RFID电感耦合方式的射频前端工作原理介绍
- 格式:docx
- 大小:109.14 KB
- 文档页数:5
简述rfid电感耦合方式的原理及特点RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)是一种无线通信技术,通过射频信号将数据从标签传输到读写器,实现标签的识别和数据传输。
RFID电感耦合方式是RFID技术中的一种传输方式,其原理和特点如下:原理:RFID电感耦合方式的传输原理基于感应耦合。
标签内的天线和读写器内的天线之间通过电磁感应耦合进行能量和数据的传输。
当读写器向标签发送射频信号时,标签的天线接收到信号并从中提取能量。
利用这个能量,标签内的电路被激活并将数据进行调制后,再通过标签的天线向读写器发送回数据。
特点:1. 长距离传输:RFID电感耦合方式可以实现较长距离的数据传输,一般可达到几米甚至更远的距离。
这使得该方式适用于一些需要远程识别和数据传输的应用场景。
2. 低功耗:标签内的电路只在读写器发送射频信号时才会被激活,因此在大部分时间内处于低功耗状态,延长了标签的使用寿命。
3. 抗干扰能力强:由于RFID电感耦合方式利用了电磁感应进行数据传输,相对于其他传输方式,它的抗干扰能力更强。
标签能够通过调整射频信号的频率或使用其他技术来应对干扰。
4. 数据传输速率较低:与其他传输方式相比,RFID电感耦合方式的数据传输速率较低。
这是由于标签内的天线尺寸较小,限制了能量的接收和数据的传输速率。
5. 适用于非接触式应用:RFID电感耦合方式不需要物理接触,只需要标签和读写器之间的电磁感应耦合,适用于一些需要非接触式识别和数据传输的应用场景,如门禁系统、支付系统等。
总结:RFID电感耦合方式通过电磁感应耦合实现能量和数据的传输,具有长距离传输、低功耗、抗干扰能力强、适用于非接触式应用等特点。
然而,由于传输速率较低,该方式更适用于一些对传输速率要求不高但对距离和功耗要求较高的应用场景。
一.RFID系统〔Radio Frequency Identification〕1.定义:RFID作为一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读取相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触.常用的有低频〔125~134.2K〕、高频〔13.56Mhz〕、超高频、微波等技术.2.系统组成:由阅读器、电子标签、、RFID中间件和应用系统软件4部分构成.3.基本原理:利用射频信号耦合或雷达反射的传输特性实现对被识别物体的自动识别.4.工作原理:阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流,获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息,经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性,只对合法标签进行相关处理,通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作.5.工作方式:1〕全双工系统;2〕半双工系统;3〕时序系统.6.系统分类:1〕EAS系统;2〕便携式数据采集系统;3〕物流控制系统;4〕定位系统.7.系统构架:根据选定的电子标签、读写器,加上中间件、数据集成环境和上层的应用系统,一个典型的RFID系统就构建好了.8.注意问题:1〕避免冲突;2〕读识距离;3〕安全要求.9.发展势趋:1〕系统的高频化;2〕系统的网络化;3〕系统的兼容性更好;4〕系统的数据量更大.10.性能指标:有效,可靠,适应,标准,经济,易维护性.11.项目实施4阶段:1〕起步;2〕测试和验证;3〕试点实施;4〕实施.逐渐实现平稳缓慢的过渡.12.