RFID系统的构成及工作原理[优质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。

射频技术RFID全析PPT课件

3、半有源RFID产品，结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势，在低频 125KHZ频率的触发下，让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术，利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说，就是近距离激活定位，远距离识别及上传数据。

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解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），解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。

半有源RFID是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，识别工作无须人工干预，它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可在各种恶劣环境下自由工作，短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体；长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。
4 技术特色

射频技术的特点
射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。

制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系统，导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准，这种混乱和割据的状况已经制约了整个射频识别行业的增长。许多欧美组织正在着手解决这个问题，并已经取得了一些成绩。标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。

第4章RFID系统的构成及工作原理ppt课件

17iti1biti密勒码编码规则1biti的起始位置不变化中间位置跳变00biti的起始位置跳变中间位置不跳变10biti的起始位置不跳变中间位置不跳变密勒码编码规则三三rfidrfid编码调制与数据校验编码调制与数据校验18rfid中常用的编码方式及编解码器密勒码波形及与nrz码曼彻斯特码的波形关系三三rfidrfid编码调制与数据校验编码调制与数据校验19rfid中常用的编码方式及编解码器密勒miller码用曼彻斯特码产生密勒码的电路三三rfidrfid编码调制与数据校验编码调制与数据校验20修正密勒码编码器假设输出数
（a）修正密勒码编码器原理框图
a b c d e Z Z X X Y X Y Z Y 0 0 1 1 0 1 0 0
Hale Waihona Puke 21（b）波形图示例三、RFID编码、调制与数据校验
修正密勒码解码
修正密勒码输入解码开始使能
脉冲形成
时钟电路
数据 CLK
内部数据产生
数据寄存
解码输出
CLK（13.56MHz）解码结束
图4-8射频识别系统的基本通信结构框图
三、RFID编码、调制与数据校验
2）、 RFID调制
脉冲调制是指将数据的 NRZ码变换为更高频率的脉冲串，该脉冲串的脉冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。主要的调制方式为频移键控FSK和相移键控PSK。（1）FSK调制 FSK是指对已调脉冲波形的频率进行控制，FSK调制方式用于频率低于135kHz(射频载波频率为125kHz)的情况，图4-12所示为FSK方式一例，数据传输速率为fc/40,fc为射频载波频率。FSK调制时对应数据1的脉冲频率f1=fc/5,对应数据0的脉冲频率f0=fc/8。
若从功能实现的角度观察，可将RFID系统分成边沿系统和软件系统两大部分，如图4-3示。这种观点同现代信息技术观点相吻合。边沿系统主要是完成信息感知，属于硬件组件部分；软件系统完成信息的处理和应用；通信设施负责整个RFID系统的信息传递。

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简介》课件

RFID系统由读写器、标签和通信网络组成。读写器负责发送和接收信号，而标签存储着被识别的物体信息。
RFID的分类
RFID根据频率和工作模式的不同可以分为不同类型，如低频RFID、高频RFID和超高频RFID等。
RFID的工作原理
1
RFID读写器与标签通讯原理
读写器向标签发出无线电信号，标签通过反射信号返回存储的数据给读写器，实现信息的读取和写入。
RFID简介
RFID（Radio Frequency Identification）是一种无线通信技术，用于识别和跟踪标签内的数据。它可以应用于各个领域，并具有广阔的发展前景。
什么是RFID
RFID的定义
RFID是一种通过无线电信号进行自动识别和追踪的技术。它由读写器和标签组成。
RFID的构成
2
RFID的频率和通信距离
RFID工作在不同的频段，距离和存取速度受到频率的影响。较低频率通常具有较短的通信距离。
3
RFID的优缺点
RFID具有高效、自动化、非接触式等优点，但也存在着安全性和成本等缺点。
RFID的应用
物流领域的应用
RFID可以实现自动化的库存管理和追踪货物的流动，提高物流效率。
仓储管理的应用
车载应用的应用
通过RFID，可以实现库房自动化管理、减少库存错误和提高效率。
பைடு நூலகம்
RFID技术可以实现车辆识别和控制，提升车辆安全性和效率。
RFID的发展前景
1
RFID市场的发展趋势
随着物联网和自动化技术的发展，RFID市场将继续增长，并应用于更多领域。
2
RFID技术的发展方向
RFID技术将更加小型化、智能化，增加能源效率和安全性，提高通信距离和速度。

第2章 RFID系统的基本构成-ppt

23
2.3 射频标签
射频标签作为RFID系统重要的硬件组成部分本节将从以下八个方面对阅读器进行介绍
标
标
标
标
签
标
标
标
签
标
签
签
操
签
签
签
唤
签
功
分
作
组
天
芯
醒
制
能
类
规
成
线
片
电
造
范
路
24
2.3.0 标签概述
• 电子标签（Electronic Tag）也称之为智能标签（Smart Tag），是指由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。
26
2.3.1 标签功能
射频标签的最主要功能就是能够存储一定量的数据，并以反向散射的通信方式将存储的数据发送给阅读器。
存
一般来说，可以将标签的功能归纳为以下几点：
能
储标签内存储和物品相关数的信息，如标识符、生据产日期、生产厂家等。
量获
标签可以从阅读器发射的电磁场中吸收能量，为标签自
间的通信
自多中连
组天间接
网能
线管
件接
外设
…
力理口
9
2.2.2 阅读器分类
按工作频率
RFID系统的工作原理与其所使用的射频信号频率有关。工作频率越高，识别距离越远，数据传输速率越高，信号衰减越厉害，对障碍物越敏感。
低频和高频阅读器，工作距离一般小于1m，典型工作频率125kHz、 135kHz、6.78MHz、 13.56MHz和27.125MHz
取生供电。

