RFID系统工作原理资料课件.ppt

RFID系统工作原理1.RFID系统组成典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、中间件和应用系统软件组成。1.1硬件组成（1）射频接口
射频接口模块主要任务和功能：
①产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量。
②对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签。
③接收并调制来自电子标签的射频信号。
注意，在射频接口中有两个分隔开的信号通道，分别来往于电子标签和阅读器两个方向的数据传输。

（2）逻辑控制单元
逻辑控制单元也称读写模块，主要任务和功能：
①与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送来的指令。
②控制阅读器与电子标签的通信过程。
③信号的编码与解码。
④对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密。
⑤执行防碰撞算法。
⑥对阅读器和标签的身份进行验证。

天线
天线是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号，或者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来发射能量，来形成电磁场，通过电磁场对电子标签进行识别。因此，阅读器天线所形成的电磁场范围即为阅读器的可读区域。

2电子标签
电子标签(ElectronicTag)也称为智能标签(SmartTag)，是由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。电子标签是RFID系统中真正的数据载体。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，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。电子标签内部各模块的功能：
（1）天线：用来接收由阅读器送来的信号，并把要求的数据传送回给阅读器。
（2）电压调节器：把由阅读器送来的射频信号转换为直流电源，并经大电容存储能量，再通过稳压电路以提供稳定的电源。
（3）调制器：逻辑控制电路送出的数据经调制电路调制后加载到天线返给阅读器。
（4）解调器：去除载波，取出调制信号。
（5）逻辑控制单元：译码阅读器送来的信号，并依据要求返回数据给阅读器。
（6）存储单元：包括ERPROM和ROM，作为系统运行及存放识别数据。1.2软件组成中间件的主要任务和功能：
（1）阅读器协调控制
终端用户可以通过RFID中间件接口直接配置、监控以及发送指令给阅读器。一些RFID中间件开发商还提供了支持阅读器即插即用的功能，使终端用户新添加不同类型的阅读器时不需要增加额外的程序代码。
（2）数据过滤与处理
当标签信息传输发生错误或有冗余数据产生时，RFID中间件可以通过一定的算法纠正错误并过滤掉冗余数据。RFID中间件可以避免不同的阅读器读取同一电子标签的碰撞，确保了阅读准确性。
（3）数据路由与集成
RFID中间件能够决定采集到的数据传递给哪一个应用。RFID中间件可以与企业现有的企业资源计划（ERP）、客户关系管理（CRM）、仓储管理系统（WMS）等软件集成在一起，为它们提供数据的路由和集成，同时中间件可以保存数据，分批的给各个应用提交数据。
（4）进程管理
RFID中间件根据客户定制的任务负责数据的监控与事件的触发。如在仓储管理中，设置中间件来监控货品库存的数量，当库存低于设置的标准时，RFID中间件会触发事件，通知相应的应用软件。2各种RFID系统原理从电子标签到阅读器之间的通信及能量感应方式来看，系统一般可以分为两类：电感耦合（InductiveCoupling）系统和电磁反向散射耦合（BackscatterCoupling）系统。

电感耦合通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。该方式一般适合于中、低频工作的近距离RFID系统，典型工作频率：125kHz，225kHz，和13.56MHz。识别作用距离一般小于1m，典型作用距离为0~20cm。

电磁反向散射耦合基于雷达模型，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。该方式一般适用于高频、微波工作的远距离RFID系统，典型的工作频率：433MHz，915MHz，2.45GHz和5.8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为4~6m。2.1电感耦合RFID系统电感耦合工作方式对应于ISO/IEC14443协议。电感耦合电子标签由一个电子数据作为载体，通常由单个微芯片及天线（大面积线圈）等组成。在标签中的·微芯片工作所需的全部能量由阅读器发送的感应电磁能提供。高频的强电磁场由阅读器的天线线圈产生，并穿越线圈横截面和周围空间，以使附近的电子标签产生电磁感应。电容器Cr与阅读器的天线线圈并联，电容器与天线线圈的电感一起，形成谐振频率与阅读器发射频率相符的并联震荡回路，该回路的谐振使得阅读器的天线线圈产生较大的电流。
电子标签的天线线圈和电容器C1构成震荡回路，调谐到阅读器的发射频率。通过该回路