RFID标签天线--芯片与材料.ppt

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RFID应用及原理第三章RFID技术工作原理PPT课件

02
RFID系统组成
标签类型
01
分为被动式、主动式和半主动式三种类型，其中被动式标签应用最为广泛。
标签结构
02
由天线和芯片组成，天线用于接收和发送信号，芯片则存储物品信息。
标签工作原理
03
当标签进入磁场后，阅读器通过天线发送射频信号，标签接收信号后，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息，供阅读器读取。
rfid应用及原理第三章rfid技术工作原理ppt课件
contents
目录
RFID技术概述 RFID系统组成 RFID工作原理 RFID安全与隐私 RFID未来发展
01
RFID技术概述
无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种非接触式的自动识别技术，通过无线电波在一定距离内识别特定目标并读写相关数据。
访问控制
对RFID标签和读写器之间的通信进行加密，确保数据传输过程中的隐私保护。
加密通信
隐私保护
05
RFID未来发展
技术发展趋势
标准化：随着RFID技术的普及，标准化将成为一个重要的发展趋势。通过制定统一的行业标准，可以促进不同厂商之间的设备兼容性，降低成本，提高应用效率。
智能制造
在智能制造领域，RFID技术可以用于实现生产过程的自动化和智能化管理。通过在生产线上部署RFID标签，可以实现生产过程的实时监控和追踪，提高生产效率和产品质量。
RFID技术利用射频信号和感应电流的耦合效应，实现信息的传递和数据的读写。
RFID定义
雷达技术的应用，为RFID奠定了基础。
1940年代
美国开始研究RFID技术，用于军事和物流领域。

第四章-RFID系统工作原理ppt课件

解码器
命令
数据
写数据读数据
物理接能量口（调
制解调器）
数据协议处理器标签驱动（射频单元）
应用程序接口（API）
空中接口（Air Interface）
图4-1 RFID系统结构
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
通过电磁场对电子标签进行识别。因此，阅读器天线所形成的电磁场范围即为阅读器的可读区域。
2 电子标签
电子标签 (Electronic Tag) 也称为智能标签 (Smart Tag) ，是由IC芯片和无线通信天线组成的超微型的小标签，其内置的射频天线用于和阅读器进行通信。电子标签是RFID系统中真正的数据载体。系统工作时，阅读器发出查询（能量）信号，标签（无源）在收到查询（能量）信号后将其一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工作，一部分能量信号被电子标签内保存的数据信息调制后反射回阅读器。
中间件的主要任务和功能：
（1）阅读器协调控制
终端用户可以通过RFID中间件接口直接配置、监控以及发送指令给阅读器。一些RFID中间件开发商还提供了支持阅读器即插即用的功能，使终端用户新添加不同类型的阅读器时不需要增加额外的程序代码。
（2）数据过滤与处理
当标签信息传输发生错误或有冗余数据产生时，RFID中间件可以通过一定的算法纠正错误并过滤掉冗余数据。RFID中间件可以避免不同的阅读器读取同一电子标签的碰撞，确保了阅读准确性。
（3）数据路由与集成
RFID中间件能够决定采集到的数据传递给哪一个应用。RFID中间件可以与企业现有的企业资源计划（ERP）、客户关系管理（CRM）、仓储管理系统（WMS）等软件集成在一起，为它们提供数据的路由和集成，同时中间件可以保存数据，分批的给各个应用提交数据。

RFID基础知识ppt课件

按耦合方式分电感耦合方式和反向散射耦合方式
8
射频信号的耦合类型
•电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应, 一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、 225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cm。 •电磁反向散射耦合：雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律 ,一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz， 5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m.
特高频微波（SHF）GHz 2.45以上
定向<=30度蚀刻/印刷铝/导电油墨倒装键合胶片 >=3.0M以上
19
Inlay
20
RFID读写器
RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
送到Savant，Savant具有数据平滑，
数据校验以及数据暂存等功能。数据
经过Savant处理后，传送到Internet。
1. 分布式结构
2. 数据校对
3. 解读器协调
4. 数据传送
5. 数据存储
6. 任务管理。
24
RFID（电子标签）产业链
芯片设计、生产、测试、划片、触点加工天线设计、生产芯片封装：倒装芯片(flip chip)或线绑定(wire bond) 印刷、成卡、标签生产识读设备研发与生产中间件、应用软件、物联网应用单位标准组织、国家RFID管理部门

