第四章RFID系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

1、RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的構(gòu)成 及工作原理及工作原理湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院米志強(qiáng)米志強(qiáng)2015.1.182015.1.18國國家家級級十二五十二五規(guī)劃教規(guī)劃教材配套材配套資資源源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源案例導(dǎo)入，深入淺出案例導(dǎo)入，深入淺出 配套資料豐富，易學(xué)易懂配套資料豐富，易學(xué)易懂 能力指引，目標(biāo)明確能力指引，目標(biāo)明確 任務(wù)單驅(qū)動，步驟清晰任務(wù)單驅(qū)動，步驟清晰 教材開發(fā)的教材開發(fā)的“四導(dǎo)四導(dǎo)”風(fēng)格風(fēng)格國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理導(dǎo)教

2、導(dǎo)教國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4導(dǎo)學(xué)導(dǎo)學(xué)掌握RFID應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)架及組成；理解RFID技術(shù)的工作原理；了解常見電子標(biāo)簽的分類及應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源主要內(nèi)容主要內(nèi)容01010202RFID系統(tǒng)構(gòu)架RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗04030506RFID系統(tǒng)的基本原理RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入實訓(xùn)項目習(xí)題國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理導(dǎo)讀導(dǎo)讀RFIDRF

3、ID：數(shù)據(jù)的神經(jīng)末梢，：數(shù)據(jù)的神經(jīng)末梢，RFIDRFID系統(tǒng)在湖南長豐汽車公司的案例系統(tǒng)在湖南長豐汽車公司的案例案例分析與討論：（1）簡述湖南長豐汽車公司RFID系統(tǒng)的主要構(gòu)成及在生產(chǎn)中起到的作用？（2）簡述RFID系統(tǒng)的工作原理？國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架 RFID是一種系統(tǒng)，一種射頻識別系統(tǒng)。典型的RFID系統(tǒng)主要由閱閱讀器、電子標(biāo)簽、讀器、電子標(biāo)簽、RFIDRFID中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件4 4部分構(gòu)成，一般我們把中間件和應(yīng)用軟件統(tǒng)稱

4、為應(yīng)用系統(tǒng)。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理 在實際RFID解決方案中，不論是簡單的RFID系統(tǒng)還是復(fù)雜的RFID系統(tǒng)都包含一些基本組件。組件分為硬件組件和軟件組件。1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架 若從功能實現(xiàn)的角度觀察，可將RFID系統(tǒng)分成邊沿系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，如圖4-3示。這種觀點(diǎn)同現(xiàn)代信息技術(shù)觀點(diǎn)相吻合。邊沿系統(tǒng)主要是完成信息感知，屬于硬件組件部分；軟件系統(tǒng)完成信息的處理和應(yīng)用；通信設(shè)施負(fù)責(zé)整個RFID系統(tǒng)的信息傳遞。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第

5、四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架1、電子標(biāo)簽 電子標(biāo)簽（Electronic Tag）也稱也稱應(yīng)答器或智能標(biāo)簽（Smart Label），是一個微型的無線收發(fā)裝置，主要由內(nèi)置天線和芯片組成。 電壓調(diào)節(jié)器：把由標(biāo)簽閱讀器送來的射頻信號轉(zhuǎn)換為直流電源，并經(jīng)大電容儲存能量，再經(jīng)穩(wěn)壓電路以提供穩(wěn)定的電源；調(diào)制器：邏輯控制電路送出的數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制后加載到天線送給閱讀器；解調(diào)器：把載波去除以取出真正的調(diào)制信號；邏輯控制單元：用來譯碼閱讀器送來的信號，并依其要求回送數(shù)據(jù)給閱讀器；存儲單元：包括EEPROM與ROM，作為系統(tǒng)運(yùn)行及

6、存放識別數(shù)據(jù)的位置。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架2、讀寫器 讀寫器是一個捕捉和處理RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的設(shè)備，它可以是單獨(dú)的個體，也可以嵌入到其他系統(tǒng)之中。讀寫器也是構(gòu)成RFID系統(tǒng)的重要部件之一，由于它能夠?qū)?shù)據(jù)寫到RFID標(biāo)簽中，因此稱為讀寫器。 讀寫器的硬件部分通常由收發(fā)機(jī)、微處理器、存儲器、外部傳感器/執(zhí)行器，報警器的輸入/輸出接口、通信接口及電源等部件組成。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)

