射频识别课件：第一章 RFID技术概述

第一章RFID技术概述1.RFID技术的特点2.RFID系统的组成3.RFID系统的特征4.RFID技术现状与面临的问题第1章RFID技术概述1.1

RFID技术的特点RFID自动识别的优势及特点主要表现如下：1.快速扫描2.体积小型化、形状多样化3.抗污染能力和耐久性4.可重复使用5.穿透性和无屏障阅读 6.数据的记忆容量大7.安全性1.2RFID系统的组成典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4部分构成1.2.1硬件组件1.阅读器阅读器通常由射频接口、逻辑控制单元和天线3部分组成，其内部结构如图1-3所示。在射频接口中有两个分隔开的信号通道，分别用于来往于电子标签与阅读器两个方向的数据传输。传送往电子标签的数据通过发射器分支通道发射，而来自于电子标签的数据则通过接收器分支通道接收。天线是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号，或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发射能量，形成电磁场，通过电磁场对电子标签进行识别，所以可以说，阅读器上的天线所形成的电磁场范围就是阅读器的可读区域。2.电子标签电子标签的内部结构如图所示。电子标签（ElectronicTag）也称为智能标签（SmartLabel），是指由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。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；另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。电子标签是射频识别系统真正的数据载体1.2.2软件组件1.中间件中间件位于客户机、服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。RFID中间件扮演着电子标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件提供的一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID阅读器，读取电子标签数据。这样，即使存储电子标签信息的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代，或者RFID阅读器种类增加等情况发生时，应用端不需修改也能处理，解决了多对多连接的维护复杂性问题。RFID中间件主要包括以下4个功能阅读器协调控制数据过滤与处理数据路由与集成进程管理2.RFID应用系统软件RFID应用系统软件是针对不同行业的特定需求开发的应用软件，可以有效地控制阅读器对电子标签信息进行读写，并且对收集到的目标信息进行集中的统计与处理。RFID应用系统软件可以集成到现有的电子商务和电子政务平台中，与ERP、CRM以及SCM等系统结合以提高各行业的生产效率。1.3RFID系统特征1.3.1RFlD系统的基本模型射频标签与读写器之间通过天线架起空间电磁破的传输通道。射频标签与读写器之间的电磁耦合包含两种情况，即近距离的电感耦合与远距离的电磁耦合。在射频识别系统工作过程中，空间传输通道中发生的过程可归结为三种事件模型：数据交换是目的，时序是数据交换的实现形式，能量是时序得以实现的基础。射频识别系统的模型如图1-8所示。1．能量读写器向射频标签供给射频能量。对于无源射频标签来说，其工作所需的能量即由该射频能量中取得（一般由整流方法将射频能量转变为直流电源存在标签中的电容器里）；对于半无源射频标签来说，该射频能量能够唤醒标签转入工作状态。有源射频标签一般不利用读写器发出的射频能量，因而读写器能够以较小的发射能量取得较远的通信距离。2．时序对于双向系统（读写器向射频标签发送命令与数据，射频标签向读写器返回所存储的数据）来说，读写器一般处于主动状态，即读写器发出询问后，射频标签予以应答，称这种方式为阅读器先讲方式。另一种情况是射频标签先讲方式，即射频标签满足工作条件之后，首先发送信息，读写器根据射频标签发送的信息，进行记录或进一步发送询问信息，与射频标签构成一个完整地对话，来达到读写器对射频标签进行识别的目的。在读写器识别范围内存在多个标签时，对于具有多标签识别功能的射频系统，一般情况下，读写器处于主动状态，即采取读写器先讲方式。实现多标签的读取，现实应用中也有采用标签先讲方式的应用。多标签读写问题是射频识别技术及应用中面临的一个较为复杂的问题，目前已有多种方法可以有效地解决这种问题。3．数据传输射频识别系统所完成的功能可归结为数据获取的一种实现手段，因而国外也有将其归为自动数据获取技术范畴。射频识别系统中的数据交换包含两个方面的含义：从读写器向射频标签方向的数据传输和从射频标签向读写器方向的数据传输。读写器向射频标签方向的数据传输可以分为两种情况：有线写入方式和无线写入方式。具体采用何种写入方式需要结合应用系统的需求、代价、技术实现的难易程度等因素来决定。1.3.2RFlD系统的性能指标可读写RFID系统的性能有以下几个指标：

射频标签存储容量工作方式、数据传输速度读写距离多个标签识别能射频标签与天线间射频载波频率RFID系统的连通性数据载体、状态模式能量供应。1.3.3RFlD系统的分类根据RFID系统完成的功能不同，可以粗略地把RFID系统分成4种类型：EAS系统便携式数据采集系统物流控制系统定位系统。1.4.4RFID系统的基本区别特征射频识别系统包含有许多不同改型品种，由众多厂家生产。为了了解射频识别系统的全貌，有必要找出能把各种射频识别系统相互区别的特征，如图1-9所示。1.4RFID技术现状与面临的问题1.4.1RFID技术发展现状与趋势RFID技术是一项涉及信息、材料、装备及工艺等诸多学科、多技术交叉融台的技术群，涵盖无线电通信、电磁辐射、芯片设计、制造、封装、天线设计、数据变换、信息安全等技术。分别从如下几个方面介绍RFID技术发展的现状与趋势。（1）芯片设计与制造、（2）天线设计与制造、（3）标签封装技术与设备、（4）读写器设计与制造、（5）RFID中间件、（6）公共服务体系、（7）RFID测试、（8）标准制订1.