【正文】 閱讀器分為射頻卡數(shù)據(jù)讀取部分(射頻部分 )、控制電路部分、主機(jī)接口電路部分。 RFID（ Radio Frequency Identification）系統(tǒng)中射頻卡（應(yīng)答器）與閱讀器之間無需物理接觸即可完成識別，可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識別和運(yùn)動目標(biāo)識別，應(yīng)用范圍更加廣泛。卡片內(nèi)封裝有集成電路，用以存儲和處理數(shù)據(jù)。 本 文 討 論 了 一 種 采 用 TI 公 司 的 射 頻 標(biāo) 簽 多 協(xié) 議 芯 片RIR6C001A 組成的射頻標(biāo)簽閱讀器方案，使用微芯公司的單片機(jī)PIC16F874 作為控制器，給出了閱讀器的完整電路實(shí)現(xiàn)與時序設(shè)計(jì)， 并提出了一種基于 SPI 串行總線實(shí)現(xiàn) S6700 系列芯片通信協(xié)議的方案，實(shí)現(xiàn)了射頻標(biāo)簽與控制器之間數(shù)據(jù)傳遞與控制功能。 返回 第 49 頁 共 114 頁 基于 TI S6700 系列芯片的 RFID 閱讀器 [摘要 ]閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?。在一個倉庫中使用天線好像是不可行的，除非使用有源標(biāo)簽 ，但是在任何情況下，倉庫內(nèi)的天線輻射模式將嚴(yán)重失真。作用距離隨著頻率升高而下降。 距 離 RFID 天線的增益和是否使用有源的標(biāo)簽芯片將影響系統(tǒng)的使用距離。圖 11 和圖 12 是在一個天線前的一個橫截平面的接收信號等高線圖，顯示了嚴(yán)重的失真。在與天線距離 100mm 的時候，測量了幾瓶水（塑料和玻璃），見圖 7，反回信號降低大于 10dB。對于全向天線是不可行的 ，所以設(shè)計(jì)方向性強(qiáng)的天線，它們不受這個問題的影響。此外是物體的介電常數(shù)，而不是金屬，改變了諧振頻率。另一個問題是其他的與天線接近的物 體可以降低天線的返回?fù)p耗。例如，一個縫隙天線可以設(shè)計(jì)具有幾百歐姆的阻抗。由于 RFID 標(biāo)簽的方向性是不可控的，所以讀卡機(jī)必須是圓極化的。 可 選的天線 在 435 MHz, GHz 和 GHz 頻率是用的 RFID 系統(tǒng)中，可選的天線有幾種，見下表，它們重點(diǎn)考慮了天線的尺寸。 天線必須： 足夠的小以至于能夠貼到需要的物品上； 有全向或半球覆蓋的方向性； 提供最大可能的信號給標(biāo)簽的芯片； 無論物品什么方向，天線的極化都能與讀卡機(jī)的詢問信號相匹配； 具有魯棒性； 非常便宜。 引 言 在 RF 裝置中，工作頻率增加到微波區(qū)域的時 候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加嚴(yán)峻。物美集團(tuán)董事長張文中接受記者專訪時表示，零售終端處于供應(yīng)鏈的核心 地位，對生產(chǎn)者有著直接的制約作用，只有抓住終端，才可能推動整個電子標(biāo)簽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。只有找到好的應(yīng)用案例，電子標(biāo)簽才具有推廣動力。本月 11 日，實(shí)華開電子商務(wù)公司與 IBM 簽訂協(xié)議，共同開發(fā) RFID 技術(shù)，而香港機(jī)場正在進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的試驗(yàn)中也有中國系統(tǒng)集成商的身影。 “目前，全球范圍內(nèi)各種電子標(biāo)簽的應(yīng)用還不存在統(tǒng)一的代碼、頻率或者標(biāo)準(zhǔn)，”中國物流與采購聯(lián)合會副會長戴定一表示，“電子標(biāo)簽關(guān)鍵是走到哪里都能用，因此標(biāo)準(zhǔn)一定要統(tǒng)一。上海復(fù)旦微電子股份公司副總經(jīng)理俞軍認(rèn)為，降低成本的主要手段是技術(shù)進(jìn)步和批量生產(chǎn)。 沃爾瑪一供應(yīng)商笑言，一臺 1000 元的電腦和一個 2 毛錢的西瓜同樣在沃爾瑪銷售，如果都貼電子標(biāo)簽的話，賣西瓜的還賺錢嗎？ “進(jìn)雄”鄭總告訴記者，電子標(biāo)簽如果成本不下降，推行會很困難，特別是對中國的中小供貨商而言，本身商品價值低，如果加貼電子標(biāo)簽，肯定吃不消?！睒I(yè)內(nèi)知情人士向記者明確表示。只要消費(fèi)者從貨架上拿起一件商品，電腦系統(tǒng)會自動將商品資料報(bào)告整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)，客戶結(jié)賬時只需要將購物車通過讀取機(jī)， 就能一次結(jié)清購物車內(nèi)的所有物品的價格，而后端倉庫也能立第 41 頁 共 114 頁 即了解需要補(bǔ)貨的項(xiàng)目。 廈門“進(jìn)雄”是美資公司 ，主要生產(chǎn)戶外用品，早年已進(jìn)入沃爾瑪供應(yīng)體系。” 電話那頭，廈門“進(jìn)雄”企業(yè)有限公司鄭總對 RFID 毫不陌生。 其他開發(fā) SAW RFID 的公司 澳大利亞的 Carinthian Tech Research (CTR)公司最近開發(fā)了一種新型被動式 RFID 標(biāo)簽。另外，通過加入關(guān)鍵信號處理功能（如多標(biāo)簽讀取功能），整個系統(tǒng)的成本被進(jìn)一步優(yōu)化了。 在許多應(yīng)用場合中， SAW 的讀取距離是足夠大的，因此被動式標(biāo)簽可以代替用電池驅(qū)動的高成本主動式標(biāo)簽。 RFSAW 已向許多行業(yè)銷售了 SAW RFID 設(shè)備，另外在創(chuàng)建一個包括這種設(shè)備的 ISO 18000 的子標(biāo)準(zhǔn)方面，它也是主要的推動者。實(shí)際上直到今天，沒人知道如何制造主動式的或可讀寫的 SAW RFID標(biāo)簽，盡管 Dallas 公司的 RFSAW 已作了一些很好的工作來顯示它不需額外的傳感器就可感應(yīng)張力或溫度的變化。 SAW RFID 的突破 SAW（表面聲波） RFID 已出現(xiàn)了一段時間，應(yīng)用在移動電話、尋呼機(jī)中的數(shù)以億計(jì)的非 RFID SAW 方案具有可靠性高，成本低的特點(diǎn)， SAW RFID 技術(shù)也從這些優(yōu)點(diǎn)中受益良多。 ND 系列高頻聲表面波器件批量生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)范與國外同類產(chǎn)品的相當(dāng)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行態(tài)勢良好，年增長率大于 30%。 德國的 Baumer Ident GmbH 公司生產(chǎn)的 OISW 聲表面 波標(biāo)簽、 Siemens 公司的 SOFIS 聲表面波系統(tǒng)已成功用于挪威奧 斯陸汽車過橋自動收費(fèi)系統(tǒng)以及德國慕尼黑火車進(jìn)站定位系統(tǒng)。 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(qiáng)， 因此 SAW 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電子標(biāo)簽具有一定獨(dú)特的優(yōu)勢，是對集成電路技術(shù)的補(bǔ)充。通過解調(diào)與處理，達(dá)到自動識別的目的。 SAW 標(biāo)簽是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。 SAW 器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術(shù)制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的壓電效應(yīng)，通過輸入叉指換能器 (IDT)將電信號轉(zhuǎn)換成聲 信號，并局限在基片表面?zhèn)鞑?，輸?IDT 將聲信號恢復(fù)成電信號，實(shí)現(xiàn)電 聲 電的變換過程，完成電信號處理過程，獲得各種用途的電子器件。一般情況下，電 子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識別系統(tǒng)。 (2)電磁反向散射耦合：雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電 磁波，碰 到目標(biāo)后反射，同時攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī) 律。 返回 第 33 頁 共 114 頁 SAW 射頻識別無源電子標(biāo)簽技術(shù)及應(yīng)用 射頻識別系統(tǒng) 射頻識別 (RFID)技術(shù)是一 種無接觸自動識別技術(shù)，其基本原理 是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對靜止的或移動中 的待識別物品的自動機(jī)器識別。 在高成品率上，由于智能標(biāo)簽本身的價值要高于普通印刷標(biāo)簽許多倍，所以給企業(yè)帶來高利潤的同時，印刷品高成品率尤為重要。如今，導(dǎo)電油墨已開始取代各頻率段的蝕刻天線，如超高頻段 (860～ 950MHz)和微波頻段(2450MHz)，用導(dǎo)電油墨印刷的天線可以與傳統(tǒng)蝕刻的銅天線相比第 32 頁 共 114 頁 擬，此外，導(dǎo)電油墨還用于印制智能標(biāo)簽中的傳感器及線路印刷。銀漿油墨是由超細(xì)銀粉和熱塑性樹脂為主體組成的一液型油墨，在 PET、 PT、 PVC 片材上均可使用，有極強(qiáng)的附著力和遮蓋力，可低溫固化，具有可控導(dǎo)電性和很低的電阻值。導(dǎo)電油墨是一種特種油墨 ，它可在 UV 油第 31 頁 共 114 頁 墨、柔版水性油墨或特殊膠印油墨中加入可導(dǎo)電的載體，使油墨具有導(dǎo)電性。在智能標(biāo)簽印刷中，要使用導(dǎo)電油墨，而印刷導(dǎo)電油墨較好的絲網(wǎng)是鎳箔穿孔網(wǎng)。智能標(biāo)簽的芯片層可以用紙、 PE、 PET 甚至紡織品等材料封裝并進(jìn)行印刷，制成不干膠貼紙、紙卡、吊標(biāo)或其他類型的標(biāo)簽。據(jù)報(bào)道，目前這種智能標(biāo)簽的生產(chǎn)呈高速增長的趨勢，在歐洲， 2020 年市場已達(dá)到 5 0 億美元以上，并以每年約 4 0 % 的速度增長，預(yù)計(jì)2020 年，全世界的 RFID 標(biāo)簽的使用量將達(dá)到 200 億個以上，屆時零售業(yè)將會全面普及應(yīng)用 RFID 智能標(biāo)簽。在智能標(biāo)簽中，可植入多種材料內(nèi)部特性和可讀取的功能被廣泛地應(yīng)用于無線識別領(lǐng)域，如產(chǎn)品識別、質(zhì)量監(jiān)控、票證、資產(chǎn)管理和提供系列追蹤管理等。智能標(biāo)簽具有小、薄、柔 (制作的產(chǎn)品厚度可達(dá)到 左右，大小從幾毫米到近二十厘米，可隨意扭曲、彎折 )的優(yōu)點(diǎn)，以及具有讀取數(shù)據(jù)信息快，并可依特殊命令讀取 ID 號碼和一些特殊信息等特點(diǎn)。例如，許多食品和藥品等的包裝必須在特定的溫度和低污染環(huán)境下儲存運(yùn)輸，一般的標(biāo)簽無法了解和監(jiān)控產(chǎn)品保存的溫度和保質(zhì)情況，而智能標(biāo)簽就可以在產(chǎn)品貯運(yùn)過程中適時監(jiān)控對溫度要求敏感、易腐爛產(chǎn)品的溫度，它憑借特殊的芯片、天線、傳感器等，測量貯運(yùn)過程中的溫度，警示廠商防止溫度變化對產(chǎn)品的影響。智能標(biāo)簽是標(biāo)簽領(lǐng)域的新秀，它具有超越傳統(tǒng)標(biāo) 簽的功能，是電子和計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)在標(biāo)簽制印上的結(jié)晶。 信息 載體 信息量 讀 /寫性 讀取 方式 保密性 智能化 抗干擾能力 壽命 成本 條 碼 紙、塑料薄膜、金屬表面 小 只讀 CCD或激光束掃描 差 無 差 較短 最低 RFID卡 EEPROM 大 讀 /寫 無線通信 最好 有 很好 最長 較高 返回 第 27 頁 共 114 頁 智能標(biāo)簽特點(diǎn)及其制印技術(shù)現(xiàn)狀分析 [摘要 ]智能標(biāo)簽的印刷與傳統(tǒng)標(biāo)簽的印刷有著很大的區(qū)別，由于智能標(biāo)簽及其芯片的特殊性，不能承受印刷機(jī)的壓力，所以，除噴墨印刷外，一般是采用先印刷面層，再與芯片層復(fù)合、模切的工藝。條形碼本身還具有其他缺點(diǎn)，如果標(biāo)簽被劃破，污染或是脫落，掃描儀就無法辨認(rèn)目標(biāo)。 