RFID读写器和标签--课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,PPT课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,PPT课件,*,RFID,系统框图,1,PPT课件,RFID系统框图1PPT课件,现有四种识别技术,1.,条形码,2.,磁卡,3.IC,卡,4.RFID,卡,2,PPT课件,现有四种识别技术1.条形码2PPT课件,四种识别技术的比较,条码,和,磁卡,的成本较低，但是都容易磨损，且数据量很小；,接触式,IC,卡,的价格稍高，数据存储量较大，安全性好，但是也容易磨损，寿命短。,与条码、磁卡、接触式,IC,卡相比，,RFID,标签,实现了免接触操作，具有应用便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性强等特点。并且，,RFID,标签可以在恶劣环境下工作，读取距离远，支持写入数据，可重复使用，并使用了防冲撞技术，能够识别高速运动物体,并可同时识别多个射频卡。,3,PPT课件,四种识别技术的比较条码和磁卡的成本较低，但是都容易磨损，且数,射频识别标签,射频标签（,RFID TAG,）是安装在被识别对象上，存储被识别对象相关信息的电子装置，常称为电子标签。它是射频识别系统的数据载体，是射频识别系统的核心。,一、射频识别标签的分类及其构成,1,、分类,（,1,）按标签的工作方式分类,主动式标签,。用自身的射频能量主动地发射数据给读写器的标签。主动标签含有电源。,被动式标签,。由读写器发出查询信号触发后进入通信状态的标签。被动标签可有源也可无源。,4,PPT课件,射频识别标签4PPT课件,（,2,）按标签的读写方式分类,只读型标签,。只能读出不能写入的标签。可分为以下三类：,只读标签,：内容出厂时已写入，识别时只可读出，不可改写。,一次性编程只读标签,：标签内容只可在应用前一次性编程写入，识别过程中内容不可改写。,可重复编程只读标签,：标签内容经擦除后可重新编程写入，识别过程中内容不可改写。,读写型标签,。标签内容既可被读写器读出，又可由读写器写入的标签。,5,PPT课件,5PPT课件,（,3,）按标签有无能源分类,无源标签,。标签中不含电池的标签。工作能量来自阅读器射频能量。,有源标签,。标签中含有电池的标签。不需利用阅读器的射频能量。,半有源标签,：阅读器的射频能量起到唤醒标签转入工作状态的作用。,6,PPT课件,（3）按标签有无能源分类6PPT课件,（,4,）按标签的工作频率分类,低频标签,：,500KHz,以下,中高频标签,：,3M-30MHz,特高频标签,：,300M-3000MHz,超高频标签,：,3GHz,以上,（,5,）按标签的工作距离分类,远程标签,：工作距离,1m,以上,近程标签,：,10cm100cm,超近程标签,：,0.2cm10cm,7,PPT课件,（4）按标签的工作频率分类7PPT课件,RFID,标签,无源标签,有源标签,8,PPT课件,RFID标签无源标签有源标签8PPT课件,EPC目前定义了5种电子标签,9,PPT课件,EPC目前定义了5种电子标签9PPT课件,2,、射频识别标签的构成,射频识别标签一般由天线、调制器、编码发生器、时钟及存储器构成。,天线,调制器,控制器（,CPU,）,电源,编码发生器,时钟,存储器,10,PPT课件,2、射频识别标签的构成天线调制器控制器（CPU）电源,3,、射频识别标签的功能,（,1,）具有一定容量的存储器，用于存储被识别对象的信息。,（,2,）在一定工作环境下及技术条件下标签数据能被读出或写入。,（,3,）维持对识别对象的识别及相关信息的完整。,（,4,）数据信息编码后，工作时可传输给读写器。,（,5,）可编程，且一旦编程后，永久性数据不能再修改。,（,6,）具有确定的期限，使用期限内无须维修。