Transcript 第2章物联网RFID技术

第2讲 物联网RFID技术
主讲：时云峰
1．1 RFID技术基础
1.RFID的概念
2.RFID系统原理
3.RFID系统的组成
4.RFID标签的分类
1．1 RFID技术基础
1.RFID的概念
射频识别即RFID（Radio Frequency
IDentification）技术，又称电子标签、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。
1．1 RFID技术基础
2.RFID系统原理
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。
1．1 RFID技术基础
3. RFID系统的组成
一套完整的RFID系统，是由阅读器（Reader）
与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器
（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发
射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路
将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据， 送给应用程序做
相应的处理。
1．1 RFID技术基础
4.RFID标签的分类
RFID标签分为被动、半被动（也称作半主动）、
主动三类。
被动式
被动式标签没有内部供电电源。其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动，这些电磁波是由
RFID读取器发出的。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读取器发出数据。这些数据不仅包
括ID号（全球唯一标示ID），还可以包括预先存在于标签内EEPROM中的数据。
1．1 RFID技术基础
4.RFID标签的分类
半主动式
一般而言，被动式标签的天线有两个任务，第一：接收读取器所发出的电磁波，藉以驱动标签IC；
第二：标签回传信号时，需要靠天线的阻抗作切换，才能产生0与1的变化。
主动式
与被动式和半被动式不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部IC所需电源以
产生对外的讯号。一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和较大的记忆体容量可以用来储存
读取器所传送来的一些附加讯息。
1.2 RFID各部分工作原理
1.射频标签
2.射频阅读器
3.阅读器与标签间的处理工程
1.2 RFID各部分工作原理
1.射频标签
射频标签就是含有物品唯一标识体
系的编码的标签。这种唯一标识体
系包括产品电子代码EPC、泛在识别号UCODE、车辆识别代码VIN、国际证
券标识号ISIN、以及IPv6等等。
目前，可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和
ISO18000。应用最多的是ISO14443和ISO15693，这两个标准都由物理特性、
射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。
1.2 RFID各部分工作原理
2.射频阅读器
RFID读写器/读写模块的核心部分
包括一个控制用微处理器和一个RFID基站电路。其构成结构如下图所示。
1.2 RFID各部分工作原理
2.射频阅读器
它能独立完成对符合ISO/IEC15693
或ISO/IEC18000-6标准卡片/标签的所有操作，它还具有与用户主系统的串
行通信能力，可根据用户系统的命令完成对RFID卡的读写操作，并将所得
数据返回给用户系统，这个用户系统可以是一个主控板或PC机。
在RF装置中，天线部分包括读写器天线和标签天线
1.2 RFID各部分工作原理
3.阅读器与标签间的处理工程
系统的基本工作流程是：阅读器通过发
射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射
频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接
收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收
的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理。
1.3 RFID技术标准
1.编码标准
2 .讯标准
3.频率标准
4.应用标准
1.3 RFID技术标准
1.编码标准
1）产品电子代码 EPC
2）EAN.UCC
3）GB 18937 (NPC)
1.3 RFID技术标准
2 .讯标准
•近距离无线通信（NFC）是一项让
两个靠近（近乎接触）的电子装置以13.56MHz频率通信的RFID应用技术。
•超宽带无线技术（UWB）是一种直接以载波频率传送数据的通信技术。
•无线传感器网络是另一种RFID技术的扩展。传感器网络技术的对象模型和数字接口已经
形成产业联盟标准IEEE 1451。
1.3 RFID技术标准
3.频率标准
RFID标签与阅读器之间进行无线通
信的频
段有多种，常见的工作频率有135kHz以下、13.56MHz、860～928MHz
(UHF)、2.45GHz及5.8GHz等。
•低频系统工作频率一般低于30MHz，典型的工作频率有125KHz、225KHz、
13.56MHz等
•高频系统一般指其工作频率高于400MHz，典型的工作频段有915MHz、
2.45gHz、5.8gHz等。
1.3 RFID技术标准
4.应用标准
RFID在行业上的应用标准包
括动物识别、道路交通、集装
箱识别、产品包装、自动识别等。
1.4 RFID技术特性及应用
1. 低频(从125KHz到134KHz)
2. 高频(工作频率为13.56MHz)
3. 超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)
1.5RFID技术基础感知实验
1. 低频RFID标签识别实验
2. 高频RFID标签读写实验
3. 超高频RFID标签设置实验
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