射頻技術(shù)與條形碼是兩種不同的技術(shù)，有不同的適用范圍，有時會有重疊。射頻標(biāo)簽不像條形碼，它特有的辨識器不能被復(fù)制。 射頻標(biāo)簽只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。 中國 ISO/IEC JTC1 SC31 秘書處設(shè)在中國物品編碼中心。與 ISO 17799（信息安全管理的實(shí)踐代碼） 相似，并不強(qiáng)制要求遵從這些指導(dǎo)方針，但這些指導(dǎo)方針卻為信息安全計(jì)劃提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其主要是有關(guān)工作頻率、功率、無線電波輻射等對健康的影響標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3） RFID 設(shè)備安裝 — ETSI TG34 2020 年 9 月 ETSI 就發(fā)布了 EN 302 208 標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了 865 MHz至 868 MHz 波段中 UHF（ RFID 射頻快報(bào)注：歐洲 RFID 所用超高頻段）段 RFID 設(shè)備的 技術(shù)要求和測量方法 。 （ 2）美國國防部（ DOD）的推動。 而世界第三大零售商麥德龍集團(tuán) (Metro Group)也計(jì)劃在供應(yīng)鏈上采用射頻識別技術(shù) (RFID)，并在其德國萊茵博格市 (Rheinberg)的 一家 未來商店 里大量應(yīng)用 RFID。 將 RFID 應(yīng)用到供應(yīng)鏈中還存在另外一些需要解決的問題，如讀寫設(shè)備的可靠性、成本、 數(shù)據(jù)的安全性、個人隱私的保護(hù)和與系統(tǒng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)的可靠性、數(shù)據(jù)的同步等等，不解決好以上問題，肯定會制約 RFID 的進(jìn)步，不過最近 RFID 相關(guān)的高層會議接連不斷， RFID 技術(shù)的快速發(fā)展已呈燎原之勢。 目前全球有兩大 RFID 標(biāo)準(zhǔn)陣營：歐美的 AutoID Center 與日本的 Ubiquitous ID Center（ UID）。 世界排名第一的零售商沃爾瑪在 2020 年宣布，到 2020 年 1 月份時要求它前 100 大的供應(yīng) 商采用 RFID 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨品自動識別，以繼續(xù)提高其供應(yīng)鏈的管理能力。例如用 180 相移表示 1，用 0 相移表示 0。例如對應(yīng)二進(jìn)制 0 的載波頻率為 F1，而對應(yīng)二進(jìn)制 1 的載波頻率為 F2。 幅度鍵控（ ASK）：即按載波的幅度受到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制而取不同的值，例如對應(yīng)二進(jìn)制 0，載波振幅為 0； 對應(yīng)二進(jìn)制 1，載波振幅為 1。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景決定了它的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的日臻完善。 其中 ISO 180006 基 本上是整合了一些現(xiàn)有 RFID 廠商的產(chǎn)品規(guī)格和EANUCC 所提出的標(biāo)簽架構(gòu)要求而訂出的規(guī)范。 此標(biāo)準(zhǔn)和 ISO 6346 共同應(yīng)用于集裝箱的識別， ISO 6346 規(guī)定了光學(xué)識別， ISO 10374 則用微波的方式來表征光學(xué)識別的信息。 第 17 頁 共 114 頁 ISO 10374 ISO 10374 標(biāo)準(zhǔn)說明了基于微波應(yīng)答器的集裝箱自動識別系統(tǒng)。二者防沖撞機(jī)制的原理不同 :前者是基于位沖撞檢測協(xié)議，而 TYPE B 通過系列命令序列完成防沖撞； ISO 15693 采用輪尋機(jī)制、分時查詢的方式完成防沖