浅谈读写器设计

浅谈读写器设计浅谈读写器设计导读：2011 工程硕士 读写器设计 北方工业大学在职工程硕士研究生学位论文 开 题 报 告研究课题便携式甚高频 RFID读写器设计 李林海 2011331100103 集成电路工程 郭书军 张文东 2012-09-2014-12研 究 生 姓 名 学 工 程 领 号 域校内导师姓名 企业导师姓名 论 文 工 作 的 起 止 时 间2012 年 9 月 24 日填写开题报告由研究生填写，一式二份（学院，研究生部）填表说明1只有学籍状态为注册的研究生才允许开题，开题报告及其评审结果才 能被认可。 2硕士学位论文开题报告封面及一至七项必须用计算机输入、打印。 3开题报告为 A4 大小，于左侧装订成册。硕士研究生应逐项认真填写， 各栏空格不够时请自行加页。 4开题报告经指导教师审阅通过后，举行公开的开题报告答辩会。答辩 会专家组由三名以上高级职称的专家（包括导师）组成，成员由各学院学术委 员会确定。答辩后由专家组进行评审并给出成绩。答辩记录及成绩交研究生部 备案。 5 硕士研究生应在选题前阅读相关领域的中外文资料， 并写出不少于 5000 字的文献综述报告，引用浅谈读写器设计(2)导读：容可经由 保护,使其内容不易被伪造及变造。可以说当RFID与互联X相结合时，一场影响深远的革命就来临了。当能赋予2地球上所有物品以惟一IP地址的IPV6技术与承载着物品大量相关信息并有无线通信能力的RFID相结合，互联X的巨大潜能才真正释放出来，一个人与人、人与物、物与物相互联系的“物联X”变会从此诞生品。 抗污染能力和耐久性：传统条形码的载体是纸张,因此容易受到污染，但 RFID 对水、油 和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以 特别容易受到折损；RFID 卷标是将数据存在芯片中,因此可以免受污损。 可重复使用：现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID 标签则可以重复地新增、 修改、删除，RFID 卷标内储存的数据，方便信息的更新。 穿透性和无屏障阅读：在被覆盖的情况下，RFID 能够穿透纸张、木材和塑料等非金属 或透明的材质， 并能够进行穿透性通信。 而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的 情况下，才可以辨读条形码。 数据的记忆容量大：一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至 3000字符，RFID 最大的容量则有数 MegaBytes.随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩 大的趋势。 未来物品所需携带的资料量会越来越大， 对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。 安全性： 由于 RFID 承载的是电子式信息， 其数据内容可经由 保护,使其内容不易被 伪造及变造。可以说当 RFID 与互联X相结合时，一场影响深远的革命就来临了。当能赋予2地球上所有物品以惟一 IP 地址的 IP V6技术与承载着物品大量相关信息并有无线通信能力的 RFID 相结合，互联X的巨大潜能才真正释放出来，一个人与人、人与物、物与物相互联系 的“物联X”变会从此诞生。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 RFID( 射频识别)技术是从上世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术, 近年来发展十 分迅速。其技术的覆盖范围非常广泛, 许多正在应用中的自动识别技术也都可以归于 RFID 技术之内。RFID涉及到通信领域中的无线数据传输，现代通信的发展日新月异，同时也存 在着很多已经成熟的技术。但RFID由于其特有的传输特性，通信方式也有其独特的地方。 和普通通信一样对编码方式的选择以及信道适应性的分析是很有必要的。 射频识别技术的基 本原理是电磁理论， 它是一种非接触的自动识别技术， 其基本原理是利用射频信号和空间藕 合传输特性，实现对识别物体的自动识别。射频识别系统一般由两个部分组成，即电子标签 和阅读器。 电子标签附着在被识别物体上， 阅读器能将其识别范围内的带有标签的所有物体 识别出，实现自动识别物体或者收集信息。下图就是RFID系统的基本组成部份。射频识别系统基本组成部分 RFID目前在理论和应用研究方面都十分引人注目的一种自动识别技术。它具有数据量 大，保密性高，抗干扰能力强，识别时间短，费用较低等优点，有很好的应用前景。到二 十一世纪，RFID 迎来了一个崭新的发展时期，其在民用领域的价值开始得到世界各国 的广泛关注，特别是在西方发达国家， RFID 技术大 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(3)导读：在中心（UbiquitousID）的标准。