在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100kHz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。射频技术在无线通信领域中被广泛使用,有线电视系统就是采用射频传输方式。 [1]
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;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。
在耦合方式(电感-电磁)、通信流程(FDX、HDX、 SEQ)、从射频卡到阅读器的数据传输方法(负载调制、反向散射、高次谐波)以及频率范围等方面,不同的非接触传输方法有根本的区别,但所有的阅读器在功能原理上,以及由此决定的设计构造上都很相似,所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和,其功能包括:产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量;对发射信号进行调制, 用于将数据传送给射频卡;接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异。
阅读器的控制单元的功能包括:与应用系统软件进行通信,并执行应用系统软件发来的命令;控制与射频卡的通信过程(主-从原则);信号的编解码。对一些的系统还有执行反碰撞算法,对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密,以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。
无线射频识别系统的读写距离是一个很关键的参数。长距离无线射频识别系统的价格还很贵,因此寻找提高其读写距离的方法很重要。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、阅读器的 RF 输出功率、阅读器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的 Q 值、 天线方向、 阅读器和射频卡的耦合度,以及射频卡本身获得的能量及发送信息的能量等。大多数系统的读取距离和写入距离是不同的,写入距离大约是读取距离的 40%~80%。
特性:
工作在低频的感应器的一般工作频率从120kHz 到134kHz, TI 的工作频率为134.2kHz。该频段的波长大约为 2500m;
1.除了金属材料影响外, 一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。
2.工作在低频的读写器在全球没有任何的许可限制。
3.低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵,但是有 10 年以上的使用寿命。
4.虽然该频率的磁场区域下降很快, 但是能够产生相对均匀的读写区域。
5.相对于其他频段的 RFID 产品,该频段数据传输速率比较慢。
6.感应器的价格相对与其他频段来说要贵。
基本的 RFID 系统由三部分组成:
1.标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信;
2.阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备;
3.天线:在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的 RS232 或 RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。
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