RFID射頻識別系統(tǒng)技術的應用更廣泛,下面這篇文章就帶領大家讀懂?。
1. RFID的基本概念
射頻識別,即RFID(Radio Frequency Identification),又稱無線射頻識別,是一種通信技術,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。
一套完整RFID硬件統(tǒng)由Reader與Transponder兩部份組成,其原理為由Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder,用以驅動Transponder電路將內部的ID Code送出,由Reader接收此ID Code;Transponder的特殊在于免用電池、免接觸、免刷卡故不怕臟污,且晶片密碼為世界唯一無法復制,安全性高、長壽命
物聯(lián)網分為應用層、網絡層和感知層,RFID處于感知層。其在物聯(lián)網中的應用十分廣泛
2. RFID的工作原理
射頻識別系統(tǒng)的基本模型如圖所示。其中電子標簽又稱為射頻標簽、應答器、數(shù)據(jù)載體;閱讀器又稱為讀出裝置,掃描器、通訊器、讀寫器(取決于電子標簽是否可以無線改寫數(shù)據(jù))。電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合、在耦合通道內,根據(jù)時序關系,實現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換
FRID中間件: 為解決分布異構問題,人們提出了中間件(middleware)的概念。中間件是位于平臺(硬件和操作系統(tǒng))和應用之間的通用服務,這些服務具有標準的程序接口和協(xié)議。針對不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺,它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現(xiàn)
RFID中間件是一種面向消息的中間件,信息(Information)是以消息(Message)的形式,從一個程序傳送到另一個或多個程序。信息可以以異步 (Asynchronous)的方式傳送,所以傳送者不必等待回應。面向消息的 中間 件包含的功能不僅是傳遞(Passing)信息,還必須包括解譯數(shù)據(jù)、安全性、數(shù)據(jù)廣播、錯誤恢復、定位網絡資源、找出符合成本的路徑、消息與要求的優(yōu)先次序以及延伸的除錯工具等服務。RFID中間件具有以下特點:
- 獨立于架構(Insulation Infrastructure)RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應用程序之間,并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應用程序連接,以減輕架構與維護的復雜性
- 數(shù)據(jù)流(Data Flow)RFID的主要目的在于將實體對象轉換為信息環(huán)境下的虛擬對象,因此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的搜集、過濾、整合與傳遞等特性,以便將正確的對象信息傳到企業(yè)后端的應用系統(tǒng)。
- 處理流(Process Flow)RFID中間件采用程序邏輯及存儲再轉送(Store-and-Forward)的功能來提供順序的消息流,具有數(shù)據(jù)流設計與管理的能力
3. RFID的頻率劃分
目前定義的RFID產品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻(甚高頻)、微波等頻率范圍。不同頻段的RFID產品有不同的特性。具體的劃分方法如下圖:
- 125KHz~134KHz屬于低頻;
- 13.56MHz為高頻;
- 860MHz~915MHz為超高頻(甚高頻);
- 2.4GHz~5.0GHz為微波;
3.1 RFID低頻
RFID低頻主要應用于畜牧業(yè)管理系統(tǒng)、汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應用、馬拉松賽跑系統(tǒng)的應用 、自動停車場收費和車輛管理系統(tǒng) 、自動加油系統(tǒng)的應用、酒店門鎖系統(tǒng)的應用、門禁和安全管理系統(tǒng),其特性如下示:
- 工作在低頻的感應器的一般工作頻率從 ==120KHz 到 134KHz==, TI 的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為 2500m
- 除了金屬材料影響外,一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離
- 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制
- 低頻產品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴,但是有 10 年以上的使用壽命 - 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快,但是能夠產生相對均勻的讀寫區(qū)域
- 相對于其他頻段的 RFID 產品,該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢 - 感應器的價格相對與其他頻段來說要貴
3.2 RFID高頻
RFID高頻主要應用于圖書管理系統(tǒng)的應用、瓦斯鋼瓶的管理應用、服裝生產線和物流系統(tǒng)的管理和應用、三表預收費系統(tǒng)、酒店門鎖的管理和應用、大型會議人員通道系統(tǒng)、固定資產的管理系統(tǒng)、醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應用、智能貨架的管理。其特性如下示:
- 工作頻率為 ==13.56MHz==,該頻率的波長大概為 22m
- 除了金屬材料外,該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料,但是往往會降低讀取距離。感應器需要離開金屬一段距離
- 該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制
- 感應器一般以電子標簽的形式
- 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快,但是能夠產生相對均勻的讀寫區(qū)域
- 該系統(tǒng)具有防沖撞特性,可以同時讀取多個電子標簽
- 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標簽中 - 數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快,價格不是很貴
3.3 RFID超高頻
RFID超高頻主要應用于供應鏈上的管理和應用、生產線自動化的管理和應用、航空包裹的管理和應用、集裝箱的管理和應用、鐵路包裹的管理和應用、后勤管理系統(tǒng)的應用。其特性如下示:
- 在該頻段,全球的定義不是很相同,歐洲和部分亞洲定義的頻率為 868MHz,北美定義的頻段為 902 到 905MHz 之間,在日本建議的頻段為 950 到 956 之間。該頻段的波長大概為 30cm 左右。
- 目前,該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義(美國定義為 4W,歐洲定義為 500mW)。 可能歐洲限制會上升到 2W EIRP。
- 高頻頻段的電波不能通過許多材料,特別是水,灰塵,霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標簽來說,該頻段的電子標簽不需要和金屬分開來。
- 電子標簽的天線一般是長條和標簽狀。天線有線性和圓極化兩種設計,滿足不同應用的需求。
- 該頻段有好的讀取距離,但是對讀取區(qū)域很難進行定義。
- 有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率,在很短的時間可以讀取大量的電子標簽
3.4 RFID微波
RFID微波2.4GHz頻段主要應用于船舶管理系統(tǒng)、煤礦人員定位系統(tǒng)、動態(tài)車輛識別系統(tǒng)、微型膠囊內窺鏡系統(tǒng)。其特性如下示:
- 它是一個全球性的頻段,開發(fā)產品具有全球通用性;
- 它整體的頻寬勝于其他ISM頻段,這就提高了整體數(shù)據(jù)傳輸速率,允許系統(tǒng)共存;
- 2.4GHz無線電和天線的體積相當小,產品體積也更小
以上就是RFID射頻識別系統(tǒng)的介紹,如需更多相關內容,歡迎關注我們……