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RFID系統(tǒng)的基本原理

1、基本原理

從電子標(biāo)簽到閱讀器之間的通信及能量感應(yīng)方式來(lái)看,rfid射頻識(shí)別系統(tǒng)一般可以分成兩類,即電感耦合(InductiveCoupling)系統(tǒng)和電磁反向散射耦合(Backscatter Coupling)系統(tǒng)。電感耦合通過空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合,依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律;電磁反向散射耦合,即雷達(dá)原理模型,發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)后反射,同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息,依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。

2、電感耦合型RFID系統(tǒng)

RFID的電感耦合方式對(duì)應(yīng)于ISO/IEC 14443協(xié)議。電感耦合電子標(biāo)簽由一個(gè)電子數(shù)據(jù)載體,通常由單個(gè)微芯片及用做天線的大面積的線圈等組成。

電感耦合方式的電子標(biāo)簽幾乎都是無(wú)源工作的,在標(biāo)簽中的微芯片工作所需的全部能量由閱讀器發(fā)送的感應(yīng)電磁能提供。高頻的強(qiáng)電磁場(chǎng)由閱讀器的天線線圈產(chǎn)生,并穿越線圈橫截面和線圈的周圍空間,以使附近的電子標(biāo)簽產(chǎn)生電磁感應(yīng)。

3、電磁反向散射RFID系統(tǒng)

rfid射頻識(shí)別系統(tǒng)

(1)反向散射調(diào)制

雷達(dá)技術(shù)為RFID的反向散射耦合方式提供了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。當(dāng)電磁波遇到空間目標(biāo)時(shí),其能量的一部分被目標(biāo)吸收,另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個(gè)方向。在散射的能量中,一小部分反射回發(fā)射天線,并被天線接收(因此發(fā)射天線也是接收天線),對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大和處理,即可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息。

當(dāng)電磁波從天線向周圍空間發(fā)射時(shí),會(huì)遇到不同的目標(biāo)。到達(dá)目標(biāo)的電磁波能量的一部分(自由空間衰減)被目標(biāo)吸收,另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個(gè)方向上去。反射能量的一部分最終會(huì)返回發(fā)射天線,稱之為回波。在雷達(dá)技術(shù)中,可用這種反射波測(cè)量目標(biāo)的距離和方位。

rfid射頻識(shí)別系統(tǒng)

對(duì)RFID系統(tǒng)來(lái)說(shuō),可以采用電磁反向散射耦合工作方式,利用電磁波反射完成從電子標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。這種工作方式主要應(yīng)用在915MHz、2.45GNz或更高頻率的系統(tǒng)中。

(2)RFID反向散射耦合方式

一個(gè)目標(biāo)反射電磁波的頻率由反射橫截面來(lái)確定。反射橫截面的大小與一系列的參數(shù)有關(guān),如目標(biāo)的大小、形狀和材料,電磁波的波長(zhǎng)和極化方向等。由于目標(biāo)的反射性能通常隨頻率的升高而增強(qiáng),所以rfid射頻識(shí)別系統(tǒng)反向散射耦合方式采用特高頻和超高頻,應(yīng)答器和讀寫器的距離大于1 m。讀寫器、應(yīng)答器(電子標(biāo)簽)和天線構(gòu)成了一個(gè)收發(fā)通信系統(tǒng)。

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