7、成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架3、控制器 控制器是讀寫器芯片有序工作的指揮中心，主要功能是：與應(yīng)用系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信；執(zhí)行從應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)來的動作指令；控制與標(biāo)簽的通信過程；基帶信號的編碼與解碼；執(zhí)行防碰撞算法；對讀寫器和標(biāo)簽之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密；進(jìn)行讀寫器與電子標(biāo)簽之間的身份認(rèn)證；對鍵盤、顯示設(shè)備等其他外部設(shè)備的控制。其中，最重要的是對讀寫器芯片的控制操作。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理 天線是一種以電磁波形式把前端射頻信號功率接收或輻射出去的設(shè)備

8、，是電路與空間的界面器件，用來實現(xiàn)導(dǎo)行波與自由空間波能量的轉(zhuǎn)化。在RFID系統(tǒng)中，天線分為電子標(biāo)簽天線和讀寫器天線兩大類，分別承擔(dān)接收能量和發(fā)射能量的作用。 RFID系統(tǒng)讀寫器天線的特點(diǎn)是：足夠小以至于能夠貼到需要的物品上；有全向或半球覆蓋的方向性；能夠給標(biāo)簽的芯片提供最大可能的信號；無論物品什么方向，天線的極化都能與讀卡機(jī)的詢問信號相匹配；具有魯棒性；價格便宜。 在選擇讀寫器天線時應(yīng)考慮的主要因素有：天線的類型；天線的阻抗；應(yīng)用到物品上的RF的性能；在有其他物品圍繞貼標(biāo)簽物品時RF的性能。 1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架4、讀寫器天線國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材

9、配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理1 RFID1 RFID系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)構(gòu)架5、通信設(shè)施 通信設(shè)施為不同的RFID系統(tǒng)管理提供安全通信連接，是RFID系統(tǒng)的重要組成部分。通信設(shè)施包括有線或無線網(wǎng)絡(luò)和讀寫器或控制器與計算機(jī)連接的串行通信接口。無線網(wǎng)絡(luò)可以是個域網(wǎng)（PAN）（如藍(lán)牙技術(shù)）、局域網(wǎng)（如802.11x、WiFi），也可以是廣域網(wǎng)（如GPRS、3G技術(shù)）或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)（如同步軌道衛(wèi)星L波段的RFID系統(tǒng)）。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2 RFID2

10、RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗1、RFID編碼 射頻識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與通信系統(tǒng)的基本模型相類似，滿足了通信功能的基本要求。讀寫器和電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)成了與基本通信模型相類似的結(jié)構(gòu)。讀寫器與電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)傳輸需要三個主要的功能塊，如圖4-8所示。按讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方向，是讀寫器（發(fā)送器）中的信號編碼（信號處理）和調(diào)制器（載波電路），傳輸介質(zhì)（信道），以及電子標(biāo)簽（接收器）中的解調(diào)器（載波回路）和信號譯碼（信號處理）。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2 RFID2 RF

11、ID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗2、RFID調(diào)制 脈沖調(diào)制是指將數(shù)據(jù)的NRZ碼變換為更高頻率的脈沖串，該脈沖串的脈沖波形參數(shù)受NRZ碼的值0和1調(diào)制。主要的調(diào)制方式為頻移鍵控FSK和相移鍵控PSK。（1）FSK調(diào)制 FSK是指對已調(diào)脈沖波形的頻率進(jìn)行控制，F(xiàn)SK調(diào)制方式用于頻率低于135kHz(射頻載波頻率為125kHz)的情況，圖4-12所示為FSK方式一例，數(shù)據(jù)傳輸速率為fc/40,fc為射頻載波頻率。FSK調(diào)制時對應(yīng)數(shù)據(jù)1的脈沖頻率f1=fc/5,對應(yīng)數(shù)據(jù)0的脈沖頻率f0=fc/8。 0 0 0 1 1 數(shù)據(jù)時鐘 數(shù)據(jù) NRZ 碼 FSK 脈沖 f0 f0 f1 f1 國家級

12、十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2 RFID2 RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗3、RFID數(shù)據(jù)校驗 在RFID系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾源嬖趦蓚€方面的問題：一是外界的各種干擾可能使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生錯誤；二是多個電子標(biāo)簽同時占用信道會使發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞。運(yùn)用數(shù)據(jù)檢驗（差錯檢測）和防碰撞算法可分別解決這兩個問題。通常，在設(shè)計數(shù)字通信系統(tǒng)時，首先應(yīng)從合理地選擇調(diào)制制度、解調(diào)方法及發(fā)送功率等方面考慮。若采取上述措施仍難以滿足要求，則需考慮采用下述差錯控制技術(shù)。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃

