第2章 RFID基本原理

第2章RFID基本原理本章内容RFID系统的区别特征RFID基本作用原理RFID区别特征基本区别特征标签构造形式频率、作用距离和耦合标签中的信息处理射频系统的选择准则基本区别特征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副载波，谐波等时序系统阅读器电/磁场周期断开能量供应中断基本区别特征1位应答器（Tag）成本低多应用于百货商店去活化可写入式存储方式EEPROM电感耦合系统写入功耗大擦写次数100,000SRAM微波系统速度快需要辅助电池运行（数据访问授权）状态机（ASIC）微处理器+程序基本区别特征供电方式无源有源（微波系统）工作频率（阅读器发送频率）30kHz~300kHz3MHz~30MHz300MHz~3GHz或5.8GHz作用距离紧密耦合（0~1cm）复杂标签ISO10536遥控耦合（0~1m）远距离系统（>1m）标签构造形式塑料外壳玻璃外壳（抗腐蚀）钥匙和钥匙扣ID-1非接触试智能卡智能标签手表式片上线圈（coil-on-chip）嵌入螺栓（DIN/ISO69873）频率、作用距离和耦合紧密耦合（<1cm,

close）插入阅读器，放在指定位置0~30MHz物理耦合：电子式、磁场式能量大（微处理器供电）、安全性高电子门锁、非接触式计数IC卡应答器ID-1（ISO10536）遥控耦合（0~1m,remote）135kHz,13.56MHz以下，少数27.125MHz物理耦合：大部为感应式耦合（90%），也有电子式动物识别、工业自动化ISO14443，ISO15693远距离系统（>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中的信息处理1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（ISO18000）动物识别（ISO11785）EEPROM、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135kHz作用距离公交车（5~10cm）装配线（定向微波优于电感耦合）可靠性密钥和权限鉴别存储器容量基本作用原理1位应答器全双工和半双工时序法1位应答器构成阅读器标签去活器性能识别率/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LC震荡电路固定震荡频率fR制造电感+电容刻蚀线圈扫频检测法金属材料影响（如罐头）检测率70%谐振频率与误报警如电缆去活方法强磁场感应电压击穿电容1位应答器：微波非线性原件谐波检测偶极子调整到基波频率2.45GHz（总长6cm）5.6GHz应答器产生回射基波谐波2倍或3倍（依二极管）区别干扰信号对激波进行调幅或调频消除误报可撕下标签1位应答器：分频器与射频类似标签包含分频器检测分频后低频区别干扰信号对激波进行调幅或调频消除误报可撕下标签1位应答器：电磁法低频强磁场10Hz~20kHz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低频适合含金属商品使磁条磁饱和可反复激活和去活如图书、零售业全双工、半双工和时序法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负载调制副载波负载调制全双工标签到阅读器分频（分谐波）独立频率（非谐波）全双工和半双工：电感耦合组成：芯片+大面积线圈天线供电（变压器耦合）阅读器产生电磁场波长>>阅读器与标签距离135kHz:2400m13.56MHz:22.1m阅读器端构成谐振回路磁场强度最大标签构成谐振回路线圈电压最大全双工和半双工：电感耦合供电功率传输因素f，线圈匝数，线圈面积，相对角度，距离135kHz100~1000匝13.56MHz3~10匝数据传输负载调制标签负载电阻变化影响