技术特点〔优点〕:〔1〕快速扫描;〔2〕体积小型化、形状多样化;〔3〕抗污染能力和耐久性;〔4〕可重复使用;〔5〕穿透性和无屏障阅读;〔6〕数据的记忆容量大;〔7〕安全性.13.技术现状和面临的主要问题〔缺点〕:〔1〕标签成本问题;〔2〕标准制订问题;〔3〕公共服务体系问题;〔4〕产业链形成问题;〔5〕技术和安全问题.14.RFID技术发展历程:1941~1950雷达催生RFID,奠定了理论基础,主要处于实验室实验阶段;1951~1960技术理论得到发展,开始应用尝试;1961~1970处于大发展时期,各项测试技术得到加速发展;1971~1980商业应用阶段,封闭应用系统出现;1981~1990技术标准化,产品得到广泛采用;1991~2000产品种类更加丰富;2001至今,有源、无源和半有源电子标签均得到发展,电子标签成本不断降低.二.RFID标准体系1RFID标准体系: RFID技术标准;RFID应用标准;RFID数据内容标准;RFID性能标准.2三大编码体系:UID泛在识别中心标准体系;EPCglobal标准体系;ISO/IEC标准体系.3物联网标准体系:应用层、网络层、感知层、传输层.三.RFID安全分析1.安全攻击:RFID主要的安全攻击可以简单的分为主动攻击和被动攻击两种类型.应对主动攻击的重要技术是认证技术,应对被动攻击的主要技术手段是加密.2.安全风险:##性<最主要>;拒绝服务和伪造标签<常见>;位置##或跟踪.3.安全需求:〔1〕##性;〔2〕完整性;〔3〕可用性;〔4〕真实性;〔5〕隐私性.4.威胁方式:<1>物理环境,如电磁干扰、断电、设备故障等威胁.<2>人工威胁,如〔前〕管理者攻击、〔前〕用户攻击、外部人员攻击.四.RFID常用的编码方法,与其选择因素编码是RFID系统的一项重要工作,二进制编码是用不同形式的代码来表示二进制的1和0.1.方法有:<1>反向不归零编码;<2>曼彻斯特编码;<3>单极性归零编码;<4>差动双相编码;<5>密勒编码;<6>变形密勒编码;<7>差动编码.2.编码方式的选择因素:要考虑电子标签<1>能量的来源;<2>检错的能力;<3>时钟的提取.3.反向不归零:高电平表示二进制1,反之为0;曼彻斯特:从高到低的电压跳变表示1,反之为0;单极性归零:发出窄脉冲为1,不发送电流为0;差动双相:在半个位周期中的任意边沿表示二进制0,没有边沿跳变表示1;密勒:半个位周期任意边沿为1,下一个位周期电平不变为0;变形密勒:每个边沿都采用负脉冲代替;差动:每个零传输的二进制1都会引起信号电平的变化,对于二进制0,信号电平保持不变.五.天线1.定义:天线是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号,或将电流信号转换成电磁波发射出去的装置.凡是利用电磁波来传递信息和能量的,都依靠天线来进行工作,天线是用来发射或接收无线电波的装置和部件.2.作用:在RFID系统中,阅读器必须通过天线发射能量,形成电磁场,通过电磁场对电子标签进行识别,所以,阅读器上的天线所形成的电磁场范围就是阅读器的可读区域.3.分类:1〕按照波段分类:长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线等.2〕按照结构分类:线状天线、面状天线、缝隙天线和微带天线等.线状天线是指线半径远小于线本身的长度和波长,且载有高频电流的金属导线.3〕按照用途分类:广播天线、通信天线、雷达天线、导航天线和RFID天线等.4.天线周围的场区根据观测点与天线的距离划分为三个区域:<1>无功近场区;<2>辐射近场区;<3>辐射远场区.六.电子标签1.定义:也称为智能标签,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.根据工作原理的不同,分为利用物理效应进行工作和以电子电路为理论基础的数据载体.2.组成:从功能上来说,一般由天线、调试器、编辑发生器、时钟、存储电路组成.3.