RFID智能管理系統(tǒng)工作原理
完整的RFID智能管理系統(tǒng)需要具備有兩種關(guān)鍵能力,首先是自動(dòng)識(shí)別、數(shù)據(jù)讀寫能力;然后是能滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理能力。對(duì)于RFID設(shè)備測(cè)試來說,我們關(guān)注的主要是組成RFID系統(tǒng)的三個(gè)基本部件:
1. 電子標(biāo)簽(射頻卡): 一般由芯片以及耦合元器件組成,芯片上有EEPROM用來儲(chǔ)存識(shí)別碼或其它數(shù)據(jù),標(biāo)簽內(nèi)含有內(nèi)置天線,主要功能是完成與讀寫器的通信。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識(shí)別技術(shù)相比,射頻卡具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、適于惡劣環(huán)境、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。 按照能量供給方式的不同,RFID標(biāo)簽可以分為被動(dòng)標(biāo)簽,半主動(dòng)標(biāo)簽和主動(dòng)標(biāo)簽,其中半主動(dòng)標(biāo)簽和主動(dòng)標(biāo)簽中芯片的能量由電子標(biāo)簽所附的電池提供,主動(dòng)標(biāo)簽可以主動(dòng)發(fā)出射頻信號(hào)。按照工作頻率的不同,RFID標(biāo)簽可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。不同頻段的RFID工作原理不同,LF和HF頻段的RFID電子標(biāo)簽一般采用電磁耦合原理,而UHF及微波頻段的RFID一般采用電磁發(fā)射原理。
2. 讀/寫器: 讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備,RFID讀寫器的任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號(hào),并接收標(biāo)簽的應(yīng)答,對(duì)標(biāo)簽的對(duì)象標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行解碼,將對(duì)象標(biāo)識(shí)信息連帶標(biāo)簽上其它相關(guān)信息傳輸?shù)街鳈C(jī)以供處理。 在多數(shù)RFID系統(tǒng)中,讀寫器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路,其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同。當(dāng)射頻卡經(jīng)過這個(gè)區(qū)域時(shí),在電磁波的激勵(lì)下,LC諧振電路產(chǎn)生共振,從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個(gè)電容的另一端,接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?,將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存。當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。讀寫器接收到卡的數(shù)據(jù)后,解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來決定數(shù)據(jù)的有效性,然后,通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的RFID產(chǎn)品就是一種非接觸的IC卡,而復(fù)雜的RFID產(chǎn)品能和外部傳感器接口連接來測(cè)量、記錄不同的參數(shù),甚至可與GPS系統(tǒng)連接來跟蹤物體。
3. Antenna 天線,天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機(jī)的射頻信號(hào)功率接收或輻射出去 的裝置。天線按工作頻段可分為長(zhǎng)波、短波、超短波以及微波天線等;按方向性可分為全向天線、定向天線等;按外形可分為線狀天線、面狀天線等。在RFID系統(tǒng)中,天線分為標(biāo)簽天線和讀寫器天線兩種情況,當(dāng)前的RFID系統(tǒng)主要集中在LF、HF (13.56MHz)、UHF和微波頻段。天線的原理和設(shè)計(jì)在LF、HF和UHF頻段有根本上的不同。實(shí)質(zhì)上,由于在LF和HF頻段系統(tǒng)近場(chǎng)區(qū)并沒有電磁波的傳播,因此天線的問題主要集中在UHF和微波頻段。 讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào),當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā) 送來的載波信號(hào),經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀寫器,讀寫器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
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