rfid實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、RFID實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)無錫無線龍科技無錫無線龍科技20222022年年4 4月月提綱rfid技術(shù)介紹（標(biāo)簽、讀卡器、天線）實(shí)驗(yàn)箱硬件介紹實(shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)什么是RFID？RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。 RFID - 射頻識(shí)別RFID基本組成部分 RFID系統(tǒng)有三個(gè)主要的組成組件，分別是：標(biāo)簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具

2、有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對象； 讀寫器(Reader)：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)RFID ISO標(biāo)準(zhǔn)EPC GEN2標(biāo)準(zhǔn) 2004年12月16日，非盈利性標(biāo)準(zhǔn)化組織EPCglobal批準(zhǔn)了向EPCglobal成員和簽訂了EPCglobal IP協(xié)議的單位免收專利費(fèi)的空中接口新標(biāo)準(zhǔn)EPC Gen2，這一標(biāo)準(zhǔn)是無線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)品電子代碼（EPC）組成的EPCglobal網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。 EPC Gen 2的獲批對于RFID技術(shù)的應(yīng)用和推廣具有非常重要的意義，它為在供應(yīng)鏈應(yīng)用中

3、使用的UHF RFID提供了全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，給物流行業(yè)帶來了革命性的變革，推動(dòng)了供應(yīng)鏈管理和物流管理向智能化方向發(fā)展。標(biāo)簽分類 根據(jù)供電方式分類：有源RFID標(biāo)簽，無源RFID標(biāo)簽，半有源半無源RFID標(biāo)簽。 根據(jù)工作方式分類：主動(dòng)標(biāo)簽(Active tags)和被動(dòng)標(biāo)簽(Passive tags)。 根據(jù)工作頻率分類：1) 低頻LF（30kHz-300kHz），2) 中高頻HF（3MHz-30MHz），3) 超高頻UHF（300MHz-5.8GHz） 標(biāo)簽的三種形式Class0 只讀只能讀取不能作任何寫入，這是最基本類型的電子標(biāo)簽，在出產(chǎn)時(shí)就將EPC（Electronic Product C

4、ode）寫入芯片，并且無法對EPC做更改。Class1 只可寫入一次這是可寫入一次的電子卷標(biāo)，這一種卷標(biāo)在出產(chǎn)時(shí)不會(huì)寫入資料，購買的廠商可以利用編碼器加入信息。像Wal-Mart要求其供貨商使用的就是這種的電子標(biāo)簽。Class2 可擦寫這是可重復(fù)讀寫的電子卷標(biāo)，適合用來儲(chǔ)存貨品編碼外的很多數(shù)據(jù)，例如有效日期、產(chǎn)地或其他參考編號(hào)等。由于所寫入的數(shù)據(jù)會(huì)較多，所以卷標(biāo)內(nèi)存容量也較大。RFID芯片卡構(gòu)造示例RFID芯片卡構(gòu)造示例RFID的工作原理 RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，

5、無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 以被動(dòng)式的Tag為例，未進(jìn)入讀寫器的感應(yīng)范圍時(shí)，Tag是完全靜止的，只有當(dāng)Tag進(jìn)入感應(yīng)范圍時(shí)才會(huì)轉(zhuǎn)為啟動(dòng)的狀態(tài)。傳感器不只供給Tag電力，像時(shí)間參數(shù)及標(biāo)簽內(nèi)容等數(shù)據(jù)也是透過讀寫器來傳送。讀寫器除了具備無線電模塊、控制芯片、及感應(yīng)裝置外，通常還會(huì)有RS231、RS485等的接口，讓接收的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)端。以 RFID 卡片讀卡器及電子標(biāo)簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成，電感耦合(Inductive Coupling)

