射頻識別原理與應(yīng)用

1、關(guān)于射頻識別原理與應(yīng)用第1頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四一、自動識別數(shù)據(jù)采集（識別）： 1、人工采集 2、自動識別 條碼 RFID（Radio Frequency Identification） 接觸式IC卡 生物特征識別（指文、人臉、語音） 光學字符識別（Optical Character Recognition ， OCR）等第2頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四二、什么叫射頻識別RFID？ 射頻識別是無線電頻率識別（Radio Frequency Identification ，RFID）的簡稱。是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動

2、識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個閱讀器（或詢問器）和很多標簽（或應(yīng)答器）組成。 第3頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四RFID的基本原理框圖 第4頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四RFID應(yīng)用系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖 第5頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四利用中間件的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)圖第6頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四1、高層

3、的作用 對于獨立的應(yīng)用，閱讀器可以完成應(yīng)用的需求，例如，公交車上的閱讀器可以實現(xiàn)對公交票卡的驗讀和收費。針對RFID的具體應(yīng)用，需要在高層將多閱讀器獲取的數(shù)據(jù)有效地整合起來，提供查詢、歷史檔案等相關(guān)管理和服務(wù)。更進一步，通過對數(shù)據(jù)的加工、分析和挖掘，為正確決策提供依據(jù)。這就是所謂的信息管理系統(tǒng)和決策系統(tǒng)。第7頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四2、中間件與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 RFID中間件是介于RFID閱讀器和后端應(yīng)用程序之間的獨立軟件，能夠與多個RFID閱讀器和多個后端應(yīng)用程序連接。應(yīng)用程序使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口（API），就能連接到RFID閱讀器，讀取RFID應(yīng)答器

4、數(shù)據(jù)。這樣一來，即使當存儲應(yīng)答器信息的數(shù)據(jù)庫軟件改變、后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代、閱讀器種類增加等情況發(fā)生時，應(yīng)用端不需要修改也能應(yīng)對這些變化，從而減輕了多對多連接的設(shè)計與維護的復雜性。第8頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四3、RFID的工作頻率 (1)低頻(LF，頻率范圍為30300 kHz):工作頻率低于135 kHz，最常用的是125 kHz。 (2)高頻(HF，頻率范圍為330 MHz):工作頻率為13.56 MHz7 kHz。(3)特高頻（UHF，頻率范圍為300 MHz3 GHz）：工作頻率為433 MHz，866960 MHz和2.45 GHz; (4

5、)超高頻（SHF，頻率范圍為330 GHz）：工作頻率為5.8 GHz和24 GHz，但目前24 GHz基本沒有采用。 第9頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四其中，后3個頻段為ISM (Industrial Scientific Medical)頻段。ISM頻段是為工業(yè)、科學和醫(yī)療應(yīng)用而保留的頻率范圍，不同的國家可能會有不同的規(guī)定。UHF和SHF都在微波頻率范圍內(nèi)，微波頻率范圍為300 MHz300 GHz。 在RFID技術(shù)的術(shù)語中，有時稱無線電頻率的LF和HF為RFID低頻段，UHF和SHF為RFID高頻段。 RFID技術(shù)涉及無線電的低頻、高頻、特高頻和超高頻頻段。在無線

6、電技術(shù)中，這些頻段的技術(shù)實現(xiàn)差異很大，因此可以說，RFID技術(shù)的空中接口覆蓋了無線電技術(shù)的全頻段。 第10頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四4、應(yīng)答器 應(yīng)答器在某種應(yīng)用場合還有一些專有的名稱，如射頻卡（也稱為非接觸卡）、標簽等，但都可統(tǒng)稱為應(yīng)答器。第11頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四應(yīng)答器的主要性能參數(shù)： 工作頻率、讀寫能力、編碼調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率、信息數(shù)據(jù)存儲容量、工作距離、多應(yīng)答器識讀能力（也稱為防碰撞或防沖突能力）、安全性能（密鑰、認證）等。 第12頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四應(yīng)答器的分類 ：根據(jù)應(yīng)答器是否需要加裝

7、電池及電池供電的作用，可將應(yīng)答器分： 為無源（被動式） 半無源（半被動式） 有源（主動式）第13頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四應(yīng)答器電路的基本結(jié)構(gòu)和作用 第14頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四5、閱讀器（讀寫器和基站） 閱讀器的功能： (1)以射頻方式向應(yīng)答器傳輸能量； (2)從應(yīng)答器中讀出數(shù)據(jù)或向應(yīng)答器寫入數(shù)據(jù)；(3)完成對讀取數(shù)據(jù)的信息處理并實現(xiàn)應(yīng)用操作；(4)若有需要，應(yīng)能和高層處理交互信息。第15頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四閱讀器電路的組成框圖 第16頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四三、RFI

8、D的耦合方式 根據(jù)射頻耦合方式的不同，RFID可以分為： 電感耦合方式（磁耦合） 反向散射耦合方式（電磁場耦合）第17頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四電感耦合方式：第18頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四負載調(diào)制的原理示意圖 第19頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四1應(yīng)答器的能量供給 2應(yīng)答器向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸 3閱讀器向應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸 第20頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四電感耦合方式的變型 （1）電感耦合的時序方式 （2）掃頻法（3）分頻信號檢測法 第21頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四時序方式中能量與數(shù)據(jù)傳輸圖第22頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四 掃頻信號的波形圖第23頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四掃頻法的工作原理圖 第24頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四分頻信號檢測法的工作原理圖 第25頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四反向散射耦合方式： 第26頁，共30頁，2022年，5月20日，1點3分，星期四聲表面波應(yīng)答器圖 第27頁，共30頁，20