,11,PPT课件,3、射频识别标签的功能11PPT课件,二、射频识别工作频率,1,、电磁波波段的划分,12,PPT课件,二、射频识别工作频率12PPT课件,目前我国已规划的用于,RFID,技术的频率,13,PPT课件,目前我国已规划的用于RFID技术的频率13PPT课件,2,、射频标签工作频率分类,（,1,）低频（,LF,）标签,低频标签工作频率范围,30300KHZ,，典型的工作频率有：,125KHZ,，,133KHZ,，低频标签一般为无源标签，工作能量通过电感耦合,(,近场）获得，阅读距离小于,1,米。,典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、自动化生产线、精密仪器、电子闭锁防盗等。国际标准有：,ISO11784/11785,（用于动物识别）、,ISO18000-2,（,125-135KHZ,）,14,PPT课件,2、射频标签工作频率分类14PPT课件,低频标签的优势：具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木材等；非常适合近距离、低速度的、数据量要求较少的识别应用。,低频标签的劣势有：存储数据量少，只能适合低速、近距离识别应用；与高频标签相比，天线匝数更多，成本更高一些。,15,PPT课件,低频标签的优势：具有省电、廉价的特点；工作频,（,2,）高频（,HF,）标签,高频标签工作频率范围,330MHZ,，典型工作频率为,13.56MHZ,，中高频标签一般也采用无源设置，其工作能量和低频标签一样，也是通过电感耦合（近场）获得，其基本特点与低频标签相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的传输速度，天线设计相对简单，标签一般制成卡片形状。,典型的应用包括：无线,IC,卡、电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗、自动化生产线等。相关的国际标准有,ISO14443,、,ISO15693,、,ISO18000-3,（,13.56MHZ),等,.,16,PPT课件,（2）高频（HF）标签16PPT课件,（,3,）特高频（,UHF,）与超高频（,SHF,）标签,超高频与微波频段的射频标签，简称为微波射频标签。阅读距离一般大于,1,米，典型情况为,46,米，最大可达,10,米以上。各工作频率的用途及特点：,433MHZ,左右：耦合方式为反向散射耦合（远场），主要用于货物管理及特定场合。该频段电磁波绕射能力强，工作距离较远，但天线尺寸较大，该频段的无线电业务繁杂，容易引起干扰问题。相关的国际标准有,ISO18000-7(433.92MHZ),17,PPT课件,（3）特高频（UHF）与超高频（SHF）标签17,800/900MHZ,频段：我国于近期规划出,840-845MHZ,及,920-925MHZ,频段用于,RFID,技术，空间耦合方式为反向散射耦合。主要用于商品货物流通。该频段电磁波绕射能力强，最大工作距离可达,8,米左右，背景电磁噪声小，天线尺寸适中，射频标签易于实现，是全球范围内货物流通领域大规模使用,RFID,技术的最合适频段。相关的国际标准有,ISO18000-6(860-930MHZ),18,PPT课件,800/900MHZ频段：我国于近期规划出,2.45G/5.8GHZ,频段：空间偶合方式为反向散射耦合（远场）。主要用途为车辆识别和货物流通。该频段电磁波为视距传播，绕射能力差，且相对来讲空间损耗大，因此工作范围小。由于频率高，相对而言制造成本大，同时该频段为,ISM,频段，电磁环境复杂，干扰问题在特定场合可能较为突出。相关的国际标准有,ISO18000-4,（,2.45GHZ),、,ISO18000-5(5.8GHZ),、,19,PPT课件,2.45G/5.8GHZ频段：空间偶合方式为反向,三、射频标签的制作与封装,射频标签产品按形态和材质的不同可分为三大类：标签类、注塑类和卡片类。,封装工艺,封装环节主要包括三个主要工艺：天线基板制作、一次封装（,Inlay,的制作）和二次封装（基板上涂覆绝缘膜、冲裁）,20,PPT课件,三、射频标签的制作与封装20PPT课件,（,1,）天线基板的制作,天线基板的制作目前主要包括两种方式：一种是传统的蚀刻工艺，另一种是丝网印刷工艺。