分类:〔1〕按照标签获取能量分类:分为有源标签、半有源标签和无源标签.〔2〕按照标签工作频率分类:分为低频、高频、超高频和微波标签.〔3〕按照数据调制方式分类:分为主动式、半主动式和被动式标签.〔4〕按照标签作用距离分类:分为密耦合、近耦合、疏耦合和远耦合四类.〔5〕按照标签封装材质分类:分为纸标签、塑料标签和玻璃标签〔6〕按照存储器类型的分类:分为只读标签、一次写入多次读取标签和可读写标签.4.发展趋势:1〕作用距离更远;2〕无源可读写性能更加完善;3〕适合高速移动物体识别;4〕快速多标签读/写功能;5〕一致性更好;6〕强磁场下的自保护功能更完善;7〕智能性更强、加密特性更完善;8〕带有传感器功能的标签;9〕带有其他附属功能的标签;10〕具有杀死功能的标签;〔1〕新的生产工艺;12〕体积更小;13〕成本更低.5.电子标签天线的设计步骤:1〕选定应用的种类,确定电子标签天线需要的参数;2〕确定天线采用的材料;3〕确定电子标签天线的结构;4〕ASIC封装后,确定天线的阻抗;5〕综合优化天线参数,使天线参数满足技术指标;6〕用网络分析检测天线的各项指标.七.EPC电子产品代码1.原则:1.唯一性;2.永久性;3.简单性;4.可扩展性;5.##性与安全性;6.无含义.2.优点:1.无接触读取;2.远距离读取;3.动态读取;4.多数量、品种读取;5.标签无源;6.海量存储量等优势.这些都是条码无法比拟的.条码缺点:<1>条码只能识别一类产品,而无法识别单品.<2>条码是可视传播技术.人们必须将条码对准扫描仪才有效.<3>如果印有条码的横条被撕裂、污损或脱落,就无法扫描这些商品.<4>传统一维条码是索引代码,必须实时和数据库联系,从数据库中寻找完整的描述数据.八.串联谐振回路1.特性:〔1〕谐振时,回路电抗X=0,阻抗Z=R为最小值,且为纯阻.〔2〕谐振时,回路电流最大,且与电压同相.〔3〕电感与电容两端电压的模值相等,且等于外加电压的Q倍.2.条件:X=ωL-1ωC导出回路产生串联谐振的角频率和频率分别为ω0=√LC , f0=2π√LC3.优点:在阅读器中,具有电路简单、成本低,激励可采用低内阻的恒压源,谐振时可获得最大的回路电流等特点,因而被广泛采用.适用于恒压源,即信号源内阻很小的情况.九.波特率、比特率和信道传输速率1.概念:码元,波特率,比特率1)在信息传输通道中,携带数据信息的信号单元叫码元.2)每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率,简称波特率.波特率是指数据信号对载波的调制速率,用单位时间内载波调制状态改变的次数表示.3)每秒钟通过信道传输的信息量称为位传输速率,简称比特率.比特率是数据传输速率,表示单位时间内可传输二进制位的位数.2.关系:比特率=波特率×log2M<如果一个码元的状态数可以用M个离散电平个数来表示>.3.信道传输速率:就是数据在传输介质<信道>上的传输速率,在数值上等于每秒钟传输数据代码的二进制比特数.单位是比特/秒,b/s.十.读写器和RFID电子标签之间数据读取交换方式,传输原理1.交换方式:负载调制和反向散射调制.1)读写器和标签之间的天线能量交换方式类似于变压器结构,称为负载调制.2)读写器和射频标签之间的能量传递方式为反向散射调制.2.传输原理:读写器和标签之间的通信通过电磁波实现,按照通信距离可分为近场和远场.十一.电感耦合方式1.RFID系统的两种耦合方式:电感耦合〔磁耦合〕式和电磁反向散射耦合〔电磁场耦合〕式.电感耦合方式依据是电磁感应定律,一般适用于高、低频率工作的近距离RFID系统;电磁反向散射耦合式依据是雷达原理,一般适用于超高频、微波工作频率的远距离RFID系统.2.两种耦合方式的异同异:使用的无线电射频的频率和作用距离的远近不同.同:都采用无线电射频技术.3.采用电感耦合方式时,应答器向阅读器的数据传输采用负载调制技术.在电感耦合方式的FRID系统中,负载调制有电阻负载调制和电容负载调制两种方式.4.