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射频识别技术PPT

智能制造与rfid技术
rfid技术在智能制造领域的应用将进一步深化，通过rfid技术实现生产过程中的物料追踪、质量控制、设备监控等功能，提高生产效率和产品质量。
rfid技术还将应用于智能工厂的物流管理、仓储管理、生产调度等方面，实现工厂的智能化管理和运营。
无人零售与rfid技术
01
rfid技术在无人零售领域的应用将进一步普及，通过rfid技术实现商品的快速识别和结算，提高购物效率和顾客体验。
技术标准与互操作性
总结词
目前RFID技术缺乏统一的标准和规范，导致不同厂商的RFID设备之间难以实现互操作，影响了技术的推广和应用。
详细描述
为了解决这个问题，需要制定统一的RFID 技术标准和规范，推动不同厂商之间的设备互操作性。这可以通过建立行业协会、制定标准组织等方式实现。同时，加强国际合作和交流，推动全球范围内的RFID技术标准化进程，也是解决这一问题的有效途径。
多透明度。
05 rfid技术面临的挑战与解决方案
数据安全与隐私保护
总结词
随着RFID技术的广泛应用，数据安全和隐私保护问题日益突出，需要采取有效的措施来确保数据的安全性和隐私性。
VS
详细描述
RFID技术通过无线传输数据，容易受到窃听和非法跟踪等安全威胁。为了解决这个问题，可以采用加密技术对RFID数据进行加密，以防止未经授权的访问和数据泄露。此外，设置合理的访问控制和权限管理机制，可以进一步保护数据的隐私和安全性。
易受到金属和液体等物质的干扰
数据传输速度较慢
RFID信号容易受到金属和液体等物质的干扰，影响识别效果。
与二维码等技术相比，RFID技术的数据传输速度相对较慢。

RFID应用及原理第三章RFID技术工作原理课件

RFID应用及原理第三章 RFID技术工作原理课件
探索RFID技术的工作原理及在各个领域的应用。从概述到细节，全面介绍 RFID系统的组成、标签、读写器、通信协议等关键要素，同时探讨未来发展趋势和在物流、零售和智慧城市中的应用。
RFID概述
RFID（Radio Frequency Identification）是一种无线通信技术，通过将标签中存储的信息利用无线电波进行无线传输，实现对物体的识别和追踪。
天线
• 通过无线电波收发标签数据 • 控制与标签的通信
• 向周围空间辐射无线电波 • 用于激活、读写标签
RFID频段
低频（LF）
• 30 kHz - 300 kHz • 短距离通信，适用于动
物识别和门禁控制
高频（HF）
• 3 MHz - 30 MHz • 中距离通信，广泛应用
于物流追踪和库存管理
超高频（UHF）
RFID发展历程
1
二战时期
早期的无线电管技术为RFID的发展奠定了基础。
2
20世纪60年代
出现了被动式RFID技术，标签搭配读写器进行数据交互。
3
20世纪90年代
RFID技术逐渐应用于供应链管理和物流追踪。
RFID应用领域
物流管理
跟踪和管理物流过程，提高运输效率。
智慧城市建设
智能交通收费和城市资源管理。
• 300 MHz - 3 GHz • 长距离通信，用于车辆
识别和智能交通系统
RFID通信协议
EPC C1G2
最常用的RFID标准协议，适用于物流和零售业。
ISO 15693
用于高频RFID系统，支持读写标签和反碰撞功能。
ISO 18000-6C