13、教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2 RFID2 RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗3、RFID數(shù)據(jù)校驗1、差錯按加性干擾引起的錯碼分布規(guī)律的不同，可將差錯分為以下三種類型。（l）隨機(jī)差錯：由隨機(jī)噪聲（如熱噪聲）造成的誤碼、錯碼的出現(xiàn)是隨機(jī)的；錯碼之間沒有相關(guān)性，是統(tǒng)計獨(dú)立的；錯碼的分布是零散的。（2）突發(fā)差錯：由脈沖噪聲（如閃電等）造成的誤碼、錯碼的出現(xiàn)是成串的；差錯分布比較密集，也就是說在一些短促的時間區(qū)間內(nèi)會出現(xiàn)大量錯碼；差錯之間有相關(guān)性。差錯的持續(xù)時間稱為突發(fā)長度。（3）混合差錯：既出現(xiàn)隨機(jī)差錯又出現(xiàn)突發(fā)出錯，而且哪一種都不

14、能忽略不計的差錯稱為混合差錯。出現(xiàn)上述三種差錯的信道分別稱為隨機(jī)信道、突發(fā)信道和混合信道。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2 RFID2 RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗3、RFID數(shù)據(jù)校驗2、差錯控制 為了降低誤碼率，提高數(shù)字通信的可靠性，往往要采用差錯控制技術(shù)來發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的錯碼或發(fā)現(xiàn)并糾正錯碼。差錯控制方式常用的有以下四種。（1）檢錯重發(fā)方式（Automation Repeat Request，ARQ）（2）前向糾錯方式（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）

15、（3）反饋校驗方式（4）混合糾錯方式（Hybrid Error Correction，HEC）國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 3、檢糾錯碼檢糾錯碼 RFID數(shù)據(jù)信息由信息碼元k與監(jiān)督碼元（也稱檢糾錯碼）r組成，如圖4-28所示。2 RFID2 RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗3、RFID數(shù)據(jù)校驗圖4-28 信息碼元與監(jiān)督碼元示意圖國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 4、檢、糾錯碼的分類檢、

16、糾錯碼的分類2 RFID2 RFID編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗編碼、調(diào)制與數(shù)據(jù)校驗3、RFID數(shù)據(jù)校驗1）分組碼碼組的檢糾錯碼元僅與本碼組的信息碼元有關(guān)，而與其他碼元組的信息碼元無關(guān)。這樣的碼組叫分組碼。2）卷積碼碼組的檢糾錯碼元不僅與本碼組的信息碼元相關(guān)，而且與本碼組相鄰的前m個時刻輸入的碼組的信息碼元之間也具有約束關(guān)系，這樣的碼組叫卷積碼，其性能優(yōu)于分組碼。3）交織碼交織碼是利用交織技術(shù)構(gòu)造出來的編碼。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理1、基本工作原理

17、RFID系統(tǒng)的基本工作原理是：由讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入有效工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而獲得能量被激活，使得電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去；讀寫器的接收天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的調(diào)制信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器發(fā)送到讀寫器信號處理模塊，經(jīng)解調(diào)和解碼后將有效信息送至后臺主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；主機(jī)系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算識別該標(biāo)簽的身份，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，最終發(fā)出指令信號控制讀寫器完成不同的讀/寫操作。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 RFID3 RFID系

18、統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理1、基本工作原理 電磁反向散射耦合方式一般適用于高頻、微頻工作的遠(yuǎn)距離射頻識別系統(tǒng)，其典型的工作頻率有433MHz、915MHz、2.45kHz、5.8GHz。其識別作用距離大于1m，典型的作用距離為46m。電感耦合系統(tǒng)與電磁耦合系統(tǒng)如圖4-32所示。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理2、電感耦合系統(tǒng)1、能量供應(yīng)發(fā)射磁場的一小部分磁力線穿過距離讀寫器天線線圈一定距離的電子標(biāo)簽天線線圈。通過感應(yīng)，在電子標(biāo)簽的天線線圈產(chǎn)生一個電容