电感耦合方式下阅读器向应答器提供能量的过程当时变磁场通过阅读器线圈时,在线圈上会产生感应电压,并在线圈中产生电流,当应答器进入阅读器产生的交变磁场时,应答器的电感线圈上就会产生感应电压.当距离足够近,应答器天线电路所截获的能量可以供应答器芯片正常工作时,阅读器和应答器才能进入信息交互阶段.十二.混频器1.定义:混频器是射频系统中用于频率变换的部件,具有广泛的应用领域,可以将输入信号的频率升高或降低而不改变原信号的特性.2.作用:可以将输入信号的频率升高或降低而不改变原信号的特性.混频器的典型应用是在射频的接收系统中,混频器可以将较高频率的射频输入信号变换为频率较低的中频输出信号,以便更容易对信号进行后续的调整和处理..十三.射频前端1.定义:实现射频能量和信息传输的电路称为射频前端电路,简称为射频前端.2.组成电路:串联、并联振谐回路,具有初级和次级线圈的耦合电路.3.射频前端采用了负载调制器或反向散射调制器等多种工作方式.4.射频前端〔模拟前端〕电路主要有电感耦合和微波电磁反向散射两种工作方式.5.RFID的射频前端电路的作用是实现射频能量和信息传输.其中读写器的射频前端常采用串联谐振电路,电子标签的射频前端常采用并联谐振电路.十四.差错控制在信息码元中加入监督码元被称为差错控制编码或纠错编码.〔用途分类:检错码和纠错码〕检错码以检错为目的,不一定纠错;纠错码以纠错为目的,一定能检错.1.常用的差错控制方式主要有检错重发、前向纠错、混合纠错.2.常用的纠错编码是校检和法,包括奇偶校验、纵向冗余校验<LRC> 、循环冗余码校验<CRC>.3.奇偶校验:在传输的1个字节{8位}上附加一个校验位,形成9位数码的传输.十五.调制和解调调制:将基带信号的频谱搬移到信道通带中的过程.解调:将信道中的频带信号恢复为基带信号的过程.目的:把传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号,意味着要把信源的基带信号,转变为一个相对基带频率而言非常高的带通信号.原因:1.工作频率越高宽带越大;2. 工作频率越高天线尺寸越小.RFID常用的信号调制方法:载波、幅移键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK、副载波调制.调幅是指载波的频率和相位不变,载波的振幅随调制信号的变化而变化.有模拟和数字调幅两种.调频是利用载波的频率变化来传递信息,是对载波的频率进行键控.调相是利用载波的相位变化来传递数字信号,是对载波的相位进行键控.十六.密码和加密1.常见的密码算法体制〔加密技术〕有对称密码体制<计算开销小,速度快>和非对称密码体制两种.区别:前者加密和解密密匙相同,后者加密和解密密匙不同.对称密码体制分为:分组密码〔分为DES和CES〕和序列密码.非对称密码体制有RSA算法.2.FRID加密机制:主要采用三种传输信息保护方式.〔1〕认证传输方式:不##,纠错.〔2〕加密传输方式:##,不纠错.〔3〕混合传输方式:##,纠错.十七.巴特沃斯滤波器如果滤波器在通带内的插入损耗随频率的变化是最平坦的,这种滤波器称为巴特沃斯滤波器,也称为最平坦滤波器.滤波器类型:低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器,带阻滤波器.十八.多路存取法SDMA,FDMA,TDMA,CDMA在无线通信技术中,解决通信冲突问题的方法.基本上有4种不同的方法:空分多路法〔SDMA〕;频分多路法〔FDMA〕;时分多路法〔FDMA〕;码分多路法〔CDMA〕三大通信标准:频分多路法〔FDMA〕;时分多路法〔FDMA〕;码分多路法〔CDMA〕1.RFID采用的两种认证技术:相互对称认证和利用导出密钥的相互对称认证.2.RFID系统工作的信道中,三种事件模型:以数据交换为目的事件模型,以时序方式提供数据交换的事件模型,以能量提供为基础的事件模型.3.