rfid系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理-資料下載頁
2024-11-25 20:02本頁面
【正文】 感應(yīng)。 圖 433 電感耦合型 RFID系統(tǒng)的工作原理 電磁反向散射 RFID系統(tǒng) 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 1） 反向散射調(diào)制 雷達技術(shù)為 RFID的反向散射耦合方式提供了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。 當(dāng)電磁波遇到空間目標(biāo)時，其能量的一部分被目標(biāo)吸收，另一部分以不同的強度散射到各個方向。在散射的能量中，一小部分反射回發(fā)射天線， 并被天線接收（因此發(fā)射天線也是接收天線），對接收信號進行放大和處理，即可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息。 當(dāng)電磁波從天線向周圍空間發(fā)射時，會遇到不同的目標(biāo)。 到達目標(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度散射到各個方向上去。反射能量的一部分最終會返回發(fā)射天線，稱之為回波。在雷達技術(shù)中，可用這種反射波測量目標(biāo)的距離和方位。 對 RFID系統(tǒng)來說，可以采用電磁反向散射耦合工作方式，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。這種工作方式主要應(yīng)用在915MHz、 。 電磁反向散射 RFID系統(tǒng) 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 2） RFID反向散射耦合方式 一個目標(biāo)反射電磁波的頻率由反射橫截面來確定。反射橫截面的大小與一系列的參數(shù)有關(guān)，如目標(biāo)的大小、形狀和材料，電磁波的波長和極化方向等。由于目標(biāo)的反射性能通常隨頻率的升高而增強，所以 RFID反向散射耦合方式采用特高頻和超高頻，應(yīng)答器和讀寫器的距離大于 1 m。 RFID反向散射耦合方式的原理框圖如圖 434所示，圖中的讀寫器、應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）和天線構(gòu)成了一個收發(fā)通信系統(tǒng)。 圖 434 RFID反向散射耦合方式的原理框圖 電磁反向散射 RFID系統(tǒng) 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 3） RFID反向散射耦合工作原理 電磁反向散射系統(tǒng)（如圖 435所示）的工作可分為以下兩個過程。 （ 1）電子標(biāo)簽接受讀寫器發(fā)射的信號，其中包括已調(diào)制載波和未調(diào)制載波。當(dāng)卷標(biāo)接收的信號沒有被調(diào)制時，載波能量全部被轉(zhuǎn)換成直流電壓，這個直流電壓供給電子標(biāo)簽內(nèi)芯片能量；當(dāng)載波攜帶數(shù)據(jù)或者命令時，電子標(biāo)簽通過接收電磁波作為自己的能量來源，并對接收信號進行處理，從而接收讀寫器的指令或數(shù)據(jù)。 （ 2）電子標(biāo)簽向讀寫器返回信號時，讀寫器只向標(biāo)簽發(fā)送未調(diào)制載波，載波能量一部分被電子標(biāo)簽轉(zhuǎn)化成直流電壓，供給電子標(biāo)簽工作；另一部分被標(biāo)簽通過改變射頻前端電路的阻抗調(diào)制并反射載波來向讀寫器傳送信息。 圖 435 電磁反向散射 RFID系統(tǒng) 聲表面波標(biāo)簽的識別原理 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 1） 聲表面波器件 聲表面波（ Surface Acoustic Wave， SAW）器件以壓電效應(yīng)和與表面彈性相關(guān)的低速傳播的聲波為依據(jù)。 SAW器件的體積小、重量輕、工作頻率高、相對帶寬較寬，并且可以采用與集成電路工藝相同的平面加工工藝，制造簡單，重獲得性和設(shè)計靈活性高。 聲表面波器件具有廣泛的應(yīng)用，如通信設(shè)備中的濾波器。在 RFID應(yīng)用中，聲表面波應(yīng)答器的工作頻率目前主要為 。 圖 437 聲表面波應(yīng)答器的基本結(jié)構(gòu) 聲表面波標(biāo)簽的識別原理 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 2） 聲表面波 RFID的原理 SAW標(biāo)簽由叉指換能器和若干反射器組成，換能器的兩條總線與電子標(biāo)簽的天線相連接。閱讀器的天線周期地發(fā)送高頻詢問脈沖，在電子標(biāo)簽天線的接收范圍內(nèi)，被接收到的高頻脈沖通過叉指換能器轉(zhuǎn)變成聲表面波，并在晶體表面?zhèn)鞑?。反射器組成對入射表面波部分反射，并返回到叉指換能器，叉指換能器又將反射脈沖串轉(zhuǎn)變成高頻電脈沖串。由于聲表面波的傳播速率低，有效的反射脈沖串在經(jīng)過及微妙的延遲時間后才回到閱讀器（如圖 438表示。 圖 438 聲表面波的傳播 聲表面波標(biāo)簽的識別原理 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 3） 聲表面波 RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 1）標(biāo)簽編碼容量與作用距離 2）應(yīng)答器和讀寫器的配合 3）應(yīng)用小型低成本且適合待識別物品的電子標(biāo)簽天線 4）封裝 由于標(biāo)簽附著的物品和使用環(huán)境千差萬別，所以其封裝結(jié)構(gòu)各有特色，它們都必須達到以下幾個要求。 ?保證壓電芯片在工作壽命期間能耐受外部環(huán)境應(yīng)力及其變化，不造成性能惡化。 ?至少不能影響或極少影響標(biāo)簽天線的高頻電磁波接收效果。 ?固定于待識別物的方法簡單、附著牢靠，不明顯損傷該物品。 ?外型美觀，對于待識別物和諧，并滿足安全和保護環(huán)境等要求。 聲表面波標(biāo)簽的識別原理 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 4） 聲表面波 RFID的優(yōu)點 由于 SAW器件本身工作在射頻波段，無源且抗電磁干擾能力強，所以SAW技術(shù)實現(xiàn)的電子標(biāo)簽具有一定的獨特優(yōu)勢，是對集成電路（ IC）技術(shù)的補充。 聲表面波 RFID的主要特點有： （ 1）讀取范圍大且可靠，可達數(shù)米； （ 2）可使用在金屬和液體產(chǎn)品上； （ 3）標(biāo)簽芯片與天線的匹配簡單，制作工藝成本低； （ 4）不僅能識別靜止的物體，而且能識別速度達 300km/h的高速運動物體。 （ 5）可在高溫差（ 100℃ ～ 300℃ ）、強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用。 聲表面波標(biāo)簽的識別原理 四、 RFID系統(tǒng)的基本原理 （ 4） 聲表面波 RFID的優(yōu)點 由于 SAW器件本身工作在射頻波段，無源且抗電磁干擾能力強，所以SAW技術(shù)實現(xiàn)的電子標(biāo)簽具有一定的獨特優(yōu)勢，是對集成電路（ IC）技術(shù)的補充。 聲表面波 RFID的主要特點有： （ 1）讀取范圍大且可靠，可達數(shù)米； （ 2）可使用在金屬和液體產(chǎn)品上； （ 3）標(biāo)簽芯片與天線的匹配簡單，制作工藝成本低； （ 4）不僅能識別靜止的物體，而且能識別速度達 300km/h的高速運動物體。 （ 5）可在高溫差（ 100℃ ～ 300℃ ）、強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用。 1） 實訓(xùn)任務(wù) 五、實訓(xùn)與實踐 2） 實訓(xùn)設(shè)計 五、實訓(xùn)與實踐 Qamp。A 參考資料 :
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