【正文】 相比，可供使用較大的功率；對非金屬材料和水有較低的吸收率或較高的穿透深度(對動物識別時需較深的穿透深度，以便把封裝成大藥丸的應(yīng)答器置入胃中)。567 MHz處于短波范圍，在這個頻率范圍內(nèi)的傳播條件允許晝夜橫貫大陸聯(lián)系。這些頻率位于在全世界范圍內(nèi)被分類的IsM(Indust~．ial—Scientific—Medical)頻段內(nèi)，它們也可以應(yīng)用于射頻識別。因為目標(biāo)的反射性一般能隨著頻率上升而增強，所以這些系統(tǒng)主要使用915 MHz(美國)、2．45 GHz或在更高的頻率范圍。達(dá)到目標(biāo)的高頻能量的一部分被目標(biāo)吸收，并轉(zhuǎn)變成熱量，另外一部分以不同的強度散射到各個方向。這個范圍被稱為天線的近場。由于隨時間變化的場的相互依賴關(guān)系，因此在空間中有一系列的電場和磁場效應(yīng)。5．耦合系數(shù)k 互感系數(shù)是兩個導(dǎo)體回路的磁通量耦合的定量說明。其中，I*N不變，場強日保持不變，而對力的產(chǎn)生起決定性作用的磁通密度，即磁力線總數(shù)增加了。在自由空間中，線圈的近場中場強的衰減為每10倍距離約60 dB，在形成電磁波的遠(yuǎn)場中變得比較平緩，每lO倍距離衰減20 dB。磁場強度可以通過作用到磁針(指南針)或作用到第二個電流上的力的試驗得到證實。充電的電容器為邏輯“1”，放電的電容器為邏輯“O”。1．RAM RAM可用于暫時存儲數(shù)據(jù)，隨著供電電壓的斷開，存儲的數(shù)據(jù)永久性消失。3．3．3存儲器技術(shù) 在狀態(tài)機和微處理器之后，數(shù)據(jù)載體中最重要的部件就是讀出或?qū)懭胗脩魯?shù)據(jù)的存儲器。圖3．9 MIFARE應(yīng)答器的存儲器注：整個存儲器被分為16個彼此獨立的區(qū)段，這樣，在一個MIFARE。每個區(qū)段用兩個不同的密鑰(分級結(jié)構(gòu))以防止非認(rèn)可的訪問。多次存儲同一個密鑰也同樣是浪費了可貴的存儲器。 然而，某應(yīng)用所需存儲空間與應(yīng)答器塊長相符的情況極為罕見。因此，屬于某種應(yīng)用的閱讀器如果只知道應(yīng)用自己的密鑰，就只能取得它自己存儲塊的訪問權(quán)。 4)分塊存儲應(yīng)答器 用認(rèn)證的方法，可以防止其他應(yīng)用中的閱讀器非法訪問應(yīng)答器中的數(shù)據(jù)。這樣就不可能用檢票裝置的應(yīng)答器來升值，甚至也不能通過軟件操縱一個被偷竊的檢票裝置。下面以短途公共交通所用的乘車證系統(tǒng)作為分級密鑰應(yīng)用的實例。閱讀器在成功地認(rèn)證后是否被分配給較大的存取權(quán)限取決于在應(yīng)答器(訪問寄存器)中對選用的密鑰的設(shè)置。應(yīng)答器和閱讀器之間的認(rèn)證可從密碼A或密碼B來進(jìn)行。在生產(chǎn)廠家提供應(yīng)答器之前由他們將密鑰寫入密鑰存儲器。 (2)若要求相互認(rèn)證使用資格，或者必須檢查兩個部件是否都屬于同一應(yīng)用系統(tǒng)，那么應(yīng)當(dāng)采用鑒別的方法。這并不總是符合需要的，因為敏感的應(yīng)用會由于對應(yīng)答器中的數(shù)據(jù)未經(jīng)認(rèn)可的讀出或?qū)懭攵艿綋p害。如果要修改一個單獨字組的數(shù)據(jù)內(nèi)容，必須先從應(yīng)答器讀出整個字組，然后將同一字組中包括修改的字節(jié)重新寫回應(yīng)答器。 只讀應(yīng)答器的典型應(yīng)用領(lǐng)域有動物識別、出入檢查和具有中央數(shù)據(jù)控制的工業(yè)自動化等方面。序列號由幾個字節(jié)和有關(guān)的校驗數(shù)字組成。 3．寄存器結(jié)構(gòu) 寄存器是數(shù)據(jù)載體的重要部分。通過狀態(tài)機(固件)對所有過程進(jìn)行與狀態(tài)有關(guān)的控制。特殊的I／O寄存器用于與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。圖36給出了一個具有負(fù)載調(diào)制器的電感耦合應(yīng)答器的高頻界面的方框圖。具有存儲器功能的射頻識別數(shù)據(jù)載體如圖35所示。電子數(shù)據(jù)載體的結(jié)構(gòu)如圖34所示。這對于脈沖接收來說是一個很關(guān)鍵的優(yōu)點。一部分表面波被每個分布在基片上的反射帶所反射，而剩余部分則到達(dá)基片的終端并被吸收。對常用的基片來說，傳播速度介于3000~4000 m／s之間。表面聲波元件是以壓電效應(yīng)和與表面彈性相關(guān)的低速傳播電聲波為依據(jù)的。應(yīng)答器線圈產(chǎn)生的弱交變磁場能被閱讀器接收，與全雙工系統(tǒng)和半雙工系統(tǒng)相比，可改善信號干擾的狀況，典型芝有20 dB。充電階段的結(jié)束是由“脈沖串結(jié)束探測器”探測到的。供芯片使用的能量是由充電電容器的電容量以及充電時間決定的。