RFID读写器的工作原理

RFID读写器的工作原理,第1张

RFID的工作原理是:

标签进入磁场后,如果接收到阅读器发出的特殊射频信号,就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即Passive Tag,无源标签或被动标签)。

或者主动发送某一频率的信号(即Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID的应用非常广泛,目前典型应用有会员卡、公交卡、动物管理、食品药品防伪溯源、停车场及高速收费、门禁考勤、电力设备资产巡检、生产线自动化、物料管理等。

扩展资料:

射频识别技术依据其标签的供电方式可分为三类,即无源RFID,有源RFID,与半有源RFID。

1、无源RFID。

在三类RFID产品中,无源RFID出现时间最早,最成熟,其应用也最为广泛。在无源RFID中,电子标签通过接受射频识别阅读器传输来的微波信号,以及通过电磁感应线圈获取能量来对自身短暂供电,从而完成此次信息交换。

2、有源RFID。

有源RFID兴起的时间不长,但已在各个领域,尤其是在高速公路电子不停车收费系统中发挥着不可或缺的作用。有源RFID通过外接电源供电,主动向射频识别阅读器发送信号。

3、半有源RFID。

无源RFID自身不供电,但有效识别距离太短。有源RFID识别距离足够长,但需外接电源,体积较大。而半有源RFID就是为这一矛盾而妥协的产物。半有源RFID又叫做低频激活触发技术。在通常情况下,半有源RFID产品处于休眠状态,仅对标签中保持数据的部分进行供电,因此耗电量较小,可维持较长时间。

参考资料来源:百度百科-射频识别技术 (科学技术)

无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。 [2]

无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术,通过无线通信结合数据访问技术,然后连接数据库系统,加以实现非接触式的双向通信,从而达到了识别的目的,用于数据交换,串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中,通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离,可分为近场和远场,为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

工作原理

RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入阅读器后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。 [4]

一套完整的RFID系统, 是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部分所组成,其工作原理是阅读器(Reader)发射一特定频率的无线电波能量,用以驱动电路将内部的数据送出,此时Reader便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。 [4]

以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成:感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种方式,而较高频大多采用第二种方式。 [4]

阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源标签提供能量和时序。在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

NB-IoT(Narrowband Internet of Things)的纠错方式有以下几种:
1 重传机制:当接收端检测到数据包有错误时,会向发送端发送NACK信号(未确认),发送端将重新发送该数据包。如果发送端收到ACK信号(确认),则认为数据包已经成功接收。
2 自适应调制:NB-IoT支持自适应调制,可以根据信道质量自动调整调制方式,提高信号传输的可靠性。
3 前向纠错:NB-IoT使用前向纠错技术,将冗余信息添加到数据中,使得接收端可以在一定范围内自动进行错误修复,提高数据传输的可靠性。
4 混合自适应跳频:NB-IoT采用混合自适应跳频技术,可以根据信道质量自动调整跳频方案,提高信号传输的稳定性和可靠性。
总之,NB-IoT采用多种纠错技术,保证数据传输的可靠性和稳定性,使得NB-IoT可以应用于各种不同的场景。

有源RFID和无源RFID的区别。

一、两者概念不同:

1、有源rfid,又称为主动式rfid,是由电子标签供电方式的不同来划分的电子标签的类型,通常支持远距离识别。电子标签可以分为有源电子标签,无源电子标签和半无源电子标签。

2、无源rfid,即无源射频标签采用跳频工作模式,具有抗干扰能力,用户可自定义读写标准数据,在专门的应用系统效率更加快捷,识读距离可达10米以上。

二、它们两者工作原理不同:

1、有源电子标签是指标签工作的能量由电池提供,电池、内存与天线一起构成有源电子标签,不同于被动射频的激活方式,在电池更换前一直通过设定频段外发信息。

2、无源rfid标签的性能受标签大小,调制形式,电路Q值、器件功耗以及调制深度的极大影响。无源射频标签1024bits内存容量,超宽工作频段,既符合相关行业规定,又能进行灵活的开发应用,可同时读写多个标签。无源射频标签设计,无需电池,内存可反复擦写100,000次以上。

三、两者电池原理不同:

1、有源电子标签支持内装电池。

2、无源射频标签不支持内装电池。

四、两者价格和使用寿命不同:

1、有源rfid:价格高,且使用电池寿命相对较短。

2、无源rfid:价格相对有源rfid便宜,且电池使用寿命相对较长。

扩展资料:

1、无线射频识别即射频识别技术,是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

2、无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术,通过无线通信结合数据访问技术,然后连接数据库系统,加以实现非接触式的双向通信,从而达到了识别的目的,用于数据交换,串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中,通过电磁波实现电子标签的读写与通信。