19、，將其整流后作為微芯片的工作電源。將一個電容器Cr與讀寫器并聯(lián)，其中電容器與天線線圈的電感一起形成諧振頻率與讀寫器發(fā)射頻率相符的并聯(lián)振蕩回路，該回路的諧振使得讀寫器的天線線圈產(chǎn)生較大的電流，這種方法也用于產(chǎn)生供遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽工作所需要的能量。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理2、電感耦合系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)傳輸 電子標(biāo)簽與讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸采用負(fù)載調(diào)制時，其電感耦合是一種變壓器耦合，即作為初級線圈的讀寫器和作為次級線圈的電子標(biāo)簽之間的耦合。只要線圈之間的距離不超

20、過0.16，并且電子標(biāo)簽處于發(fā)送天線的近場范圍內(nèi)，則變壓器耦合就有效。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理3、電磁反向散射系統(tǒng)1、反向散射調(diào)制 雷達(dá)技術(shù)為RFID的反向散射耦合方式提供了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。當(dāng)電磁波遇到空間目標(biāo)時，其能量的一部分被目標(biāo)吸收，另一部分則以不同的強(qiáng)度散射到各個方向。在散射的能量中，一小部分反射回發(fā)射天線，并被天線接收（因此發(fā)射天線也是接收天線），對接收信號進(jìn)行放大和處理，即可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息。對RFID系統(tǒng)來說，可以采用電磁反向

21、散射耦合工作方式，利用電磁波反射完成從電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸。這種工作方式主要應(yīng)用在915MHz、2.45GHz或更高頻率的系統(tǒng)中。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2、RFID反向散射耦合方式3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理3、電磁反向散射系統(tǒng) RFID反向散射耦合方式的原理框圖如圖4-34所示，圖中的讀寫器、電子標(biāo)簽和天線構(gòu)成了一個收發(fā)通信系統(tǒng)。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2、R

22、FID反向散射耦合方式3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理3、電磁反向散射系統(tǒng)1）電子標(biāo)簽的能量供給無源電子標(biāo)簽的能量由讀寫器提供，讀寫器天線發(fā)射的功率P1經(jīng)自由空間衰減后到達(dá)電子標(biāo)簽。在UHF和SHF頻率范圍，有關(guān)電磁兼容的國際標(biāo)準(zhǔn)對讀寫器所能發(fā)射的最大功率有嚴(yán)格的限制，因此在有些應(yīng)用中，電子標(biāo)簽采用完全無源方式會有一定困難。為解決電子標(biāo)簽的供電問題，可在電子標(biāo)簽上安裝附加電池。為防止電池產(chǎn)生不必要的消耗，電子標(biāo)簽平時處于低功耗模式，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的作用范圍時，電子標(biāo)簽由獲得的射頻功率激活，進(jìn)入工作狀態(tài)。2）電子標(biāo)簽至讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸由讀寫器傳到電子標(biāo)簽的功率的一部分被

23、天線反射，反射功率P2經(jīng)自由空間后返回讀寫器，被讀寫器天線接收。接收信號經(jīng)收發(fā)耦合器電路傳輸?shù)阶x寫器的接收通道，被放大后經(jīng)處理電路獲得有用信息。電子標(biāo)簽天線的反射性能受連接到天線的負(fù)載變化的影響，因此，可采用相同的負(fù)載調(diào)制方法實現(xiàn)反射的調(diào)制。其表現(xiàn)為反射功率P2是振幅調(diào)制信號，它包含了存儲在電子標(biāo)簽中的識別數(shù)據(jù)信息。3）讀寫器至電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸讀寫器至電子標(biāo)簽的命令及數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)根據(jù)RFID的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼和調(diào)制，或者按所選用電子標(biāo)簽的要求進(jìn)行設(shè)計。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理3 RFID3

24、RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理3、電磁反向散射系統(tǒng)3、RFID反向散射耦合工作原理電磁反向散射系統(tǒng)的工作可分為以下兩個過程。（1）電子標(biāo)簽接受讀寫器發(fā)射的信號，其中包括已調(diào)制載波和未調(diào)制載波。當(dāng)電子標(biāo)簽接收的信號沒有被調(diào)制時，載波能量全部被轉(zhuǎn)換成直流電壓，這個直流電壓供給電子標(biāo)簽內(nèi)芯片能量；當(dāng)載波攜帶數(shù)據(jù)或者命令時，電子標(biāo)簽通過接收電磁波作為自己的能量來源，并對接收信號進(jìn)行處理，從而接收讀寫器的指令或數(shù)據(jù)。（2）電子標(biāo)簽向讀寫器返回信號時，讀寫器只向標(biāo)簽發(fā)送未調(diào)制載波，載波能量一部分被電子標(biāo)簽轉(zhuǎn)化成直流電壓，供給電子標(biāo)簽工作；另一部分被標(biāo)簽通過改變射頻前端電路的阻抗調(diào)制并反射載波來向讀寫