移动通信中电波的传播方式:直射波,反射波,绕射波,散射波和地表面波.4.射频识别系统中存在的有哪些不同通信形式〔1〕无线广播式〔2〕多路存取通信〔3〕多个读写器同时给多个应答器发送数据5.数字通信的主要特点和性能指标数字通信的特点:〔1〕在传输中可实现无噪声积累〔2〕便于加密处理〔3〕便于设备的集成的微型化〔4〕占用信道频带宽.性能指标:〔1〕数据传输速率〔2〕信道频带宽〔3〕误码率6.无源与有源无源射频标签当标签进入阅读器的工作范围内以后,标签收到阅读器发送的信号,产生感应电流从而激活内部的电路,内部整流电路将射频能量转化为电能,将该能量存储在标签内部的大电容里,进而为其正常工作提供了所需的能量.工作所需的能量直接从射频电磁波束中获取,通过电磁场供电,标签功耗越大,读写距离越短,性能越差.有源射频标签只要标签处于阅读器的工作范围以内,就可以主动向阅读器发送信号.一般不利用读写器发出的射频能量,因而读写器能够以较小的发射能量取得较远的的通信距离.与有源射频识别系统相比,无源系统需要较大的发射功率.。
第7章 RFID 电感耦合方式的射频前端174电容负载调制的特性如下。
• 在电阻负载调制中,读写器和电子标签在工作频率下都处于谐振状态;而在电容负载调制中,由于接入了电容mod C ,电子标签回路失谐,又由于读写器与电子标签的耦合作用,导致读写器也失谐。
• 开关S 的通断控制电容mod C 按数据流的时钟接通和断开,使电子标签的谐振频率在两个频率之间转换。
• 通过定性分析可以知道,电容mod C 的接入使电子标签电感线圈上的电压下降。
• 由于电子标签电感线圈上的电压下降,使读写器电感线圈上的电压上升。
• 电容负载调制的波形变化,与电阻负载调制的波形变化相似,但此时读写器电感线圈上电压不仅发生振幅的变化,也发生相位的变化,相位变化应尽量减小。
7.5 本章小结低频和高频RFID 是采用电感耦合方式进行工作的。
在这种工作方式中,线圈形式的天线相当于电感,线圈产生的电感与电容组合在一起,形成谐振电路,读写器和电子标签的射频前端都采用谐振电路。
同时,电感线圈产生交变磁场,使读写器天线与电子标签天线之间相互耦合,构成了电感耦合方式的能量传输和数据传输。
电感有自感和互感两种,读写器线圈、电子标签线圈分别都有自感,同时读写器线圈与电子标签线圈之间形成互感。
RFID 读写器的射频前端采用串联谐振电路,串联谐振电路可以使读写器天线上的电流最大,使读写器线圈产生最大的磁通,能最大程度地输出读写器的能量。
RFID 电子标签的射频前端常采用并联谐振电路,并联谐振电路可以使电子标签天线上感应的电压最大,使电子标签线圈输出最大的电压,使电子标签最大程度地耦合来自读写器的能量。
读写器与电子标签之间有电感耦合。
读写器通过电感耦合给电子标签提供能量,并通过整流电路可以产生电子标签芯片工作的直流电压。
负载调制是电子标签经常使用的向读写器传输数据的方法,电子标签负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种方式。
7.6 思考与练习7.1 磁通是怎么定义的?线圈的自感与磁通有什么关系?两个线圈的互感与磁通有什么关系?7.2 RFID 读写器的射频前端常采用哪种谐振电路,为什么?7.3 串联谐振时,电感和电容的储能一样吗?串联谐振电路的谐振频率是什么?什么是串联谐振电路的频带宽度?频带宽度与品质因数有什么关系?7.4 某高频RFID 工作频率为6.78MHz ,采用串联谐振的射频前端电路,若线圈天线。
电感耦合方式的射频前端射频(Radio Frequency, RF)前端是无线通信系统中一个重要的部件,它负责接收和发送无线信号。
电感耦合方式是一种常用于射频前端的连接方式,它通过电感器件来实现信号的传输和耦合。
本文将详细介绍电感耦合方式的射频前端,包括其原理、应用和优缺点等。
原理电感耦合方式的射频前端采用电感器件来进行信号的耦合和传输。
