第四章-RFID系统的工作原理课件.pptVIP

射频识别技术

RFIDTechnology;4.1RFID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。;4.1.1硬件组件

1.阅读器

阅读器（Reader）又称读写器。阅读器主要负责与电子标签的双向通信，同时接收来自主机系统的控制指令。阅读器的频率决定了RFID系统工作的频段，其功率决定了射频识别的有效距离。阅读器根据使用的结构和技术的不同可以是读或读/写装置，它是RFID系统信息控制和处理中心。

阅读器通常由射频接口、逻辑控制单元和天线三部分组成。

;（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??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。;4.1.2软件组件

1中间件

中间件是一种独立的系统软件或服务程序。分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机、服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通信。;4.2各种RFID系统原理

基本工作原理：由阅读器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量、电子标签被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去；阅读器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天线调节器传送到阅读器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送至后台主机系统进行相关的处理；主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份，针对不同的设定作出相应的处理和控制，最终发出指令信号控制阅读器完成相应的读写操作。;4.2.1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。

1.能量供应

阅读器天线线圈激发磁场，其中一小部分磁力线穿过电子标签天线线圈，通过感应，在电子标签的天线线圈上产生电压U，将其整流后作为微芯片的工作电源。

;2数据传输

对于电子标签和阅读器天线之间的作用距离不超过，并电子标签处于近场范围内，电子标签与阅读器的数据传输为负载调制（电感耦合、变压器耦合）。

如果把谐振的电子标签放入阅读器天线的交变磁场，那么电子标签就可以从磁场获得能量。采用从供应阅读器天线的电流在阅读器内阻