RFID原理与应用-第二章PPT课件

1. RFID系统的基本组成 2. RFID电子标签 3. RFID读写器 4. 飞利浦的Mifare标准IC卡—MF1
IC S50 5. 飞利浦的ICODE标准ICODE SLI系
列SL2 ICS20卡
1. RFID系统的基本组成
1-1 RFID通信的物理学原理①
根据观测点到天线的距离和电磁波的波长，电磁场区划分为近场区和远场区
5. 飞利浦的ICODE标准ICODE
SLI系列SL2 ICS20卡
ISO/IEC 15693协议标准的高频RFID无源IC卡，专为供应链与运筹管理应用所设计，具有高度防冲突与长距离运作等优点，适合于高速、长距离应用。包括ICODE SLI-S、SL2-S 等多系列产品，目前ICODE 是高频（HF）RFID标签方案的业界标准。
在智能物流、仓储、图书馆等较大规模的RFID 应用系统中，通常需要几十个甚至几百个读写器组成一个网络，使大范围内的每一个电子标签至少和一个读写器进行通信。这样不可避免地产生多读写器的冲撞问题。冲撞问题有大致可分为多读写器对标签的干扰和读写器对读写器的干扰。多读写器对标签的干扰问题主要由标签自身的抗干扰能力来解决，本节主要讨论读写器对读写器的干扰问题及解决方法。
Wireles _power_transfer_via_inductive_coupling.flv
1-1 RFID通信的物理学原理③
RFID的低频和高频段的信息传递在近场区进行，超高频和微波段在远场区进行
1-2-1 RFID信号的调制解调①
进行无线通信需要把通信信号加载到一定频率的载波上进行发送，信号的调制是对信号源信息进行处理加载到载波上，使其变为适合于信道传输形式的过程。在无线电技术中原始的信号叫基带信号，数字调制就是用基带信号控制高频载波的参数（振幅、频率和相位），使这些参数随基带信号变化。用来控制高频载波参数的基带信号称为调制信号，未调制的高频电振荡称为载波。被调制信号调制过的高频电振荡称为已调波或已调信号。解调是调制的逆过程。调制方式不同，解调方法也不一样，与调制的分类相对应。

RFID技术(共47张PPT)

案例：沃尔玛
❖ 通过采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。RFID有助于解决零售业两个最大的难题：商品断货和损耗（因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品），而现在单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额能达到这个数字，就可以在美国1000 家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计，这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。
③ 监视器，在出口形成一定区域的监视空间。
四、RFID的种类
2．便携式数据采集系统便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持式数据采集器采集RFID标签上的数据。
❖这种系统具有比较大的灵活性，适用于不宜安装固定式 RFID系统的应用环境。
❖手持式阅读器(数据输入终端)可以在读取数据的同时，通过无线电波数据传输方式实时地向主计算机系统传输数据，也可以暂时将数据存储在阅读器中，成批地向主计算机系统传输数据。
射频识别（RFID）的应用实例
❖ 2006年，德国举行了世界杯足球赛，其所有入场门票皆采用RFID技术的带芯片纸质门票，以遏止黄牛票的买卖行为以及伪造门票，使得真正持有票的人才可以入场。
❖ RFID 门票除了付款、进入比赛会场外，还可用于如停车、寄放物品、搭乘大众运输系统、购买饮料及各种其它商品等额外的加值服务。
2．射频标签
（2）射频标签的分类
按标签中存储器数据存储能力的不同，可分为：
标识标签与便携式数据文件。
❖标识标签中存储的只是标识号码，用于对特定的标识项目，如人、物、地点进行标识，关于被标识项目的详细的特定信息，只能在与系统相连接的数据库中进行查找。

