【工作笔记】RFID系统工作原理与920MHz读卡器天线设计

  1. RFID系统工作原理
    1. 简介
    2. RFID工作频段、工作方式、作用距离
    3. 射频识别系统与天线的分类
    4. ….待续

【工作笔记】工作笔记系列文章,将会记录在工作中学习或者遇到的各种知识点与问题,一方面增强记忆、方便回忆;另一方面作为参考。

RFID系统工作原理

简介

射频识别技术——Radio Frequency Identification,简称 RFID;是一种利用无线电识别物体的技术,可以做到品级标签识别能力(ILT:Item Level Tagging)。

一个较为典型的射频识别系统的基本结构的组成一般包括标签(Tag)、读写器(Reader)和应用系统(Application System)。
RFID 系统的工作流程是:阅读器通过天线发射调制信号,当标签进入到可识别区域时,标签通过天线接收能量并激活芯片,并将自身的编码信息(ID)通过标签天线反馈给阅读器。阅读器天线接收到标签天线发送回来的载波信号,对信号进行解调和解码后送到数据交互管理系统进行处理。

RFID工作频段、工作方式、作用距离

低频(LF):125 kHz-134 kHz;工作方式:电磁耦合;作用距离:低频读写器天线的读写范围一般为几厘米至几十厘米。

高频(HF):13.56 MHz;

超高频(UHF):国际标准为 860 MHz-960 MHz,在中国为902 MHz-928 MHz;

微波波段:2.4 GHz 和 5.8 GHz。

射频识别系统与天线的分类

对于采用被动式标签的射频识别系统而言,根据工作频段的不同具有两种工作模式。一种是感应耦合(Inductive Coupling)工作模式,这种模式也称为近场工作模式,它主要适用用于低频和高频RFID系统;另一种则是反向散射(Back scattering)工作模式,这种模式也称为远场工作模式,主要适用于超高频和微波RFID系统。

感应耦合模式主要是指读写器天线和标签天线都采用线圈形式。当读写器在阅读标签时,发出未经调制的信号,处于读写器天线近场的电子标签天线接收到该信号并激活标签芯片之后,由标签芯片根据内部存储的全球唯一的识别号(ID)控制标签天线中的电流大小。这个电流的大小进一步增强或者减小阅读器天线发出的磁场。这时,读写器的近场分量展现出被调制的特性,读写器内部电路检测到这个由于标签而产生的调制量并解调并得到标签信息。

反向散射工作模式中,读写器和电子标签之间采用电磁波来进行信息的传输。当读写器对标签进行阅读识别时,首先发出未经调制的电磁波,此时位于远场的电子标签天线接收到电磁波信号并在天线上产生感应电压,电子标签内部电路将这个感应电压进行整流并放大用于激活标签芯片。当标签芯片激活之后,用自身的全球唯一标识号对标签芯片阻抗进行变化,当电子标签芯片的阻抗和标签芯片之间的阻抗匹配较好时则基本不反射信号,而阻抗匹配不好时则将几乎全部反射信号,这样反射信号就出现了振幅的变化,这种情况类似于对反射信号进行幅度调制处理。读写器通过接收到经过调制的反射信号判断该电子标签的标识号并进行识别。这类天线主要包括微带天线、平面偶极子天线和环形天线。

….待续


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