第7章RFID系统的关键技术之定位技术解读
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46算法语言2010年3月刊信息与电脑China Computer&Communication引言RFID(Radio Frequency Identification,以下简称RFID)技术通过无线射频方式实现非接触双向数据通信,对目标识别并获取相关数据,在非接触条件下,具有快速、实时、准确采集与处理信息的特性,已经被公认为本世纪十大重要技术之一。
射频识别技术是自动识别技术的一种,它利用射频信号及其空间耦合和传输特性,能对静止或移动的目标进行自动识别,获取相关数据,并可结合RSSI(信号强度)定位技术提供局部区域内目标定位服务。
1.RFID的组成1.1电子标签RFID系统一般由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和后台网络组成,电子标签是射频识别系统中的重要部件,主要由天线和芯片两部分组成,芯片主要由存储器、控制器、编码器、调制器等组成,其中电源根据标签的发射功率选配。
作为被识别物的“身份卡”,其可以根据需要做成各种样式,但无论做成何种样式在其内部都存储着独立且唯一的电子编码,使得它能区分不同的被标识物。
电子标签根据不同的分类方法,可以分为许多种类。
按工作频率的不同可分为低频、高频、超高频;按供电形式可以分为有源标签、无源标签、半无源标签;按调制方式不同可以分为主动式、被动式、半被动式。
为了解决RFID厂商不同品牌电子标签的差异问题,Auto-ID Center根据标签的读写能力以及主动、被动等因素将标签划分为6个等级,如表1所示。
表1 Auto-ID Center对标签的等级划分等级性质供电用途特征Class0无无源被动EAS防盗1bit标签,无芯片Class1只读无源被动一般识别商品标识Class2读写无源被动一般识别可读写Class3读写半有源一般识别可读写Class4读写有源主动一般识别主动可读写Class5读写有源主动--其中Class5不仅仅局限于普通的识别应用,其与GPS或Internet技术配合使用可以实现多种用途。
[rfid定位技术论文]rfid定位技术摘要:随着数据业务和多媒体业务的快速增加,人们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中,常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。
但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。
关键字:射频识别室内定位1概述随着数据业务和多媒体业务的快速增加,人们对定位与导航的需求日益增大,尤其在复杂的室内环境,如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中,常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。
但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制,比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。
2RFID工作原理RFID(RadioFrequencyIdentification)系统称为射频识别系统,其能量供应和数据交换是应用无线电和雷达技术实现的。
RFID系统一般是由两部份组成——阅读器、应答器a.应答器:应答器放在需要识别的物体上,可以发送和接收信息,可根据收到的操作命令作为读/写等处理;b.阅读器:阅读器是采集应答器信息并对应答器发出操作命令的装置,发出的命令包含选择,读/写,取消选择命令等。
一台典型的阅读器包含有高频模块(发送单元和接收单元)、控制单元以及与应答器连接的祸合元件。
此外,阅读器还应该有附加接口(RS232\RS485\USB等),以便将获得数据进一步传给另外的系统(计算机、机器人控制装置等)。
应答器是RFID系统的数据信息载体,由耦合元件以及微电子芯片组组成。
它具有智能读写及加密通信的能力。
一般是无源的,即内部不含电源,工作时,接收阅读器发出的射频电磁波,经内部整流、电容稳压后作为电源。
此外还有有源应答器,一般是由电池供电,可以在较高频段工作,识别距离较长,和阅读器之间的通信速率也较高。
GPS定位系统在进行室内定位时存在固有的定位精度问题,所以必须通过其他定位技术解决室内定位问题,如红外线、802.1l、超声波和RFID等等,这些系统各有优缺点。