rfid应用的ppt

仓储管理物流跟踪航空包裹自动控制
道路收费
9
RFID系统分类
按照不同的分类方法，RFID系统有不同的分类
➢ 根据工作机理分类
• 电磁耦合：电磁耦合方式中阅读器将射频能量以电磁波的形式发送出去； • 电感耦合：电感耦合方式中阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈的周围，通
过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频标签线圈之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量；
远距离电磁耦合
近距离电感耦合
读写器读写器
标签
N 标签
S
10
RFID系统分类
按照不同的分类方法，RFID系统有不同的分类
➢ 根据标签有无电源分类
• 被动型 • 主动型
标签类型电力/电波
成本
传送距离
特征
缺点
不带电源，
可半永久性使用
受距离限制，
被动型
不能独自发射电波
低
数毫米-数米
只能读数据标签中只有ID,数据
➢ 使用寿命长,能在恶劣环境下工作，成本较高；
➢ 不能做到100%识别率；
7
RFID系统分类
按照不同的分类方法，RFID系统有不同的分类
➢ 根据系统工作频率分类
(Low Frequency，LF， 30~300KHz)
低频
(High Frequency，HF， 3~30MHz)
高频
超高频
(Ultra High Frequency， UHF，300~1000MHz)
一般要求功率较大的RFID读
管理在数据中心
写器
体积大、成本
主动型
带有电源，可独自发射电波
高
数十米-数百电源寿命(1-10年) 高，使用时间

《RFID介绍中文版》课件

标准化组织合作
加强各国标准化组织的合作，共同推动RFID标准的制定和推广。
标准化测试与认证
建立完善的测试与认证体系，确保RFID产品的性能和可靠性符合标准要求。
THANKS
感谢观看
读写器类型
根据应用场景的不同，读写器可分为固定式、手持式、移动式等多种类型。
读写器技术
读写器的技术参数包括频率、功率、数据传输速率等，这些参数直接影响着读写器的性能和应用范围。
天线
天线功能
天线的主要功能是传输信号，将读写器发出的信号传输给标签，并将标签返回的信号传输给读写
器。
天线类型
天线可分为偶极子天线、微带天线、八木天线等多种类型，根据不同的应用场景选择合适的天线
1990年代
随着电子标签成本的降低和技术的成熟，RFID技术在物流、零售等领域得到广泛应用。
当前发展状况与趋势
广泛应用
技术创新
RFID技术已在物流、零售、制造、医疗、交通等领域得到广泛应用，提高了管理效率和运营水平。
随着物联网、云计算等技术的发展，RFID 技术不断创新，向着更高效、更智能的方向发展。
隐私保护
随着人们对隐私问题的关注增加，将推动RFID技术在隐私保护方面的发展。
标准化和互通性
未来将推动RFID技术的标准化和不同系统之间的互通性，方便信息的共享和交流。
05
RFID的实际应用案例
物流与供应链管理
总结词
RFID技术在物流与供应链管理中应用广泛，能够提高物流效率和准确性，降低成本。
RFID标签具有唯一标识、存储信息、无线通信等功能，可广泛应用于物品跟踪、库存管理、身份识别等领域。
标签结构
RFID标签由芯片和天线组成，芯片负责存储和传输信息，天线则负责接收和发送信号。

RFID技术简介ppt课件

RFID通信時序－RTF與TTF系統
時序指的是閱讀器與標籤的工作次序。也就是說閱讀器主動喚醒標籤〔Reader Talk First），還是標籤自報家門〔Tag Talk First）。無源標籤一般是閱讀器先講。多標籤同時識讀可採用閱讀器先講，也可標籤先講。
RFID通信時序－RTF與TTF系統
標籤的供電形式－有源、無源與半有源系統
半有源系統的標籤帶有電池，但電池只對標籤內部供電，標籤不主動發射信號，只有被閱讀器啟動時，才透過電磁感應或電磁反向散射方式發送訊號。
標籤的資料傳輸方式－主動式、被動式、半主動式
無源系統為被動式、有源系統為主動式、半有源系統為半主動式。
主動式系統用自身的射頻能量，發送資料給閱讀器，調制方式為調幅、調頻或調相
有源系統的標籤，使用標籤內部電池供電，不需閱讀器提供能量來啟動，可主動發射信號。
識別距離較長，可達幾十公尺甚至是上百公尺，但壽命有限且成本較高。由於標籤附有電池，體積較大，無法製成薄片。
標籤的供電形式－有源、無源與半有源系統
無源射頻標籤不含電池，利用閱讀器的電磁場提供能量。
重量輕、體積小、壽命非常長、成本低廉，是目前最流行的標籤。一般識別距離較近，一般為幾公尺到幾十公尺需要較大的閱讀器發射功率。
標籤的工作頻率－低頻、高頻、超高頻、微波系統
低頻〔125～135kHz〕技術一直用於近距離的門禁管理。由於其信噪比〔Signal Noise Ratio〕較低，其識讀距離受到很大的限制。另外由於可用帶寬很窄，傳輸速率很低，低頻性能防衝撞很差，多標籤識讀時也比較慢，性能易受其他電磁環境影響。
被動式系統，使用電磁感應耦合，或電磁反向散射調制發射資料，利用閱讀器的載波來調制自己的信號。