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若从功能实现的角度观察，可将RFID系统分成边沿系统和软件系统两大部分，如图4-3示。这种观点同现代信息技术观点相吻合。边沿系统主要是完成信息感知，属于硬件组件部分；软件系统完成信息的处理和应用；通信设施负责整个RFID系统的信息传递。
图4-3 射频识别系统基本组成
二、 RFID系统构架
1、电子标签
4、读写器天线
二、 RFID系统构架
天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的设备，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转化。在 RFID系统中，天线分为电子标签天线和读写器天线两大类，分别承担接收能量和发射能量的作用。
RFID系统读写器天线的特点是：①足够小以至于能够贴到需要的物品上；②有全向或半球覆盖的方向性；③能够给标签的芯片提供最大可能的信号；④无论物品什么方向，天线的极化都能与读卡机的询问信号相匹配；⑤具有鲁棒性；⑥价格便宜。
三、RFID编码、调制与数据校验
1）、 RFID数据传输常用编码格式
数字基带信号波形，可以用不同形式的代码来表示二进制的“1”和“0”。射频识别系统通常使用下列编码方法中的一种：反向不归零（NRZ）编码、曼彻斯特（Manchester）编码、单极性归零（UnipolarHZ）编码、差动双相（DBP）编码、米勒（Miller）编码利差动编码。
低于135kHz(射频载波频率为125kHz)的情况，图4-12所示为FSK方式一例，数据传输速率为fc/40,fc为射频载波频率。FSK调制时对应数据1的脉冲频率f1=fc/5,对应数据0的脉冲频率f0=fc/8。
数据时钟
数据NRZ码
0
0
1
1
0
FSK脉冲
f0
f0
f1
f1
图4-12FSK脉冲调制波形
最常用的数字信号波形为矩形脉冲，矩形脉冲易于产生和变换。以下用矩形脉冲为例来介绍几种常用的脉冲波形和传输码型。图4-9所示为4种数字矩形码的脉冲波形。
图4-9数据矩形码的脉冲波形
三、RFID编码、调制与数据校验
在选择读写器天线时应考虑的主要因素有：①天线的类型；② 天线的阻抗；③应用到物品上的RF的性能；④在有其他物品围绕贴标签物品时RF的性能。
5、通信设施
二、 RFID系统构架
通信设施为不同的RFID系统管理提供安全通信连接，是 RFID系统的重要组成部分。通信设施包括有线或无线网络和读写器或控制器与计算机连接的串行通信接口。无线网络可以是个域网（PAN）（如蓝牙技术）、局域网（如802.11x、 WiFi），也可以是广域网（如GPRS、3G技术）或卫星通信网络（如同步轨道卫星L波段的RFID系统）。
电子标签（Electronic Tag）也称也称应答器或智能标签（Smart Label），是一个微型的无线收发装置，主要由内置天线和芯片组成。
图4-4 RFID系统构件——标签
电压调节器：把由标签阅读器送来的射频信号转换为直流电源，并经大电容储存能量，再经稳压电路以提供稳定的电源；
调制器：逻辑控制电路送出的数据经调制电路调制后加载到天线送给阅读器；
图4-6 读写器组成示意图
读写器的硬件部分通常由
收发机、微处理器、存储器、外部传感器/执行器，报警器的输入/输出接口、通信接口及电源等部件组成，如图 4-6 所示。
3、控制器
二、 RFID系统构架
控制器是读写器芯片有序工作的指挥中心，主要功能是：与应用系统软件进行通信；执行从应用系统软件发来的动作指令；控制与标签的通信过程；基带信号的编码与解码；执行防碰撞算法；对读写器和标签之间传送的数据进行加密和解密；进行读写器与电子标签之间的身份认证；对键盘、显示设备等其他外部设备的控制。其中，最重要的是对读写器芯片的控制操作。
三、RFID编码、调制与数据校验
1、 RFID编码
射频识别系统的结构与通信系统的基本模型相类似，满足了通信功能的基本要求。读写器和电子标签之间的数据传输构成了与基本通信模型相类似的结构。读写器与电子标签之间的数据传输需要三个主要的功能块，如图4-8所示。按读写器到电子标签的数据传输方向，是读写器（发送器）中的信号编码（信号处理）和调制器（载波电路），传输介质（信道），以及电子标签（接收器）中的解调器（载波回路）和信号译码（信号处理）。
图4-8射频识别系统的基本通信结构框图
三、RFID编码、调制与数据校验
2Байду номын сангаас、 RFID调制
脉冲调制是指将数据的NRZ码变换为更高频率的脉冲串，该脉冲串的脉冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。主要的调制方式为频移键控FSK和相移键控PSK。
（1）FSK调制 FSK是指对已调脉冲波形的频率进行控制，FSK调制方式用于频率
二、 RFID系统构架
RFID是一种系统，一种射频识别系统。典型的RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4 部分构成，一般我们把中间件和应用软件统称为应用系统。
图4-2 RFID的系统结构
二、 RFID系统构架
在实际RFID解决方案中，不论是简单的RFID系统还是复杂的RFID系统都包含一些基本组件。组件分为硬件组件和软件组件。
《RFID系统的构成及工作原理》教学设计
主要内容
一、案例识读与分析二、RFID系统构架三、RFID编码、调制与数据校验四、RFID系统的基本原理五、实训与实践
一、案例识读与分析
RFID：数据的神经末梢，RFID系统在湖南长丰汽车公司的案例
案例分析与讨论：
（1）简述湖南长丰汽车公司RFID系统的主要构成及在生产中起到的作用？（2）简述RFID系统的工作原理？
解调器：把载波去除以取出真正的调制信号；
逻辑控制单元：用来译码阅读器送来的信号，并依其要求回送数据给阅读器；
存储单元：包括EEPROM与ROM，作为系统运行及存放识别数据的位置。
二、 RFID系统构架
2、读写器
读写器是一个捕捉和处理RFID标签数据的设备，它可以是单独的个体，也可以嵌入到其他系统之中。读写器也是构成RFID系统的重要部件之一，由于它能够将数据写到RFID标签中，因此称为读写器。