與全雙工系統(tǒng)和半雙工系統(tǒng)相比，時序系統(tǒng)芯片能量供應(yīng)的優(yōu)點如下：然而，如果實現(xiàn)了精確的功率匹配，那么電源電壓(等于線圈的開路電壓)只能有一半供芯片使用。在充電過程中，應(yīng)答器的芯片需要切換到省電或備用模式，從而使接收到的能量幾乎完全用于充電電容器的充電。為了使能量可以高速傳輸，必須使應(yīng)答器的諧振頻率與閱讀器的頻率一致，而且應(yīng)答器線圈還具有高品質(zhì)因數(shù)。1．電感耦合應(yīng)答器下面從應(yīng)答器的供電、時序系統(tǒng)的優(yōu)點以及應(yīng)答器至閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)葞追矫鎸﹄姼旭詈蠎?yīng)答器進(jìn)行分析。大致可以分為以下三種基本方法：對此電壓整流，可獲得供芯片使用的電源電壓。應(yīng)答器線圈和閱讀器線圈的功能結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個變壓器。由應(yīng)答器反射的功率P2在空問自由輻射，其中的一小部分功率P2`(自由空間衰減)被閱讀器天線接收。功率P。2)應(yīng)答器至閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸從雷達(dá)技術(shù)得知：電磁波被大小超過波長一半的物體所反射。在澳大利亞、北美洲地區(qū)，個別系統(tǒng)也用47 MHz～5．6 GHz的頻率進(jìn)行工作。這種新的基本頻率稱為副載波。應(yīng)答器天線上的負(fù)載電阻的接通和斷開可促使閱讀器天線上的電壓發(fā)生變化，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離應(yīng)答器對天線電壓的振幅調(diào)制。電感耦合應(yīng)答器由一個電子數(shù)據(jù)載體(通常是單個微型芯片)以及用作天線的大面積的線圈等組成。下面按照不同的系統(tǒng)來具體闡述這些方法在應(yīng)答器中的應(yīng)用。時序法和半雙工法的數(shù)據(jù)傳輸方式相同，不同之處在于能量的傳輸方式。(2)半雙工法(HDX，HalfDuplex)的特點：從應(yīng)答器到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸與從閱讀器到應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸是交替進(jìn)行的。在這個數(shù)據(jù)載體上，存儲的數(shù)據(jù)量可達(dá)數(shù)千字節(jié)。磁條中的磁通密度B是在所加磁場強度H跨越零的附近的跳躍變化。采用這種方法，用低頻觸發(fā)安全裝置的磁場(經(jīng)ASK調(diào)制)可以提高檢測率。用外接的電容，使電子防盜器系統(tǒng)的諧振電路在工作頻率處產(chǎn)生振蕩，應(yīng)答器以硬標(biāo)簽(塑料)形式使用并且在商場購買東西付款時去掉。關(guān)于微波法的詳細(xì)論述，可以閱讀參考文獻(xiàn)[1]。 1．射頻法射頻法是運用L—C振蕩回路工作的，將該振蕩回路調(diào)到一個規(guī)定的諧振頻率點，其典型值為7．44～8．73 MHz。 1 bit應(yīng)答器的使用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用領(lǐng)域是商場里的電子防盜器(EAS，Electronics Article Sui“veillancel。應(yīng)答器按數(shù)據(jù)載體的不同可分為1 bit應(yīng)答器和電子數(shù)據(jù)載體應(yīng)答器。 中頻段：13．56 MHz，應(yīng)用于防偽、物流、人員識別等領(lǐng)域。低頻系統(tǒng)一般工作在100～500 kHz；中頻系統(tǒng)一般在1～15 MHz左右，它們主要適用于識別距離短、成本低的場合；高頻系統(tǒng)則可達(dá)850～950 MHz及2_4～5 GHz的微波段，適用于識別距離長、讀寫數(shù)據(jù)率高的場合。 (3)系統(tǒng)的高檔部分。例如，用在控制貨物流、識別產(chǎn)品品種、集裝箱、玻璃瓶等方面。射頻識別系統(tǒng)按系統(tǒng)的功能和特性分類如圖28所示。3．遠(yuǎn)距離系統(tǒng) 遠(yuǎn)距離系統(tǒng)典型的作用距離是從1～10 m，個別的系統(tǒng)也有更遠(yuǎn)的作用距離。鼻息吧應(yīng)答插入閱讀器中，或者防止在閱讀器為此設(shè)定的表面上。圖23所示為射頻識別系統(tǒng)命令流程的一個例子。一臺典型的閱讀器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及與應(yīng)答器的耦合元件。在閱讀器的響應(yīng)范圍之外，應(yīng)答器處于無源狀態(tài)。2．