RFID介绍及应用案例ppt课件

• 我们称无线射频识别技术也为电子标签系统
RFID系统组成
• 天线(Antenna , or coil) • 读取器(Reader , transceiver) • 感应标签(Transponder, or RF Tag, 或硅芯片)
RFID优点
• 体积小：Hitachi研发的被动式RFID芯片仅0.4mm X 0.4mm大小，与一颗沙粒相仿，可贴附在任何大小的商品上。
。 • •小型化、便携化、嵌入化、模块化。 • •多频段兼容。 • •多种自动识别技术集成，如条码与RFID集成。 • •更多新技术的应用。如智能信道分配技术、扩频技术、码分多址技
术等。
电子标签系统基本参数
• 识别距离 • 抗冲撞性能 • 识别速度 • 系统频率 • 发射功率 • 识别率 • 电子标签系统应用环境 • 无线电政府监管 • 隐私权 • 认证体系
• 感应的距离较远。
– Active Tag (主动式)
• 价格较高；因内建电池，所以体积比Passive tag大。 • 有使用之年限。 • 较长的感应距离。
感应标签(Transponder)的分类 (Page 3 of 3)
• 根据频率的高低，大致上可分为以下三类:
–低频率(Low Frequency)： 100~500KHz 低频率的感应距离较短以及读取速度较慢，以125KHz为主。穿透能力好。
第二部分各领域典型案例简析
RFID经典应用领域 ■ ■ ■
–运输与配送：车辆 –制造与加工：生产自动化 –安全与认证：人员识别
积极试点，高成长性领域■ ■ ■
–动物识别 –废弃物管理 –会议与计时 –邮包跟踪 –航空行李跟踪 –道路收费管理
RFID特殊应用领域

RFID技术PPT课件

5.1 RFID概述
1. ISO制定的RFID标准体系
• 根据国际标准化组织 ISO/IEC联合技术委员会JTC1子委员会 SC31的标准化工作计划，RFID标准可以分为4个方面：数据标准（如编码标准 ISO/IEC15691, 数据协议 ISO/IEC 15692 、 ISO/IEC 15693,解决了应用程序／标签和空中接口多样性的要求，提供了一套通用的通信机制）；空中接口标准（ISO/IEC 18000 系列）；测试标准（性能测试标准ISO/IEC 18047和一致性测试标准ISO/IEC 18046)；实时定位（RTLS)(ISO/IEC 24730系列应用接口与空中接口通信的标准）方面的标准。RFID标准的逻辑框架结构如图5.3所示。
5.1 RFIDБайду номын сангаас述
5.1.2 RFID系统与物联网
•
RFID技术是物联网技术的基础，也只有了解和掌握
RFID相关技术的发展及相关技术，才能理解物联网的实现
原理。
•
“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：
第一，物联网核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础
上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任
ISO/IEC15961 （附属）
ISO/IEC18000
图5.3 ISO定义的RFID标准逻辑框架
5.1 RFID概述
2. EPCglobal标准体系
• 与ISO通用性RFID标准相比，EPCglobal标准体系是面向物流供应链领域，可以看成是一个应用标准。EPCglobal的目标是解决供应链的透明性和追踪性，透明性和追踪性是指供应链各环节中所有合作伙伴都能够了解单件物品的相关信息，如位置、生产日期等信息。

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.7+j175
no
Impinj
M4QT
M4D M4E M5
Single-port Shunted-port
Dual-port Single-port Single-port
常规
1650Ω+1.21 pF 1000Ω+2.48 pF 1800Ω+1.21 pF 1650Ω+1.21 pF 1650Ω+1.21 pF 1800ohm+1.07pf
3：芯片的选择：H3、H4
实测H4芯片的虚部值略高，对于频带较窄的标签较为明显
0.15mm厚FR4材料
0.8mm厚FR4材料
特殊标签设计的总结
1：材料特性 2：工艺可控 3：性能验证 4：量化生产
谢谢！
2：天线基材，基材介电常数影响天线整体尺寸，基材的介电损耗影响材质对电磁波的吸收。
3：环境的影响，复杂环境（各种射频信号），特殊环境（帖附金属材质）等都不利于常规标签读写性能。
天线线宽和线间距对天线性能的影响
天线线宽和线间距的改变会对频率造成
偏频，设计的时候会根据偏频的方向调整
线宽和线间距的大小，基本满足以下公式
453.00 150um-200um
273.00 120um-170um
284.60 266.60
120um-170um 绑定要求更高
120um-170um
343.00 150um-200um
298.00 150um-200um
影响天线性能的几种情况
1：标签本身的尺寸，尺寸决定了辐射面积的大小，辐射面积越大，天线的带宽越宽，天线性能越好；
：