3、根据通信距离,可分为近场和远场,为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。

4、RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入阅读器后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者由标签主动发送某一频率的信号,阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

5、一套完整的RFID系统,是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部分所组成,其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量,用以驱动电路将内部的数据送出,此时Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。

6、以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成:感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种方式,而较高频大多采用第二种方式。 

7、阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。

8、阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。

9、阅读器和标签之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源标签提供能量和时序。

10、在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。 

参考资料来源:百度百科-RFID

一、概述 RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写,射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。
无线射频识别技术(RFID)已经成为一个很热门的话题。据业内人士预测,RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机,随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务,以及其他电脑基础建设的庞大需求。
或许这些预测过于乐观,但RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的。许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件,这些公司包括英特尔、微软、甲骨文、sap和sun。

二、射频识别技术发展历史

从信息传递的基本原理来说,射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了射频识别技术的理论基础。
射频识别技术的发展可按十年期划分如下:
1940-1950年:雷达的改进和应用催生了射频识别技术,1948年奠定了射频识别技术的理论基础。
1950-1960年:早期射频识别技术的探索阶段,主要处于实验室实验研究。
1960-1970年:射频识别技术的理论得到了发展,开始了一些应用尝试。
1970-1980年:射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期,各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。
1980-1990年:射频识别技术及产品进入商业应用阶段,各种规模应用开始出现。
1990-2000年:射频识别技术标准化问题日趋得到重视,射频识别产品得到广泛采用,射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。
2000年后:标准化问题日趋为人们所重视,射频识别产品种类更加丰富,有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低,规模应用行业扩大。
至今,射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。

三、无线射频识别技术

●RFID系统的组成及其工作原理
RFID系统因应用不同其组成会有所不同,但基本都由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和数据交换与管理系统(Processor)三大部分组成。电子标签(或称射频卡、应答器等),由耦合元件及芯片组成,其中饱含带加密逻辑、串行EEPROM(电可擦除及可编程式只读存储器)、微处理器CPU以及射频收发及相关电路。
电子标签具有智能读写和加密通信的功能,它是通过无线电波与读写设备进行数据交换,工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。阅读器,有时也被称为查询器、读写器或读出装置,主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签,再把从主机发往电子标签的数据加密,将电子标签返回的数据解密后送到主机。数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制等。
RFID系统的工作原理如下:阅读器将要发送的信息,经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号,卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码、权限等进行判断。若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理;若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPROM中的内容进行改写,若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。

在RFID系统中,阅读器必须在可阅读的距离范围内产生一个合适的能量场以激励电子标签。在当前有关的射频约束下,欧洲的大部分地区各向同性有效辐射功率限制在500mW,这样的辐射功率在870MHz,可近似达到07米。美国、加拿大以及其他一些国家,无需授权的辐射约束各向同性辐射功率为4W,这样的功率将达到2米的阅读距离,在获得授权的情况下,在美国发射30W的功率将使阅读区增大到55米左右。

●RFID技术的分类
RFID技术的分类方式常见的有下面四种:
根据电子标签工作频率的不同通常可分为低频(30kHz~300kHz)、中频(3MHz~30MHz)和高频系统(300MHz~3GHz)。RFID系统的常见工作频率有低频125kHz、1342kHz,中频1356MHz,高频860MHz~930MHz、245GHz、58GHz等。
低频系统特点是电子标签内保存的数据量较少,阅读距离较短,电子标签外形多样,阅读天线方向性不强等。主要用于短距离、低成本的应用中,如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等;中频系统则用于需传送大量数据的应用系统;高频系统的特点是电子标签及阅读器成本均较高,标签内保存的数据量较大,阅读距离较远(可达十几米),适应物体高速运动,性能好。阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性,但其天线宽波束方向较窄且价格较高,主要用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合,多在火车监控、高速公路收费等系统中应用。
根据电子标签的不同可分为可读写卡(RW)、一次写入多次读出卡(WORM)和只读卡(RO)。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多,如电话卡、xyk等;WORM卡是用户可以一次性写入的卡,写入后数据不能改变,比RW卡要便宜;RO卡存有一个唯一的号码,不能逐改,保证了安全性。
根据电子标签的有源和无源又可分为有源的和无源的。有源电子标签使用卡内电流的能量、识别距离较长,可达十几米,但是它的寿命有限(3~10年),且价格较高;无源电子标签不含电池,它接收到阅读器(读出装置)发出的微波信号后,利用阅读器发射的电磁波提供能量,一般可做到免维护、重量轻、体积小、寿命长、较便宜,但它的发射距离受限制,一般是几十厘米,且需要阅读器的发射功率大。
根据电子标签调制方式的不同还可分为主动式(Active tag)和被动式(Passive tag)。主动式的电子标签用自身的射频能量主动地发送数据给读写器,主要用于有障碍物的应用中,距离较远(可达30米);被动式的电子标签,使用调制散射方式发射数据,它必须利用阅读器读写器的载波调制自己的信号,适宜在门禁或交通的应用中使用。