,（,2,）一次封装（内嵌片的制作）,一次封装是指带有天线的基板和芯片通过点胶的方式制成内嵌片的过程。,21,PPT课件,（1）天线基板的制作21PPT课件,（,3,）二次封装（基板上涂覆绝缘膜、冲裁）,Inlay,冷凝胶,涂敷有冷凝胶的,Inlay,塑料（底纸）,不干胶,电路带保护的标签,刷好不干胶的标签,离型纸,成卷的不干胶标签,22,PPT课件,（3）二次封装（基板上涂覆绝缘膜、冲裁）Inlay冷凝胶,射频读写器,（,Reader and Writer),射频读写器根据具体实现功能的特点有其他较为流行的别称：,单纯实现读取标签信息的设备成为阅读器,(Reader),、读出装置,(Reading Device),、扫描器,(Scanner),等。,单纯实现向标签内存写入信息的设备成为编程器,(Programmer),、写入器,(Writer),等。,综合具有读取与写入标签内存信息的设备成为读写器、通信器,(Communicator),等。,23,PPT课件,23PPT课件,RFID,读写器,24,PPT课件,RFID读写器24PPT课件,一、射频读写器的工作原理模型,基带模块：,基带信号处理,应用程序接口,控制与协议处理,数据命令接口,缓冲存储区,射频模块：,调制解调处理,数据命令接口,发送通道,接收通道,收发分离,天,线,天线接口,数据命令缓冲,应用接口,25,PPT课件,一、射频读写器的工作原理模型基带模块：射频模块：天天线接口数,一、射频识别系统的工作原理模型,应用,系统,射频,标签,编码,调制,解码,读写器,应用接口,空中接口,26,PPT课件,一、射频识别系统的工作原理模型应用射频编码调制解码读写器应用,二、射频读写器的构成,读写器一般由天线、射频模块和控制处理模块和,I/O,接口模块组成。,27,PPT课件,27PPT课件,1,、天线,天线是发射和接收射频载波的设备。不管何种射频读写设备均少不了天线或耦合线圈。在确定的工作频率和带宽条件下，天线发射由射频模块产生的射频载波，并接收从标签发射回来的射频载波。对射频识别系统而言，天线是射频标签和读写器的空间接口。,28,PPT课件,1、天线28PPT课件,2,、射频模块,射频通道模块是射频读写设备的前端，也是影响系统价格的关键。射频模块由射频振荡器、射频处理器、射频接收器及前置放大器组成。射频模块可分为发射通道和接收通道两部分，分别用于发射和接收射频载波。射频模块通常完成控制与处理模块传送来的发送控制命令的执行，其主要功能有两项，一是将读写器欲发往射频标签的命令调制（装载）到射频信号上，经发射天线发送出去。二是对射频标签反回到读写器的回波信号的解调处理，并将处理后的回波基带信号送控制处理模块。射频模块的组成包括以下主要内容：,（,1,）频率源电路。用于产生读写设备载波调制的频率信号。,29,PPT课件,2、射频模块29PPT课件,（,2,）调制,/,解调电路。用于实现基带信号载波发送与接收的调制（装载）与解调（卸载）。,（,3,）功率放大电路。用于实现将输出到天线的射频信号放大到足够的功率电平。,（,4,）单天线收发分离电路。用于实现读写器发送与接收射频信道的分离。,（,5,）信号放大、滤波、整形处理电路。用于处理解调后的回波信号。,（,6,）收发控制电路。用于控制射频功率的输出以及多天线系统的功率分配。,30,PPT课件,30PPT课件,3,、控制与处理模块,控制与处理模块是射频读写设备的智能单元。其主要功能包括实现发送到射频标签命令的编码，回波信号的解码。差错控制，读写命令流程策略控制。发送命令缓存，接收数据缓存，与后端应用程序之间的接口协议实现，,I/O,控制等。其组成包括以下主要内容：,（,1,）,CPU,或,MPU,（单片机）。智能处理单元，内装嵌入程序。,（,2,）,CPU,或,MPU,外围接口电路。为,CPU,或,MPU,提供必要的存储区、中断控制器、,I/O,信号与,I/O,接口控制