其原理是利用电感的感应作用,将输入信号通过电感的磁场耦合到输出端,从而实现信号的传输。
电感耦合方式通常包含一个输入电感和一个输出电感。
输入电感将信号输入到射频前端,而输出电感将信号输出到下一级电路。
通过调节电感的参数,如感应系数和自感系数等,可以实现对信号的传输和耦合的精确控制。
应用电感耦合方式的射频前端在无线通信系统中有着广泛的应用。
1. 无线通信电感耦合方式的射频前端可以用于各种无线通信系统,如移动通信、卫星通信和无线网络等。
它可以实现对无线信号的接收、放大和发送等功能,为无线通信提供了关键的连接方式。
2. 射频识别(RFID)射频识别技术是一种无线识别技术,通过射频信号实现对物体的识别和跟踪。
电感耦合方式的射频前端在RFID系统中扮演着重要的角色,它可以将射频信号传输到读写器和标签之间,实现对标签的读取和写入操作。
3. 无线充电近年来,无线充电技术得到了广泛的应用。
电感耦合方式的射频前端可以用于无线充电系统中,通过电感耦合将电能传输到无线充电设备中,实现对设备的充电。
这种方式的充电方式相比传统的插座充电更为便捷和灵活。
优缺点电感耦合方式的射频前端具有以下优点和缺点:优点•传输效率高:电感耦合方式可以实现高效的信号传输和耦合,提高了系统的传输效率。
•灵活性强:电感耦合方式可以通过调节电感参数来实现对信号的精确控制,具有较高的灵活性。
•结构简单:电感耦合方式的射频前端结构相对简单,易于制造和维护。
缺点•磁场干扰:电感耦合方式容易受到外部磁场的干扰,可能会影响信号质量。
简述rfid电感耦合方式的原理及特点
RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术,通过利用电磁场之间的耦合原理实现标签与读写器之间的通信。
电感耦合方式是 RFID 技术中的一种传输方式,其工作原理基于电磁感应定律。
在电感耦合方式中,标签和读写器之间通过天线进行通信,天线由一个磁感较强的线圈组成。
当标签靠近读写器时,读写器的无线电波能量会被标签吸收,标签内部的电磁感应线圈也会感应出电流,从而产生一个磁场,将标签中存储的信息传递到读写器中。
电感耦合方式具有以下几个特点:
1. 传输距离远:电感耦合方式的传输距离较远,可以达到数十米,适用于大规模的 RFID 系统。
2. 可以支持多种标签:电感耦合方式可以同时识别多个标签,适用于多种应用场景,如物流管理、门禁系统等。
3. 抗干扰性强:电感耦合方式具有较高的抗干扰能力,可以应对复杂的环境条件,保证信息的准确性和可靠性。
4. 安全性高:电感耦合方式采用加密技术,可以显著提高系统的安全性,防止信息泄露和攻击。
电感耦合方式适用于多种应用场景,具有传输距离远、支持多种标签、抗干扰性强、安全性高等特点,是目前 RFID 技术中应用最广泛的传输方式之一。
rfid电感耦合方式的原理和特点在现代工业生产、物流、仓储等领域,RFID技术得到了广泛应用。
RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术是指利用无线电信号识别特定目标并读取相关数据的技术。
RFID技术分为三种传感器,分别是电感耦合方式、电容耦合方式和微波耦合方式。
本文将主要探讨RFID电感耦合方式的原理和特点。
一、RFID电感耦合方式的原理RFID电感耦合方式是指利用感应线圈中的磁场与感应标签中的线圈相互作用,实现无线传输数据。
其原理类似于变压器中的原理。
变压器通过变换电压比来变换电能,而RFID电感耦合方式则是通过变换电磁场的频率来实现数据的传输。
以RFID电感耦合方式为例,系统由感应读写器和感应标签两部分组成。
感应读写器中含有一对线圈L1和L2,当通电时,形成一个变幅和变频的磁场。
感应标签中也含有一对线圈L3和L4,线圈L3通过与L1的感应,从而感应到变幅和变频的磁场,产生感应电动势;同时L4通过与L2的感应,从而将感性耦合的电能转换为电学信号,从而驱动感应标签将信息反馈回去。