25、器傳送信息。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理電磁反向散射系統(tǒng)（如圖4-35所示）電子標(biāo)簽的等效電路如圖4-36所示，其中，Vs代表天線接收信號，Za表示天線阻抗，Z1表示芯片的輸入阻抗，式（4-13）、式（4-14）給出了Za和Z1的表達(dá)式，即 Za=Ra+jXa（4-13） Z1=R1+jX1（4-14）3 RFID3 RFID系統(tǒng)的基本原理系統(tǒng)的基本原理3、電磁反向散射系統(tǒng)3、RFID反向散射耦合工作原理國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)

26、成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入 RFID系統(tǒng)中的所有標(biāo)識對象都有一個的ID代碼，以射頻耦合方式 將標(biāo)識對象的ID標(biāo)記于RFID標(biāo)簽之中，稱為RFID的數(shù)據(jù)寫入，或稱為數(shù)據(jù)加載，最初的RFID標(biāo)簽用戶端數(shù)據(jù)寫入也稱為初始化，RFID標(biāo)簽就是加載的操作對象。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入1、RFID標(biāo)簽基本術(shù)語（1）擦寫擦寫就是清除標(biāo)簽中原來儲存的數(shù)據(jù)，寫入新的數(shù)據(jù)。擦寫的操作對象一定是已經(jīng)寫入了數(shù)據(jù)的標(biāo)簽

27、，但RFID標(biāo)簽UID部分是與標(biāo)識對象無關(guān)的標(biāo)簽自身數(shù)據(jù)，是不可以擦寫的。（2）單純寫入單純寫入就是只向標(biāo)簽里存儲數(shù)據(jù)。單純寫入是相對擦寫而言的，其操作可以是已經(jīng)寫入了數(shù)據(jù)的標(biāo)簽的再寫入，也可以是空白標(biāo)簽的首次寫入，首次寫入也稱為初始化。（3）智能標(biāo)簽打印機(jī)用于RFID智能標(biāo)簽寫入和打印的專用設(shè)備，有的文獻(xiàn)也稱為標(biāo)簽打印機(jī)/編碼器，我們統(tǒng)稱為智能標(biāo)簽打印機(jī)。（4）貼標(biāo)機(jī)用于RFID智能標(biāo)簽寫入和打印專用設(shè)備，我們也稱為貼標(biāo)機(jī)。（5）標(biāo)簽機(jī)用于智能標(biāo)簽寫入，打印和貼標(biāo)一體化的專用設(shè)備，實際上就是智能標(biāo)簽打印機(jī)和貼標(biāo)機(jī)兩機(jī)集成，我們統(tǒng)稱為“標(biāo)簽機(jī)”。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材

28、配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入2、RFID數(shù)據(jù)寫入模式在RFID標(biāo)簽中需要寫入的數(shù)據(jù)通常有如表所示的三種情況。寫入數(shù)據(jù)釋義選擇寫入人備注UID代碼標(biāo)簽身份代碼必選標(biāo)簽制造商出廠固化，不可擦寫ID代碼標(biāo)簽對象身份代碼必選用戶可以根據(jù)用戶需要設(shè)置寫入附加信息標(biāo)簽對象身份代碼以外的數(shù)據(jù)可選用戶可以根據(jù)用戶需要設(shè)置擦寫國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入2、RFID數(shù)據(jù)寫

29、入模式1、Date-on-Network和Date-on-Tag 數(shù)據(jù)的寫入與應(yīng)用有Date-on-Network和Date-onTag兩種模式。 通常，實施RFID系統(tǒng)的用戶都具備相當(dāng)?shù)男畔⒒A(chǔ)，在越來越強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持下，所有的信息都存儲在容量巨大且性能優(yōu)越的數(shù)據(jù)庫中，而標(biāo)簽中只存放標(biāo)識對象的ID代碼這就是Date-on-Network模式。在Date-on-Network模式下，只要有了ID代碼，通過RFID中間件存儲相關(guān)數(shù)據(jù)簡直是小菜一碟；而且數(shù)據(jù)采集界面的數(shù)據(jù)流量變小，則識別速度與可靠性將會呈幾何級數(shù)提高，反之亦然，這也是我們提倡僅寫入ID的重要原因。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國