1 射頻識別系統(tǒng)的組成 射頻識別系統(tǒng)一般由如下兩部分組成：(1)應(yīng)答器：應(yīng)答器應(yīng)放置在被識別的物體上，例如IC卡、電子標(biāo)簽等都是應(yīng)答器。電子標(biāo)簽接收射頻脈沖，從中解調(diào)出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯。聯(lián)合商業(yè)情報(ABI)研究報告認(rèn)為，RFID市場不只是賣電子標(biāo)簽和閱讀器，相關(guān)的軟件和服務(wù)的商機也十分龐大，微軟介入RFID陣營是瞄準(zhǔn)RFlD庫存系統(tǒng)后端整合的缺口。掃描過程可自動化，使貨物從出廠、運送、零售店一直到消費者手上的整個供應(yīng)鏈流程一目了然。1．3．4微軟公司微軟公司與Auto ID合作，協(xié)力發(fā)展RFID的商業(yè)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。CODE是Philips電子標(biāo)簽芯片系列的一部分，主要針對大流量物流應(yīng)用而設(shè)計，包括零售供應(yīng)鏈管理、租賃和資產(chǎn)管理等。I(高頻智能電子標(biāo)簽)芯片，率先支持LkN1．3．3 Philips公司 Philips電子集團(tuán)成員之一的Philips半導(dǎo)體公司是世界上最早研究射頻識別技術(shù)的公司之一。2003年，全球首次將RISC微處理器結(jié)構(gòu)應(yīng)用于電子標(biāo)簽。1998年，推出全球第一個兼容ISO／IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽芯片； INSIDE公司中國辦事處極其成功地開拓了電子標(biāo)簽在中國的市場，2003年該公司成功地與中國教育部合作，將電子標(biāo)簽應(yīng)用到學(xué)生憑證購買優(yōu)惠車票的管理系統(tǒng)中。1991年，德州儀器最早在RFID市場成立了多國半導(dǎo)體公司—IRIS，應(yīng)用遍及運動時間記錄、后勤管理、車輛安全防盜、無線感應(yīng)付費、消費者忠誠度管理和資產(chǎn)保護(hù)管理等許多領(lǐng)域。TIRIS是美國德州儀器Texas Instruments Recognition and Identification System的簡稱。TI是數(shù)字信號處理及模擬產(chǎn)品的全球領(lǐng)導(dǎo)者，是因特網(wǎng)時代半導(dǎo)體工業(yè)的引擎。 (h)門票管理 當(dāng)然，在這里僅僅羅列了射頻識別技術(shù)應(yīng)用的一部分，但都是可行的且十分重大的應(yīng)用。(c)病人跟蹤管理 。(12)公交社區(qū)服務(wù)消費一卡通。(8)感應(yīng)式電子鎖控系統(tǒng)。(4)電子票證支付應(yīng)用，門票門控人事管理。例如，在錦山的一條高速公路上已應(yīng)用了非接觸射頻卡自動收費系統(tǒng)，上海的公共汽車使用了電子月票，北京機場的高速公路和深圳的皇崗口岸也使用了射頻識別系統(tǒng)等。1．2．2射頻識別技術(shù)在中國的發(fā)展前景射頻識別技術(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，近年來在我國迅速普及，我國射頻識別產(chǎn)品的市場是十分巨大的。 據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，1993年。1．2射頻識別系統(tǒng)的應(yīng)用簡介1．2．1 國際射頻識別技術(shù)應(yīng)用狀況 RFID系統(tǒng)在國外發(fā)展得很快，德州儀器公司、INSIDE公司、。起初，日本不允許將超高頻頻段用作RFID，因為該國的可移動電話、出租車、卡車通信系統(tǒng)和公共無線網(wǎng)絡(luò)在災(zāi)難預(yù)防上已經(jīng)分派了超高頻的頻率。大多數(shù)政府已經(jīng)把RFID系統(tǒng)的頻率設(shè)為13．56 MHz，在這個頻率上，當(dāng)閱讀距離要求不很嚴(yán)格時，RFID系統(tǒng)得到很好的使用。由電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和應(yīng)用軟件構(gòu)成的射頻識別系統(tǒng)可直接與相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)相連，使每件物品都可以被準(zhǔn)確地跟蹤。在實際應(yīng)用中。長距離射頻產(chǎn)品多用于交通上，識別距離可達(dá)幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。磁卡的價格也很便宜，但容易磨損，數(shù)據(jù)量小。比如一維條形碼已經(jīng)廣泛用于商品管理，二維條形碼目前得NT越來越多的重視；攝像用于抓拍違章車輛等。圖1．1電子標(biāo)簽1．1．