其中RFID技术由于其非接触和非视距等优点已成为优选的定位技术,RFID系统可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,其传输范围很大,成本较低,因此备受关注。
RFID定位与跟踪系统主要利用电子标签对物体的唯一标识特性,依据读写器与安装在物体上的标签之间射频通信的信号强度(RSSI)或信号到达时间差(TDOA)来测量物品的空间位置,主要应用于GPS系统难以奏效的室内定位领域。
1.基于测距的RFID定位算法1.1 TOA1)原理: 通过获得发射机发射的信号到达目标再返回发射机的时间,由传播时间得出标签到阅读器的距离。
然后根据三边定位法或多边定位法解出目标标签的位置。
2)优点:定位精度高。
缺点:该算法要求标签和阅读器要同步,其次环境的复杂性会导致多径效应并降低系统的定位精度。
TOA定位算法是基于TOA圆周方程,通过圆与圆之间交线的不同组合,构造出不同的定位方程[1]。
从几何模型上分析,如果移动台s到基站i的信号在视距情况下传播,测得的距离为Di,移动台一定位于以基站i为圆心,Di为半径的圆周上,当有3个基站坐标时,TOA的测量方程为:,(1)i=1,2,3 。
式中,(xi,yi)为第i个基站的坐标,(xs,ys)为移动台s的坐标。
其几何图形如图1所示。
由(1)式得, ()()22111D x xs y ys =-+- (2) ()()22222D x xs y ys =-+- (3) ()()22333D x xs y ys =-+- (4) 由(2)-(3)可得相交线方程为,()()()()212112*22*21*11*11*12*22x x xs y y ys x x y y x x y y D D D D -+-=+-++-⎡⎤⎣⎦ (5) 同理,基站2基站3两圆交点的相交线方程为:()()()()323213*33*32*22*22*23*32x x xs y y ysx x y y x x y y D D D D -+-=+-++-⎡⎤⎣⎦ (6) 虽然可以用相同的方法得到基站1和基站3的相交线方程,但由于第3条交线同样会经过前2条交线的相同点,因此,只需求得3条交线其中2条的方程,便可联立解出交点坐标。
重庆邮电大学课程报告学院名称:通信与信息工程学院专业:电子与通信工程班级:通信12班学生姓名:***学号:S*********指导老师:***目录摘要 (1)关键字 (1)1 RFID基本介绍 (2)1.1 定义 (2)1.2 概念 (2)1.3 结构 (2)1.4组成部分 (2)1.5 工作原理和特点 (3)1.5.1 工作原理 (3)1.5.2 工作特点 (3)2 RFID系统面临的安全问题 (4)2.1 RFID 系统安全问题分类 (4)2.2 RFID系统的安全需求 (5)3 RFID的应用实例 (5)参考文献 (8)RFID技术的介绍摘要: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。
射频的话,一般是微波,1-100GHz,适用于短距离识别通信。
RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等。
关键字:射频识别;微波;近距离通信;读写器1 RFID基本介绍1.1 定义射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以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者光学接触。
无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。
某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。
标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。
与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。
许多行业都运用了射频识别技术。
将标签附着在一辆正在生产中的汽车,厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。
仓库可以追踪药品的所在。
rfid有源定位方案随着科技的不断进步和发展,RFID技术(Radio Frequency Identification,射频识别技术)已经被广泛应用于各个领域。
其中,RFID有源定位方案是一种基于RFID技术的定位系统。