这样就实现了无线传输数据的目的。
二、RFID电感耦合方式的特点1.非接触式传输:RFID电感耦合方式采用了无线电波,即在不接触读写设备的情况下,实现数据的传输,使得数据的传输更为便捷、快速。
2.快速读取:RFID电感耦合方式可以达到高效快速的读取信息,从而提高系统的工作效率。
相比于传统的条形码扫描,RFID电感耦合方式可以实现即时读取,极大地提高了工作效率。
3.批次读取:RFID电感耦合方式能够支持多重读取,可以同时读取多个标签的信息,满足不同场景下的工作需求。
同时,RFID电感耦合方式支持快速读写,这一功能使得RFID技术在快速物流、高效仓储等领域得以广泛应用。
4.容易应用:RFID电感耦合方式无需应用特殊环境,即可在各种物品上实现非接触式读取,方便应用和管理。
总之,RFID电感耦合方式作为RFID技术的一种重要形式,具有非接触、快速、高效、批次读取、容易应用等优点。
RFID电感耦合方式的射频前端工作原理介绍
引言:IoT的核心技术之一就是RFID,对于RFID的组件RFID读写器和电子标签的工作原理,你了解嘛?其实RFID的两种组件是通过天线进行通信,采用电感耦合的方式进行。
总结要点
(1)了解线圈的电感和互感的概念。
(2)了解串并联谐振电路的概念。
(3)RFID读写器的射频前端采用串联谐振电路。
(4)RFID电子标签的射频前端采用并联谐振电路。
(5)RFID的读写器和电子标签通过电感耦合传输信息。
(6)了解负载调制以及功率匹配的概念。
概念解析
(1)谐振电路,谐振电路能够有选择性的让一部分频率的信号通过,同时衰减通带外的信号。
(2)谐振电路参数,我们常用谐振频率、品质因数、输入阻抗和频带宽度等参数进行对谐振电路描述。
(3)谐振频率,也就是外部信号以特定的频率输入谐振电路后使的谐振电路的容抗等于感抗,这个特定的频率就是谐振频率,也称之为工作频率。
(4)品质因数,定义为谐振电路的平均储能与功率损耗的比值,我们常用特性阻抗与回路电阻比值表示,故而可知Q因子是一个无量纲参数。
串联谐振和并联谐振
串联谐振电路
并联谐振电路
小总结:
(1)串联谐振电路和并联谐振电路的谐振频率计算公式一样。
(2)串联谐振和并联谐振的电阻R越小,也就是电路损耗越小,那么品质因数就越高,也就是信号的选择性越好,同时频带宽度BW也就越窄。
(3)通常实际使用的是有载品质因数,由于外部负载的能量损耗,故而有载品质因数会下降,这是采用计算外部品质因数。
电感耦合
电感耦合
小总结:
(1)RFID读写器和电子标签之间采用电感耦合,读写器通过电感耦合给电子标签提供能量,同时传输信息通信。
电感耦合是符合法拉第电磁感应定律。
(2)电子标签输出电压的调节,电子标签获取的是交流电压,经过全波整流电路、滤波电路和稳压电路后输出直流温度电压。
(3)电子标签通过负载调制的方式向读写器传输数据,也就是负载调制通过对电子标签振荡回路的电参数根据数据流进行调节,进行编码调制传输数据信息。
(4)负载调制有电阻负载调制和电容负载调制两种方式,外部负载要使得功率匹配。
RFID射频前端的结构
无论是对于RFID的读写器还是RFID的电子标签,其射频前端的结构需要满足要求:(1)RFID读写器和电子标签的天线上的电流和感应电压最大化,使得读写器线圈产生最大磁通,电子标签线圈的感应输出电压最大。
(2)功率匹配,读写器最大程度输出能量给电子标签,电子标签最大程度耦合读写器的能量。
(3)需要足够的频带宽度BW,使得读写器或者电子标签的信号无失真的传输。
(4)对于低频或者高频的RFID采用电感耦合方式,而对于射频(射频(300K-300G)是高频的较高频段;微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段)则是采用电磁反向散射方式的。
来源:本文内容转自互联网,如涉及第三方合法权利,请联系作者删除。