rfid系統(tǒng)的工作原理(編輯修改稿)
2024-12-22 20:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)于電子標(biāo)簽和閱讀器天線之間的作用距離不超過(guò) ，并電子標(biāo)簽處于近場(chǎng)范圍內(nèi)，電子標(biāo)簽與閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸為負(fù)載調(diào)制（電感耦合、變壓器耦合）。 如果把諧振的電子標(biāo)簽放入閱讀器天線的交變磁場(chǎng)，那么電子標(biāo)簽就可以從磁場(chǎng)獲得能量。采用從供應(yīng)閱讀器天線的電流在閱讀器內(nèi)阻上的壓降就可以測(cè)得這個(gè)附加的功耗。電子標(biāo)簽天線上負(fù)載電阻的接通與斷開(kāi)促使閱讀器天線上的電壓發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)了用電子標(biāo)簽對(duì)天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。而通過(guò)數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開(kāi)，這些數(shù)據(jù)就可以從標(biāo)簽傳輸?shù)介喿x器了。 此外，由于閱讀器天線和電子標(biāo)簽天線之間的耦合很弱，因此閱讀器天線上表示有用信號(hào)的電壓波動(dòng)比閱讀器的輸出電壓小。在實(shí)踐中，對(duì) ，天線電壓（諧振時(shí)）只能得到約 10mV的有用信號(hào)。因?yàn)闄z測(cè)這些小電壓變化很不方便，所以可以采用天線電壓振幅調(diào)制所產(chǎn)生的調(diào)制波邊帶。如果電子標(biāo)簽的附加負(fù)載電阻以很高的時(shí)鐘頻率接通或斷開(kāi)，那么在閱讀器發(fā)送頻率將產(chǎn)生兩條譜線，此時(shí)該信號(hào)就容易檢測(cè)了，這種調(diào)制也稱為副載波調(diào)制。 ?? 電磁反向散射 RFID系統(tǒng) ? 1 反向散射調(diào)制 電磁波從天線向周?chē)臻g發(fā)射，到達(dá)目標(biāo)的電磁波能量的一部分（自由空間衰減）被目標(biāo)吸收，另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個(gè)方向上去。反射能量的一部分最終會(huì)返回發(fā)射天線，稱其為回波。在雷達(dá)技術(shù)中，用這種反射波測(cè)量目標(biāo)的距離和方位。 在 RFID系統(tǒng)中，利用電磁波反射完成從電子標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸，主要應(yīng)用于 915MHz、 統(tǒng)中。該 RFID系統(tǒng)工作分為以下兩個(gè)過(guò)程： （ 1）標(biāo)簽接收讀寫(xiě)器發(fā)射的信號(hào)，其中包括已調(diào)制載波和未調(diào)制載波。當(dāng)標(biāo)簽接收的信號(hào)沒(méi)有被調(diào)制時(shí)，載波能量全部被轉(zhuǎn)換為直流電壓，該電壓供給電子標(biāo)簽內(nèi)部芯片能量；當(dāng)載波攜帶數(shù)據(jù)或者命令時(shí)，標(biāo)簽通過(guò)接收電磁波作為自己的能量來(lái)源，并對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理，從而接收讀寫(xiě)器的指令或數(shù)據(jù)。 （ 2）標(biāo)簽向讀寫(xiě)器返回信號(hào)時(shí)，讀寫(xiě)器只向標(biāo)簽發(fā)送未調(diào)制載波，載波能量一部分被標(biāo)簽轉(zhuǎn)化成直流電壓，供給標(biāo)簽工作；另一部分能量被標(biāo)簽通過(guò)改變射頻前端電路的阻抗調(diào)制并反射載波來(lái)向讀寫(xiě)器傳遞信息。 電子標(biāo)簽的等效電路圖如下所示， Vs為天線接收信號(hào)， Za表示天線的阻抗， Z1表示芯片的輸入阻抗。為了達(dá)到調(diào)制背向反射載波的目的， Z1有兩種狀態(tài)，分別為 Z11和 Z12。 當(dāng)標(biāo)簽需要發(fā)送的信息為二進(jìn)制數(shù) “ 1”時(shí)，芯片的阻抗?fàn)顟B(tài)為 Z11；當(dāng)標(biāo)簽需要發(fā)送的信息為二進(jìn)制數(shù) “ 0”時(shí)，芯片的阻抗?fàn)顟B(tài)為 Z12。這樣在兩種狀態(tài)下標(biāo)簽反射回讀寫(xiě)器的信號(hào)為： S0(t)=s(t)S1 S1(t)=s(t)S2 式中， s(t)為標(biāo)簽接收到的信號(hào)。 Vs Za Z1 圖 4 6 電子標(biāo)簽 的等效電路圖 當(dāng)電子標(biāo)簽的阻抗采取不同的變化方式時(shí)，可以形成不同的后向散射調(diào)制方式，使得標(biāo)簽返回的能量和進(jìn)入標(biāo)簽的能量具有不同的特性。以下為四種情況： （ 1） OOK調(diào)制方式 (OnOff Keying, OOK)。在該方式下，阻抗?fàn)顟B(tài)為 1時(shí)，完全反射；阻抗?fàn)顟B(tài)為 2時(shí)完全匹配，而且這兩種阻抗?fàn)顟B(tài)下標(biāo)簽的反射系數(shù)的相位相同。 |S1|=1 |S2|=0 arg(S1)=arg(S2) (2) BPSK調(diào)制方式 (Binary Phase Shift Keying, BPSK)。在該方式下，這兩種阻抗?fàn)顟B(tài)有相同程度的失配，但是這兩種阻抗?fàn)顟B(tài)的下標(biāo)簽的反射系數(shù)的相位相反。 0 |S1|= |S2|1 arg(S1)=arg(S2)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1