射頻識別技術漫談(編輯修改稿)
2024-08-31 14:58 本頁面
【文章內容簡介】 一樣的。 載波(正弦波)有三要素，幅度、頻率和相位，相應的有用信號對載波的調制也有三種：調幅、調頻和調相。調幅是改變載波的幅度記錄有用信號，調頻是改變載波 的頻率記錄有用信號，調相是改變載波的相位記錄有用信號。調幅電路簡單，容易受干擾，調頻和調相結構復雜些，但抗干擾能力強，一個簡單的例子是你的收音機 FM(調頻)比AM(調幅)聲音好聽的多。另外，調幅和調頻要求載波頻率遠大于有用信號的最高頻率，通常要10倍以上，而調相則無此要求，載波頻率可以高 于、等于（2BPSK）甚至低于（4BPSK，16BPSK）有用信號的頻率。 基于上述三種調制的特點，射頻卡通訊距離最大不過幾米，平常用的接近卡(PICC)最大距離才10公分，在這么短的距離范圍內形成一個相對較強的局部射頻 場，幾乎可以不用考慮干擾。射頻卡上沒有電源，尤其成本考慮，自然要求卡上電路越簡單越好。所以，調幅雖然易受干擾但電路結構簡單，成為射頻卡調制的首 選。 調幅有一個指標叫調制系數，也就是衡量有用信號對載波幅度的調制有多大。調制系數為0，相當于沒有調制，調制系數為1則相當于把載波的幅度調為0，一般調 。顯然由于射頻卡需要從磁場中獲得能量，如果調制系數接近1，意味著磁場關閉了，時間短了還行，時間長了卡上的電源必然會消 失，卡片的基本工作條件都沒有了，但調制系數大抗干擾能力強，容易解調。相反，調制系數小，卡片可以獲得穩(wěn)定的能量供應，但抗干擾能力弱，解調困難一些。 在讀寫器與卡片的信息交流過程中，讀寫器產生射頻場，向卡片發(fā)送數據時調制自己產生的射頻場，這很好理解。但卡片是被動的，不僅不能產生射頻場，還要從讀 寫器的射頻場中獲取能量，那又如何通過調制射頻場向讀寫器回送數據呢？射頻識別技術中采用了一種叫做負載調制的方法。其原理也非常簡單，還是以變壓器為 例，我們都有這樣的常識，如果變壓器的副邊突然接入一個大的負載，變壓器原邊電壓就會瞬間降低，切除負載，變壓器的原邊電壓就會馬上恢復。前面說了，射頻 卡相當于變壓器的副邊，卡內也有這樣一個負載，接通負載時射頻場的振蕩幅度會減小，切除負載，射頻場的幅度會恢復?？ㄆㄟ^負載是否接入來表示發(fā)送的數 據，讀寫器探測到射頻場的幅度改變，就能知道卡片發(fā)送什么數據了。這就是卡片回送數據的原理。數據編碼前已述及，射頻識別技術中的調制方法一般使用調幅(AM),也就是將有用信號調制在載波的幅度上傳送出去。這里的“有用信號”指用高低電平表示的數據“0”或“1”。那么如何用高低電平表示數據“0”或“1”呢？最簡單的辦法就是用高電平表示“1”，用低電平表示“0”，這種代碼叫全寬碼，如下圖所示： 這種編碼方式存在的最大缺陷就是數據容易失步。上圖的數據我們看的很清楚，但是想想如果發(fā)送方連續(xù)發(fā)送 100個“0”或100個“1”，就會有100個單位的連續(xù)高電平或100個單位的連續(xù)低電平。這種情況下，接收方極有可能把數據的個數數錯，把100數 成99或101，這就是數據失步。所以這種編碼很少直接采用。這就要求使用的編碼既能讓接收方知道發(fā)送方傳送的是“1”還是“0”，又能讓接收方正確分辨 出每個二進制比特。實際的射頻識別技術中采用的數據編碼主要有以下幾種，它們都能滿足上述要求。 (Manchester)碼如下圖所示，曼側斯特碼每位數據的中心都有跳變，上升沿表示數據“1”，下降沿表示數據“0”，或者反之。當發(fā)送連續(xù)的“0”或“1”時，則在數據的開始部分增加一個狀態(tài)轉換沿。 (Biphase)碼兩相碼每位數據的開始處都有跳變，數據中心有跳變表示“1”，數據中心無跳變表示“0”，或者反之。(FSK)碼 頻移鍵控碼用不同的脈沖頻率表示數據，脈沖頻率高表示“1”，脈沖頻率低表示“0”，或者反之。 (FSK)碼 相移鍵控碼用數據的開始處有沒有相位翻轉表示數據的變化，有
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