这些标准（组织）都在积极进入中国，在国内设立 机构，X罗各自的企业利益群体，都希望能够影响到国内UHF频段的RFID标准的制订，为日后在广大的中国市场的竞争中，赢得标准上的先机。在目前，无论从应用还是产业技术，国内13.56MHzRFID比UHFRFID都要成熟、壮3大许多，UHFRFID还没有形量应用于生产自化、门禁、公路收 费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域中，其新的应用范围还在不断扩展， 层出不穷。目前，国外主要有三个标准正在制定中：ISO/IEC 18000 标准、美国EPC Global 的标准和日本泛在中心（Ubiquitous ID）的标准。这些标准（组织）都在积极进入中国，在 国内设立 机构，X罗各自的企业利益群体，都希望能够影响到国内UHF 频段的RFID标 准的制订，为日后在广大的中国市场的竞争中，赢得标准上的先机。 在目前，无论从应用还是产业技术，国内13.56MHz RFID 比 UHF RFID 都要成熟、壮3大许多，UHF RFID 还没有形成完整的产业链。 虽然国外 UHF RFID 也处于技术发展的初期， 但是随着应用需求的不断明确， 世界各国 正积极的从标准制定、芯片设计、标签封装（含天线设计） 、识别系统设计与生产、系统集 成与管理软件开发等 RFID 产业链的各个方面，加大投入快速发展，准备迎接 RFID 产业的 爆炸式发展。在这种形势下，如果中国不发展自己的 RFID 产业就会受制于人，就会在新一 轮技术革命中落伍。而在目前国内 RFID 已有的一定技术和市场基础上，如果措施得当，是 完全有机会赶上甚至领先于国外竞争对手的。 RFID 技术的发展是建立在整个 RFID 产业链发展的基础上， RFID 产业链的任何一个环 节的落后都会影响整个产业发展。 所以发展中国的 RFID 产业，不能局限在某个环节，而 应该是发展整个中国的 RFID 产业链，应该是从标准到应用中各个环节的共同发展。现在的 当务之急是建立中国自己的 RFID 标准，从维护国家安全和利益的角度，中国必须有自己的 标准和自己的产品， 这不仅可以改变以往在标准上处处受制于人的被动局面， 也有助于改变 国内的市场应用和技术开发的混乱局面，形成合力，增强竞争力。从市场的角度来看，未来 RFID 的最大市场将在作为世界工厂和世界市场的中国。中国完全应该，也能够拥有自己的 标准。 随着中国标准化工作的进展，中国将成为国际 RFID 标准的第四股力量。 RFID 在中国的很多领域都得到实际应用，包括物流、烟草、医药、身份证、奥运 门票、宠物管理等等，但就我们日常生活感受而言，好像 RFID 还是离我们很远。除了 二代身份证，我们还很难经常感受到 RFID 在我们生活中的存在。这到底是什么原因 呢？其实道理很简单，尽管 RFID 正快速在各个领域得到实际应用，但相对于我们国家 的经济规模，其应用范围还远未达到广泛的程度，即便在 RFID 应用比较多的交通物流 产业，也还处于点分布的状态，而没能达到面的状态。往往是产业中的领导企业为保 持其竞争地位而率先尝试采用这种新技术，而更多的企业还抱着观望和犹豫的态度。 还 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(4)导读：射频读写器进行硬件和软件设计。拟主要开展以下工作：（1）深入掌握UHF频段ISO/IEC18600-6协议。（2）采用AMS公司的AS3992芯片作为主要单元进行915MHzRFID读写器设计。（3）编写主控模块和AS3992模块之间的通信程序。（4）编写液晶显示驱动程序。（5）编写键盘输入控制程序。（6）完成915MHz读写器的是以物流产业为例，应用 RFID 技术可以大幅提高物流运作效率，如加快货物出入库 时间，减少现场操作人员，实现快速而精确的库存盘点，实现货物准确定位跟踪等 。 随着RFID技术的广泛应用，特别是非接触公交卡、校园卡等项目在各地的推广，培养 了一批芯片、封装、读写终端和系统集成厂商。这些国内厂商已经掌握了成熟的技术，初步 形成了国内的RFID产业链。其主要由以下几个部分组成：标准制定、芯片设计、标签封装 （含天线设计） 、识别系统设计与生产、系统集成与管理软件开发。 射频识别(RFID)技术作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的 基础，已经被世界公认为2l 世纪十大重要技术之一。在生产、零售、物流、交通等各个行业 有着广阔的应用前景。现在，RFID 已成为 IT 业界的研究热点，被视为 IT 业的下一个“金4矿”。各大软硬件厂商，包括 IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、 SAP 等在内的各家企业都对 RFID 技术及其应用表现出了浓厚的兴趣，相继投入大量研发 经费，推出了各自的软件或硬穿透性强件产品及系统应用解决方案。在应用领域，以 art、UPS、Gillette 等为代表的大批企业已经开始准备采用 RFID 技术对业务系统进 行改造，以提高企业的工作效率并为客户提供各种增值服务。