RFID射頻識別系統
物聯網已被確定為中國戰略性新興產業之一·↟╃☁,《物聯網“十二五”發展規劃》的出臺·↟╃☁,無疑給正在發展的中國物聯網又吹來一股強勁的東風·↟╃☁,而rfid射頻識別系統作為物聯網發展的關鍵技術·↟╃☁,其應用市場必將隨著物聯網的發展而擴大↟↟↟↟◕。

RFID的英文全稱是Radio FrequencyIdentification·↟╃☁,射頻識別·↟╃☁,又稱電子標籤·↟╃☁,無線射頻識別·↟╃☁,感應式電子晶片·↟╃☁,近接卡╃₪·↟、感應卡╃₪·↟、非接觸卡╃₪·↟、電子條碼↟↟↟↟◕。

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術·↟╃☁,它透過射頻訊號自動識別目標物件並獲取相關資料·↟╃☁,識別工作無須人工干預·↟╃☁,可工作於各種惡劣環境↟↟↟↟◕。

RFID技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標籤·↟╃☁,操作快捷方便↟↟↟↟◕。短距離射頻產品不怕油漬╃₪·↟、灰塵汙染等惡劣的環境·↟╃☁,可在這樣的環境中替代條碼·↟╃☁,例如用在工廠的流水線上跟蹤物體↟↟↟↟◕。長距射頻產品多用於交通上·↟╃☁,識別距離可達幾十米·↟╃☁,如自動收費或識別車輛身份等↟↟↟↟◕。

典型的RFID系統主要由閱讀器╃₪·↟、電子標籤╃₪·↟、RFID中介軟體和應用系統軟體4部分構成·↟╃☁,一般我們把中介軟體和應用軟體統稱為應用系統↟↟↟↟◕。

在實際RFID解決方案中·↟╃☁,RFID系統都包含一些基本元件↟↟↟↟◕。元件分為硬體元件和軟體元件↟↟↟↟◕。

rfid射頻識別系統

從功能實現的角度觀察·↟╃☁,可將RFID系統分成邊沿系統和軟體系統兩大部分·↟╃☁, 邊沿系統主要是完成資訊感知·↟╃☁,屬於硬體元件部分;軟體系統完成資訊的處理和應用;通訊設施負責整個rfid射頻識別系統的資訊傳遞↟↟↟↟◕。

1╃₪·↟、電子標籤

電子標籤(Electronic Tag)也稱也稱應答器或智慧標籤(Smart Label)·↟╃☁,是一個微型的無線收發裝置·↟╃☁,主要由內建天線和晶片組成↟↟↟↟◕。

2╃₪·↟、讀寫器

讀寫器是一個捕捉和處理RFID標籤資料的裝置·↟╃☁,它可以是單獨的個體·↟╃☁,也可以嵌入到其他系統之中↟↟↟↟◕。讀寫器也是構成RFID系統的重要部件之一·↟╃☁,由於它能夠將資料寫到RFID標籤中·↟╃☁,因此稱為讀寫器↟↟↟↟◕。

讀寫器的硬體部分通常由收發機╃₪·↟、微處理器╃₪·↟、儲存器╃₪·↟、外部感測器/執行器·↟╃☁,報警器的輸入/輸出介面╃₪·↟、通訊介面及電源等部件組成↟↟↟↟◕。

3╃₪·↟、控制器

控制器是讀寫器晶片有序工作的指揮中心·↟╃☁,主要功能是↟╃↟₪₪:

  • 與應用系統軟體進行通訊;

  • 執行從應用系統軟體發來的動作指令;

  • 控制與標籤的通訊過程;

  • 基帶訊號的編碼與解碼;

  • 執行防碰撞演算法;

  • 對讀寫器和標籤之間傳送的資料進行加密和解密;

  • 進行讀寫器與電子標籤之間的身份認證;

  • 對鍵盤╃₪·↟、顯示裝置等其他外部裝置的控制↟↟↟↟◕。

其中·↟╃☁,最重要的是對讀寫器晶片的控制操作↟↟↟↟◕。

rfid射頻識別系統

4╃₪·↟、讀寫器天線

天線是一種以電磁波形式把前端射頻訊號功率接收或輻射出去的裝置·↟╃☁,是電路與空間的介面器件·↟╃☁,用來實現導行波與自由空間波能量的轉化↟↟↟↟◕。在RFID系統中·↟╃☁,天線分為電子標籤天線和讀寫器天線兩大類·↟╃☁,分別承擔接收能量和發射能量的作用↟↟↟↟◕。

RFID系統讀寫器天線的特點是↟╃↟₪₪:

  1. 足夠小以至於能夠貼到需要的物品上;

  2. 有全向或半球覆蓋的方向性;

  3. 能夠給標籤的晶片提供最大可能的訊號;

  4. 無論物品什麼方向·↟╃☁,天線的極化都能與讀卡機的詢問訊號相匹配;

  5. 具有魯棒性;

  6. 價格便宜↟↟↟↟◕。

在選擇讀寫器天線時應考慮的主要因素有↟╃↟₪₪:

  1. 天線的型別;

  2. 天線的阻抗;

  3. 應用到物品上的RF的效能;

  4. 在有其他物品圍繞貼標籤物品時RF的效能↟↟↟↟◕。

5╃₪·↟、通訊設施

通訊設施為不同的rfid射頻識別系統提供安全通訊連線·↟╃☁,是RFID系統的重要組成部分↟↟↟↟◕。通訊設施包括有線或無線網路和讀寫器或控制器與計算機連線的序列通訊介面↟↟↟↟◕。無線網路可以是個域網(PAN)(如藍芽技術)╃₪·↟、區域網(如802.11x╃₪·↟、WiFi)·↟╃☁,也可以是廣域網(如GPRS╃₪·↟、3G技術)或衛星通訊網路(如同步軌道衛星L波段的RFID系統)↟↟↟↟◕。

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