6、及反向散射耦合(Backscatter Coupling)兩種， 一般低頻的 RFID 大都用第一種式，而較高頻大多采用第二種方式。 高頻電子標(biāo)簽原理 電子標(biāo)簽與閱讀器（讀卡器）之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。 發(fā)生在閱讀器（讀卡器）和高頻電子標(biāo)簽RFID之間的射頻信號(hào)的耦合主要采用電感耦合。這是依據(jù)變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律。 電感耦合的原理是：在兩電感線圈在同一介質(zhì)中，相互的電磁場通過該介質(zhì)傳導(dǎo)到對方，形成耦合。15高頻電子標(biāo)簽原理 最常見的電感耦合，即將一個(gè)波動(dòng)的電流或電壓在一個(gè)

7、線圈（稱為初級(jí)線圈）內(nèi)產(chǎn)上磁場，在同一個(gè)磁場中的另外一組或幾組線圈（稱為次級(jí)線圈）上就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)比例的磁場（與初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)有關(guān)）。變壓器是就是電感線圈耦合的經(jīng)典杰作。 電感耦合方式一般適合于高、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：125kHz、225kHz和13.56MHz。識(shí)別作用距離小于1m，典型作用距離為1020CM。 16閱讀器高頻RFID讀寫器原理18高頻RFID讀寫器原理19高頻RFID演示20高頻RFID演示21超高頻RFID工作原理 UHF RFID閱讀器及電子標(biāo)簽之間的通訊及是采用電磁反向散射耦合方式完成。電磁反向散射耦合方式很像雷達(dá)工作的原理，如下圖

8、所示。24超高頻RFID工作原理 閱讀器通過天線，發(fā)射信號(hào)到標(biāo)簽（TAG），可以采用ASK調(diào)制，脈沖間隔編碼（Pulse Interval Encoding），通訊速率26.7到128 KBIT/S。25超高頻RFID工作原理 閱讀器就像手電筒，標(biāo)簽就像一個(gè)鏡子，標(biāo)簽發(fā)射最大，就是邏輯“1”。標(biāo)簽反射最小，就是邏輯“0”。 在高頻范圍的標(biāo)簽收到閱讀器發(fā)出的高頻載波信號(hào)。標(biāo)簽天線接收到特定的電磁波，線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在經(jīng)過整流電路時(shí)，激活電路上的微型開關(guān)，給標(biāo)簽供電。UHF標(biāo)簽電路采用ASK和PSK的調(diào)制方式，將編碼信息發(fā)送給閱讀器，實(shí)現(xiàn)了閱讀器和標(biāo)簽之間的雙向通訊。26UHF電子標(biāo)簽結(jié)構(gòu)原

9、理UHF EPC Gen2電子標(biāo)簽具有數(shù)據(jù)存貯量大、數(shù)據(jù)傳輸速率快、工作頻率寬、多標(biāo)簽識(shí)讀特征等參數(shù)特征之外，還具有4個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)器分區(qū)，分別是：保留存儲(chǔ)器，EPC存儲(chǔ)器，TID存儲(chǔ)器和用戶定義存儲(chǔ)器。27UHF電子標(biāo)簽結(jié)構(gòu)原理28EPC存儲(chǔ)器包括了CRC校驗(yàn)碼，協(xié)議規(guī)范控制，EPC全球編碼等重要信息。TID存儲(chǔ)器包括了 ISO15693 分類信息，標(biāo)簽方式定義，制造廠家信息，例如串行號(hào)碼等。保留存儲(chǔ)器包括了密碼，銷毀標(biāo)簽密碼等信息。UHF讀寫器設(shè)計(jì)29高頻RFID演示30UHF射頻識(shí)別系統(tǒng)演示31UHF射頻識(shí)別系統(tǒng)演示32UHF射頻識(shí)別系統(tǒng)演示33有源標(biāo)簽隨著技術(shù)發(fā)展，目前有源RFID標(biāo)簽逐步采用無線單片機(jī)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有持久性，信息傳播穿透性強(qiáng)，存儲(chǔ)信息容量大、種類多等特點(diǎn)。有源電子標(biāo)簽最重要特點(diǎn)是電子標(biāo)簽工作的能量由電池提供，而不是像無源電子標(biāo)簽系統(tǒng)感應(yīng)讀寫器的能量。 34有源標(biāo)簽讀卡器