本文将介绍RFID有源定位方案的原理、应用以及未来的发展前景。
一、RFID有源定位方案的原理RFID有源定位方案的原理主要是基于射频场信号的测量和信号处理技术。
该方案主要由以下几个核心部分组成:有源RFID标签、读写器、定位引擎和管理系统。
1. 有源RFID标签:有源RFID标签内部搭载了电池或者其他能源,可以主动发送射频信号。
这些标签可以通过射频场信号与读写器进行通信,实现定位功能。
2. 读写器:读写器是与有源RFID标签进行通信的设备。
它可以发送射频信号给标签,并接收标签返回的射频信号。
读写器可以通过测量接收信号的强度和相位来计算标签的位置。
3. 定位引擎:定位引擎是RFID有源定位方案的核心部分。
它使用算法来计算标签的位置,并将结果传输给管理系统。
常用的定位算法包括三边测距、最小二乘法和指纹定位等。
4. 管理系统:管理系统接收定位引擎传输的位置数据,并进行处理和分析。
通过管理系统,用户可以实时监控和管理被定位的物品。
二、RFID有源定位方案的应用1. 资产管理:RFID有源定位方案可以用于实时追踪和管理企业的资产。
通过将有源RFID标签粘贴在资产上,企业可以准确地了解每个资产的实时位置,提高资产的利用率和管理效率。
2. 物流管理:在物流领域,RFID有源定位方案可以实现对货物的实时跟踪和定位。
物流公司可以通过该方案提高货物的运输效率,减少货物的丢失和损坏。
3. 室内定位:RFID有源定位方案可以在室内环境中实现准确的定位。
例如,在大型商场内部,可以通过在购物车上安装有源RFID标签,帮助顾客快速找到购物车的位置。
4. 人员定位:RFID有源定位方案可以用于人员的定位和追踪。
第一章 导论1. 射频识别系统的英文全称?P1 Radio Frequency Identification2. 常见的自动识别系统有哪些?P2-5条形码系统、光学符号识别、生物识别、IC 卡、RFID3. 和其它自动识别系统相比,射频识别系统有哪些优点?见课件 数据量大、受环境影响小、成本低、安全性好、阅读速度快、非接触4. 射频识别系统由哪些部分组成?P6 应答器、阅读器5. 阅读器和应答器之间有哪三个通道?P6 图1.6 数据、时序、能量6. 射频识别系统的数据载体是什么?P7 应答器第二章 射频识别系统的区别特征1. 射频识别系统的基本区别特征有哪些?P8 图2.1全双工时序系统>1位=1位是否IC 表面波状态机微处理器电池无源低频射频微波次谐波反向散射其他1/n 倍1:1多样物理效应工作方式数据量是否可编程数据载体运行能量供应频率范围数据传输方式应答频率2. 按工作方式区分射频识别系统可分为哪两类(包括英文缩写)?P9 全双工(FDX )和半双工(HDX ),时序(SEQ )系统3. 全双工系统和时序系统的含义?P9在全双工和半双工系统中,应答器的应答响应是在阅读器接通高频电/磁场的情况下送出去的;时序方法与之相反,阅读器的电/磁场短时间周期地断开。
这些间隔被应答器识别出来,并用于从应答器到阅读器的数据传输。
4.射频识别系统的工作频率指的是?P10通常把阅读器的发送频率称为射频识别系统的工作频率,不考虑应答器的发送频率。
5.按发送频率可将射频识别系统分为哪几类?P10低频(30kHz~300kHz)、高频或射频(3MHz~30MHz)和超高频(300MHz~3GHz)或微波(>3GHz)。
6.射频识别系统最主要的区别特征包括哪些?P17阅读器的工作频率、物理耦合方法和系统的作用距离7.按耦合方式可将射频识别系统分为哪几类?P18紧耦合(0~1cm)、遥控耦合(0~1m)、远距离(>1m)系统8.射频识别系统的选择准则主要有哪些?P20-22工作频率:100kHz~30MHz基本是电感耦合系统,2.45和5.8GHz的系统是电磁场耦合的微波系统;频率低的高频系统具有良好的物体穿透能力;系统的敏感性作用距离可靠性要求存储器容量:决定着数据载体芯片的尺寸和价格,根据系统对信息量和价格的要求选择第三章基本作用原理1. 1位应答器的常见实现方式有哪些?P23 图3.1射频、微波、分频器、电磁法、声磁法2.射频法是采用什么电路工作的?P24采用L-C振荡电路工作,是将其调谐到某个固定的振荡频率f R上3.射频法的工作原理(包括原理图)?P24fGU HF发射器接收器(可选)交变磁场EAS 标签能量反馈反馈激励线圈传感器线圈* 阅读器由发射器和接收器构成,二者之间存在一个射频范围内的交变磁场;* 电子标签相当于一个LC 振荡电路,当在交变磁场范围内且 时发生谐振; * 谐振的标签会反作用于阅读器,最终导致场强减弱; * 后续电路检测到该变化后报警。