L
4
其中L为天线一臂的长度，为波长。在 920MHZ附近，天线的一臂长度在90mm左右。
CE31010阻抗匹配
CE31056阻抗匹配
更改线宽C的大小对天线频率的影响
材料和环境对天线的影响
选取天线
4015
裸天线无芯片
1.068g
加木板
863
亚克力板
845
酒瓶
680
纸盒
995
工具盒（含工具） 907
365
60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 70.00
383.00 60.00 333.00 60.00
513.00 60.00 333.00 60.00
344.60 60.00
326.60 60.00
403
60
358
60
390.00 150um-200um H3略厚
390.00 150um-200um H4略薄
芯片绑定工艺:
Flip Chip---倒装芯片技术，它具有高性能、低成本、微型化、高可靠性的特点，为适应柔性基板材料，倒装的键合材料要以导电胶来实现芯片与天线焊盘的互连。
wire bonding--引线键合,它是将半导体芯片焊区与电子封装外壳的I/O引线或基板上技术布线焊区用金属细丝连接起来的工艺技术。
8+j288
NXP
G2XL 常规无源 1500+0.9pf（倒推值） 24 +j195
Ucode7
常规无源半有源
12.5 +j277
140 660*660 160
142 660*660 160
130
128 590*590 150
590*590 150
590*590 150
134 590*590 150
芯片规格介绍
芯片厂家芯片名称工作方式
公布阻抗
公布阻抗匹配值实测阻抗芯片大小厚度触点间隔凸块大小凸块间距
绑定参考
@915Mhz
匹配值（um）（um）（um）（um）（um）
备注
Alien
H3 H4 H3封装
唯一唯一唯一
1500Ω+0.85pf+0.13pf 1500Ω+0.85pf+0.13pf
RFID标签天线
-------芯片与材料
目录
1：UHF RFID常用芯片 2：影响天线频率的几种情况 3：材料的介电常数和介电损耗 4：耐高温水洗标签总结
UHF RFID常用芯片
我司使用的几种芯片：
Alien：H3、H4; NXP：G2IL、G2IM、G2XL、Ucode7 Impinj：M4QT、M4E、M4D、M5
11 + j143 Ω 4.9 + j70 Ω 11 + j143 Ω 11 + j143 Ω 11 + j143 Ω 14.6+j161Ω
G2IL
常规无源 2200+0.77pf（倒推值）
半有源
23 +j224 7+j230
G2IM
常规无源 2200+0.77pf（倒推值）
24 +j222
半有源
工具盒（空）
923
书本
803
透明盒
933
选取天线
裸天线无芯片口香糖盒子双面覆PET耐温不干胶双面覆合成纸
CEA018
1.12g 947 1.09 1.08
选取天线裸天线无芯片 PVC卡
CEA020 950 865
介电常数
同一电容器中用某一物质为介电体与该物质在真空中的电容的比值。
介电损耗
128 590*590 150
136 465*465 100
长：485
145
75
宽：435
长：615
145
120
宽：475
长：
431.6
130
150
宽：
413.6
长：505
120
宽：460
520.00 520.00
130.00 130.00
470.00 470.00 470.00 470.00 470.00
在电场作用下，介电体单位时间内消耗的能量。包括漏电损耗、电离损耗、极化损耗和结构损耗等。
耐高温水洗标签总结
产品设计的几个方向： 1：外壳材料：PPS、PC
PPS的介电常数较大，影响产品的频率。
2：PCB FR4材料厚度：0.8mm、1.6mm
厚度增加后，频率往低频走，需要重新调整匹配。
0.00
410.00 150um-200um 常用 410.00 150um-200um 不常用 410.00 150um-200um 全向标签 410.00 150um-200um 410.00 150um-200um 295.00 120um-170um 服装标签
323.00 120um-170um 绑定要求 273.00 120um-170um 高