电波直接从发射点传到接收点的一种传播内，电波直接从发射点传到接收点的一种传播方式。收发天线之间电波传播所经历的空间，存在着对电方式。收发天线之间电波传播所经历的空间，存在着对电波传播起主要作用的空间区域，这个空间区域称为传播主波传播起主要作用的空间区域，这个空间区域称为传播主区，传播主区可以用菲涅尔区的概念来表示。区，传播主区可以用菲涅尔区的概念来表示。点击点击(din j)此处结束此处结束放映放映第三十页，共36页。物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）技术）技术(jsh)(jsh)与应用与应用点击此

21、处结束点击此处结束(jish)放映放映第三十一页，共36页。物联网射频物联网射频(sh pn)(sh pn)识别（识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用为了获得自由空间的传播条件为了获得自由空间的传播条件(tiojin)，只要保证，只要保证在一定的菲涅耳区域内满足在一定的菲涅耳区域内满足“自由空间的条件自由空间的条件(tiojin)”就就可以了，这个区域称为最小菲涅耳区。最小菲涅耳区半径可以了，这个区域称为最小菲涅耳区。最小菲涅耳区半径为为点击此处结束点击此处结束(jish)放映放映dddF210577. 0第三十二页，共36页。物联网射频识别物联网射频识别(shbi)(shbi)（R

22、FIDRFID）技术与应用）技术与应用（4）电磁波的损耗）电磁波的损耗(snho)当电波在有耗媒质中传播时，如遇到潮湿木材、海当电波在有耗媒质中传播时，如遇到潮湿木材、海水产品、各种动物、金属时，媒质的电导率大于零，媒质水产品、各种动物、金属时，媒质的电导率大于零，媒质会损耗会损耗(snho)能量。在能量。在RFID环境中，若媒质的电导率越环境中，若媒质的电导率越大、大、RFID的工作频率越高，电波衰减就越大。的工作频率越高，电波衰减就越大。点击点击(din j)此处结束此处结束放映放映第三十三页，共36页。物联网物联网(lin wn)(lin wn)射频识别（射频识别（RFIDRFID）技术与应用）技术与应用2. 常用的常用的RFID系统系统微波微波RFID的频率主要包括的频率主要包括433MHz、800/900MHz、245GHz或或58GHz。其中，。其