四、无线射频识别技术改变生活

RFID是通过无线电波扫描基于芯片的电子标签,以实现对物体的识别。这是一项应用前景非常广泛的网络技术,它实现了网络与物理世界的联络。RFID芯片只有蚂蚁头大小,很容易嵌入任何商品标签。德国的世界杯门票就是未来票务革新的一个开端。未来的足球赛、大型演唱会、大型国际会议,甚至紧缺的机票、火车票都可以通过RFID实现有效管理,杜绝倒票和其他不安全因素。
在安保领域,RFID技术应用也开始普及,德国法兰克福机场与日本东京机场联合应用该技术,提高行李安检效率。法兰克福机场电子扫描仪检测的数据,东京也很快能看到。在美国有近100万个家庭宠物携带有这种芯片,一旦宠物走失,主人能很快地找回。2004年9月,日本的一家私立小学在学生书包上也安装了RFID芯片,家长能随时知道孩子的去处。 2004年底的印度洋大海啸后,死难者遗体的鉴定成了一大难事,而今后游客只要注射了RFID芯片,在任何地方遇到事故或被劫持,就能很快被发现。

五、无线射频识别技术发展存在的问题

RFID技术发展的前景是难以估量的,从厨房到展览馆,从超市到迪斯科舞厅,可以说没有哪个经济领域的分支可以不应用RFID的。然而,这一技术的应用可能也会产生某些负面影响。例如:RFID芯片的普遍应用将大大减少零售业的人力需求,这将可能导致员工的失业,并引起员工对新技术的抵触情绪。
由于RFID技术的来临太快,许多技术细节问题也还没有得到解决。到目前为止,RFID技术还没有最终的标准和统一的频率。欧洲RFID系统发射的是一种频率,美国发射的是另一种频率。另外,无线电波的发射受到液体和金属的影响,因此,对饮料和罐头这样的商品应用RFID还比较困难。重要的一点是还不清楚,谁来承担新技术的开发成本,商业零售商和技术供应商之间为此还存在争论。
RFID的广泛应用还引起数据和消费者保护争论。目前,全球都在关注美国关于解决消费者针对超市强行进入私人生活的话题。德国比勒费尔德民权联合会也发起了捍卫个人数据隐私的倡议,反对所谓的间谍芯片。该机构认为,随着RFID芯片越来越容易地被隐藏在鞋子或衣服里,完全有理由相信,未来这种芯片的扫描仪或识别器也会被安装在墙上、门槛里、加油站柱子上或楼梯上,企业可以用来随时随地监控员工或消费者的行为。
批评者是否夸大了RFID的负面影响还有待质疑,事实上目前RFID芯片的无线电波发射范围还很有限。

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物联网基础技术:

1、互联网技术,物联网是互联网的延伸和扩展,因此互联网技术是物联网发展的核心技术。

2、信息采集技术,物联网的发展需要信息采集、信息传递和信息处理这三个方面的完全融合,而信息采集是物联网发展的关键基础,物联网要获得发展,必须突破信息采集技术的瓶颈。

3、网络通信技术,剥去物联网的神秘外衣,其实物联网实质上就是在诸多行业和领域已有应用的无线传感网,无线传感网通过节点中内置的不同传感器检出被测环境中的温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分,移动物体的速度和方向等信息,并通过内置的数据处理及通信单元完成相关处理与通信任务。

4、物品编码技术,物品编码是物联网的基石,是物联网信息交换内容的核心和关键字,是物品、设备、地点、属性等的数字化名称。

5、数据库技术,在物联网时代,作为代表物品的标签数量是万亿数量级。如此大量的数据需要通过数据库管理。数据存储在当地数据库中,标签阅读器与当地数据库相连接。

扩展资料

物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。

整体感知即可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。可靠传输是通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确地传送,以便信息交流、分享。

智能处理即使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。根据物联网的以上特征,结合信息科学的观点,围绕信息的流动过程,可以归纳出物联网处理信息的功能:

射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。
组成部分
应答器:由天线,耦合元件及芯片组成,一般来说都是用标签作为应答器,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。
阅读器:由天线,耦合元件,芯片组成,读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式rfid读写器或固定式读写器。
应用软件系统 :是应用层软件,主要是把收集的数据进一步处理,并为人们所使用。


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