30、家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理2、UID碼UID碼是RFID標(biāo)簽的產(chǎn)品型號及序列號等標(biāo)簽自身屬性數(shù)據(jù)，是標(biāo)簽身份代碼。在標(biāo)簽出廠檢驗時，由標(biāo)簽制造商寫入。UID碼與標(biāo)識對象無關(guān)，UID碼不需要用戶參與寫入，但由于其代碼是唯一的，用戶可將其應(yīng)用于系統(tǒng)的防偽和防盜碼功能。3、ID碼ID代碼標(biāo)識對象身份代碼。在RFID系統(tǒng)中，標(biāo)識對象的ID碼是必須寫入的基本數(shù)據(jù)，ID代碼按第4章的有關(guān)編碼規(guī)則編制。4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入2、RFID數(shù)據(jù)寫入模式國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四

31、章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入3、RFID數(shù)據(jù)寫入模式 在哪個環(huán)節(jié)給RFID標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)？從有效利用RFID數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，數(shù)據(jù)的寫入應(yīng)該是越早越好。一般來說，在標(biāo)簽前寫入數(shù)據(jù)的情況居多，但具體確定哪個環(huán)節(jié)，還要針對用戶的業(yè)務(wù)流程及RFID系統(tǒng)應(yīng)用集成度的實際情況決定。1、在初始化時一次性寫入如果確定采用內(nèi)置式標(biāo)簽，那么可以委托標(biāo)簽制造商一次性寫入標(biāo)識對象的相關(guān)數(shù)據(jù)，這樣可以降低標(biāo)簽操作成本。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理

32、4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入3、RFID數(shù)據(jù)寫入模式2、在業(yè)務(wù)流程多個不同的環(huán)節(jié)多次寫入在實際使用中，你也許需要在業(yè)務(wù)流程多個不同的環(huán)節(jié)多次寫入，已較為復(fù)雜的制造業(yè)應(yīng)用為例，當(dāng)根據(jù)確定RFID系統(tǒng)應(yīng)用集成度之后，實際上已經(jīng)基本確定了標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入的具體環(huán)節(jié)。應(yīng)用集成度1單純“貼一運(yùn)”：委托他人寫入或在發(fā)貨前寫入數(shù)據(jù)并標(biāo)簽。應(yīng)用集成度2“貼一檢一運(yùn)”：三結(jié)合：在出貨前寫入數(shù)據(jù)并標(biāo)簽。應(yīng)用集成度3WMS貼標(biāo)：在檢貨后寫入數(shù)據(jù)并標(biāo)簽。應(yīng)用集成度4自動貼標(biāo)在產(chǎn)品制造下線時自動寫入或離線批次寫入或入庫前寫入。應(yīng)用集成度5集成貼標(biāo)：在生產(chǎn)計劃下達(dá)時從物料開始全面寫入。國家級十二五規(guī)劃教材

33、配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入4、怎樣寫入 如果選擇了如以上所述的供應(yīng)鏈RFID的應(yīng)用，則大多數(shù)都選用智能標(biāo)簽，一次性大批量寫入數(shù)據(jù)，打印標(biāo)簽，然后再貼到標(biāo)識對象上。 在“標(biāo)物分離”的初始狀態(tài)，從供應(yīng)商那里買來的空白智能標(biāo)簽，一般是卷成一盤一盤的成卷存放，因此也被稱為卷標(biāo)，在這樣的空白標(biāo)簽上寫入數(shù)據(jù)，一般都選用智能標(biāo)簽打印機(jī)。如果標(biāo)簽已經(jīng)貼在標(biāo)簽對象之上， RFID嵌體直接嵌入標(biāo)識對象或其商品標(biāo)簽中，在這種“簽物不分離”狀態(tài)下，標(biāo)簽是跟標(biāo)識對象在一起，此時就只能采用讀寫器寫入數(shù)據(jù)，這種情況一般是應(yīng)用過程中的實時數(shù)據(jù)寫入，那么讀寫器應(yīng)用配置在相應(yīng)的流程控制點(diǎn)或數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理4 RFID4 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入5、智能標(biāo)簽打印機(jī) 智能標(biāo)簽打印機(jī)是集數(shù)據(jù)的讀出、寫入和打印功能為一體的RFID標(biāo)簽專用設(shè)備。智能標(biāo)簽打印機(jī)也可以說是一臺帶有近場RFID讀寫器的條碼打印機(jī)，其工作流程控制如圖4-37所示。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第四章第四章 RFIDRFID系統(tǒng)