1 自動識別技術(shù) 自動設(shè)備識別技術(shù)是目前國際上發(fā)展很快的一項新技術(shù)，英文名稱為AutomaticEquipment idenfificarlon，簡稱AEI。圖1．1所示為典型的電子標(biāo)簽。其中，光學(xué)技術(shù)中普遍應(yīng)用于條形碼和攝像兩大類，這兩類技術(shù)產(chǎn)品目前己廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。條形碼成本最低，適用于需求量大且數(shù)據(jù)不必更改的場合，例如商品包裝上就很適宜，但是較易磨損，且數(shù)據(jù)量很小。短距離射頻卡不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可在這樣的環(huán)境中替代條形碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。電子標(biāo)簽中一般存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。 電子標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)載體，能起到標(biāo)識識別、物品跟蹤、信息采集的作用。國內(nèi)射頻識別技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)網(wǎng)站：：／／．rfid．corn．1．1．3射頻識別系統(tǒng)的頻段 RFID系統(tǒng)中采納超高頻頻段(uHF，UltraHigh Frequency，860~960 MHz)非常重要，因為超高頻頻段提供的頻率擴充了在設(shè)定的供應(yīng)鏈追蹤貨物的頻率讀取范圍。在這兩個范圍內(nèi)，大多數(shù)超高頻電子標(biāo)簽的操作只是在性能上有細(xì)微的差別。事實上，中國也早已將超高頻頻段開放作為RFID系統(tǒng)使用。RFID的應(yīng)用非常廣泛，如澳大利亞將它的RFID產(chǎn)品用于機場旅客行李管理中并發(fā)揮了出色的作用；歐盟宣布1997年開始生產(chǎn)的新車型必須具有基于RFID技術(shù)的防盜系統(tǒng)；瑞士國家鐵路局在全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統(tǒng)，調(diào)度員可以實時地掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小發(fā)生事故的可能性；韓國在公共汽車上安裝RFID系統(tǒng)用于電子月票；德國漢莎航空公司試用非接觸的射頻卡作為飛機票，改變了傳統(tǒng)的機票購銷方式，簡化了機場入關(guān)的手續(xù)；德國BMW公司將RFID系統(tǒng)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)流水線的過程控制中；Motorola公司在超凈車間里利用RFID系統(tǒng)來控制流水線的零件流向等。2003年3月，Gaitner在“Symposium ITXPo2003”上預(yù)測，RFID技術(shù)屬于最近2～5年(2005～2008年)將逐漸開始大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)，到2008年RFID產(chǎn)品在全球市場需求將達(dá)到40億美元。目前，國內(nèi)已有一些公司借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)開發(fā)了自己的電子標(biāo)簽系統(tǒng)。(3)企業(yè)資源計劃管理。(7)高速公路自動收費，車輛防盜搶查驗管理。(11)地理信息標(biāo)識查尋系統(tǒng)。 (b)無聊自動倉儲管理 。 (g)圖書管理。1．3 射頻識別技術(shù)陣營的主要成員1．3．1美國德州儀器公司美國德州儀器（TI，Texas Instruments）公司成立于1930年，是一家全球性的高科技公司全球500強之一。美國德州儀器RFID無線感應(yīng)識別系統(tǒng)是美國德州儀器公司的一個部門。TI RFID是現(xiàn)場驗證方案的開發(fā)和制造的領(lǐng)導(dǎo)者。1．3．2法國INSIDE公司 INSIDE公司是法國一家高新技術(shù)公司，主要從事非接觸式智能卡與電子標(biāo)簽的研究和生產(chǎn)，公司成立于1995年，在中國上海和美國華盛頓均設(shè)有辦事處。1998年，推出全球最小的閱讀器(3 cmX4 cm)，兼容市場上也有了標(biāo)準(zhǔn)； 閱讀器模塊主要有適合于短距離通信(典型通信距離10 cm)的M220H和M210H，以及遠(yuǎn)距離通信(典型通信距離可達(dá)150 cm)的M300H,此外還有專門為掌上電腦設(shè)計的HAND’IT模塊。CODE HSI。CODE HSL。 I這些芯片可以被放入商標(biāo)或標(biāo)簽中，幾乎能夠被用于任