第2章RFID基本原理.

1、第2章 RFID基本原理本章内容nRFID系统的区别特征nRFID基本作用原理RFID区别特征n基本区别特征n标签构造形式n频率、作用距离和耦合n标签中的信息处理n射频系统的选择准则基本区别特征n全双工与半双工阅读器持续发送信号标签信号需与阅读器区分n副载波，谐波等n时序系统阅读器电/磁场周期断开能量供应中断基本区别特征n1位应答器（Tag）成本低多应用于百货商店去活化n可写入式存储方式EEPROMn电感耦合系统n写入功耗大n擦写次数100, 000SRAMn微波系统n速度快n需要辅助电池n运行（数据访问授权）状态机（ASIC）微处理器 + 程序基本区别特征n供电方式无源有源（微波系统）n工作

2、频率（阅读器发送频率）30kHz 300kHz3MHz 30MHz300MHz 3GHz或5.8GHzn作用距离紧密耦合（0 1cm）n复杂标签nISO 10536遥控耦合（0 1m）远距离系统（1m）标签构造形式n塑料外壳n玻璃外壳（抗腐蚀）n钥匙和钥匙扣nID-1非接触试智能卡n智能标签n手表式n片上线圈（coil-on-chip）n嵌入螺栓（DIN/ISO69873）频率、作用距离和耦合n紧密耦合（1m, long-range）868MHz（EU）,915（US），2.5GHz，5.8GHz物理耦合：电磁场（反向散射）无电池 3m，有电池15m电池一般用于芯片和数据，不用于数据传输应答器

3、中的信息处理n1位应答器、只读应答器放入阅读器高频场中便发送数据单向数据流一次只允许一个应答器功耗低、距离大物流、集装箱（ISO 18000）动物识别（ISO11785）nEEPROM、SRAM（状态机）可响应阅读器指令支持防冲突密码鉴别数据流加密n微处理器+OS更加复杂的鉴别验证与加密电子金融、公交检票射频系统的选择准则n工作频率水或非导体，100kHz吸水率比1GHz低100000倍低频穿透力强，如在牛的第1个胃中放135kHzn作用距离公交车（510cm）装配线（定向微波优于电感耦合）n可靠性密钥和权限鉴别n存储器容量基本作用原理n1位应答器n全双工和半双工n时序法1位应答器n构成阅读器

4、标签去活器n性能识别率/检测率德国工程师协会VDI4470“商品安全系统安检门系统的用户验收规范”1位应答器：射频nLC震荡电路固定震荡频率fR制造n电感+电容n刻蚀线圈n扫频检测法n金属材料影响（如罐头）检测率70%n谐振频率与误报警如电缆n去活方法强磁场感应电压击穿电容1位应答器：微波n非线性原件谐波检测偶极子调整到基波频率n2.45GHz（总长6cm）n5.6GHz应答器产生回射基波谐波n 2倍或3倍（依二极管）n区别干扰信号对激波进行调幅或调频消除误报n可撕下标签1位应答器：分频器n与射频类似标签包含分频器检测分频后低频n区别干扰信号对激波进行调幅或调频消除误报n可撕下标签1位应答器：

5、电磁法n低频强磁场10Hz20kHzn安全标签合金磁条非线性磁滞线变化磁通量过零突变产生基波谐波n低频适合含金属商品n使磁条磁饱和n可反复激活和去活n如图书、零售业全双工、半双工和时序法n半双工阅读器到应答器与应答器到阅读器交替进行谐波法n负载调制n副载波负载调制n全双工标签到阅读器n分频（分谐波）n独立频率（非谐波）全双工和半双工：电感耦合n组成：芯片+大面积线圈天线n供电（变压器耦合）阅读器产生电磁场波长 阅读器与标签距离n135kHz: 2400mn13.56MHz: 22.1m阅读器端构成谐振回路n磁场强度最大标签构成谐振回路n线圈电压最大全双工和半双工：电感耦合n供电功率传输因素nf

6、，线圈匝数，线圈面积，相对角度，距离135kHz 1001000匝13.56MHz 310匝n数据传输负载调制n标签负载电阻变化影响阅读器的变化阻抗n通过标签负载电阻通断副载波负载调制n解决干扰问题n13.56MHz，100V 10mV 80dBn以数据流节拍调制到边带n经带通滤波后解调分谐波法（Fa/2, Fa/3）全双工和半双工：电磁反向散射耦合n特征远大于1m868MHz, 915MHz, 2.4GHz, 5.8GHzn供电通过自由空间衰减模型估计标签接收处功率相同距离频率越高衰减越大通过电池为标签芯片供电（不用于传数据）从而使更多接收到的能量用于传输数据全双工和半双工：电磁反向散射耦合n数据传输雷达原理：电磁波可被外形尺寸大于波长一半的物体反射对入射波前产生谐振的物体，反射效率高通过控制RL负载电阻通断实现调制定向耦合器抑制发射器正向信号全双工和半双工：紧密耦合n供电距离从0.1cm到1cm插入阅读器或放在有标记的表面功率效率高适合高能耗芯片n数据传输磁耦合式传输：副载波调制（ISO10536）电容耦合式传输全双工和半双工：电耦合n供电强高频电场，谐振n数据传输负载调制全双工和半双工：电耦合时序法：电感耦合n供电适合在135kHz以下电容充电n低功耗模式n脉冲检测器标签响应阅读器n读出数据电容放电n数据传输负载调制时序法：电感耦合时序法：