在标签领域，RFID 标签与条 码相比，具有读取速度快、存储空间大、工作距离远、 、外形多样、工作环境适应性强和可 重复使用等多种优势。 射频识别技术已经逐渐成为企业提高物流供应链管理水平， 降低成本， 实现企业管理信息化， 增强企业竞争能力， 参与国际经济大循环不可缺少的技术工具和手段。5二、 研究内容本课题主要针对超高频射频识别技术的国内外发展现状及发展趋势，利用国内外现有 大量文献及资料，研究 ISO/IEC 18000-6 协议，对 915MHz 射频读写器进行硬件和软件设 计。拟主要开展以下工作： （1） 深入掌握 UHF 频段 ISO/IEC 18600-6 协议。 （2） 采用 AMS 公司的 AS3992 芯片作为主要单元进行 915MHz RFID 读写器设计。 （3） 编写主控模块和 AS3992 模块之间的通信程序。 （4） 编写液晶显示驱动程序。 （5） 编写键盘输入控制程序。 （6） 完成 915MHz 读写器的读写功能。 （7） 完成 915MHz 读写器配套微带天线的设计。（8） 完成 915MHz 读写器配套多天线模块的设计。三、 研究方案拟采用的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析。 1.研究方法 本论文主要采用的研究方法为文献调研方法、实验研究法、理论分析发等方法， 在论文初期准备阶段通过文献调 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(5)导读：作与DSB-ASK、SSB-ASK以及PR-ASK调制模式会话条件的标签；通过外部接口与外部控制电路进行通信。2.MCU部分：采用Silabs公司的增强型MCUC8051F340，该芯片是一种数模混合型MCU，采用LQFP48小型封装，具有执行速度快、集成接口多、低功耗设计等特点，在该读写器电路中主要实现初始化AS3992寄存器；主动发送标签操研方法进行资料文献的查阅和研究，了解国内外 RFID UHF 频段的研究现状与发展的趋势等，对比时下典型的应用案例和产品，找出其中的 优势和存在的问题，在论文中期阶段，通过理论分析法和实验研究法对研究方案进行 分析和研究，对原理电路图进行理论计算，对逻辑语法进行逻辑推理，对系统功耗进 行评估；在系统优化后，进行 PCB 版图绘制，进行初样试制，调试成品电路，编写控 制程序。在论文结束期间，对初样进行总结，归纳，给出指导意见。 2技术路线 总体技术路线图如下6根据读写器结构和总体技术路线图，将各部分的技术路线分述如下： 1.射频部分：射频部分是实现读写器读写功能的核心部分，拟采用 AMS 公司的 RFID 读写器芯片 AS3992，该芯片包含了完整的模拟前端电路以及 ISO-IEC 18000-6C 协 议处理器，同时，还继承了内部高性能 VCO、密集阅读器模式（DRM）滤波器、发 射链路预失真功能，其接收灵敏度也提高了 -78dBm 。内部可配置 VCO 覆盖了从 840-960MHz 的频率范围，可用于世界范围内的超高频 RFID 标准，内含高度可配置 的模拟前端，可工作与 DSB-ASK、SSB-ASK 以及 PR-ASK 调制模式会话条件的标签； 通过外部接口与外部控制电路进行通信。 2.MCU 部分：采用 Silabs 公司的增强型 MCU C8051F340，该芯片是一种数模混合型 MCU，采用 LQFP48 小型封装，具有执行速度快、集成接口多、低功耗设计等特点， 在该读写器电路中主要实现初始化 AS3992 寄存器；主动发送标签操作指令、控制 与标签的流程；运行防碰撞算法流程，读取符合会话条件的标签；通过外部接口与 外部控制电路进行通信 3.软件部分：软件部分包括对 AS3992 的通信，通信有两种方式：并行模式和串行模 式两种，可支持 EPC 数据链路的最快速度为 640kbps 。AS3992 集成了 ISO/IEC 18000-6C 协议处理器，因此 6C 模式控制流程较为简单，仅以 6B 模式来做分析： 命令帧格式： 帧头探测 6B 模式下读取标签流程 帧头 分隔符 命令 参数 数据 CRC163实验方案 拟采用软件仿真加仪器测量的实验方法，在原理图设计阶段，采用 ADS 射频方针软件 对必要射频电路进行仿真试验，确保实际电路误差在合理范围内。在初样调试阶段，借助频谱仪，示波器等测量仪器进行信号测试、协议分析等试验，确保调试工作顺利进行。 4可行性分析： 系统整体方案：借鉴以往成功案例，采用最稳妥的技术进行开发设计，对射频部分参 考厂家成功版图设计，减少因布局不合理而造成的问题；对 MCU 部分采用厂家 demo 代 码，在其基础上进行开发，可以缩短开发周期和代码复杂度。 保障条件：北方工业大学的郭书军老 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(6)导读：和ThingMagic的RF4，将M8成功改造为CF卡式读写器。积累了一些基础和经验。综合以上各种条件，可以确保项目的顺利实施。四、研究工作进度安排科研论文工作的总工作量（估计）、分研究阶段的进度（起迄日期）和要求。（1）理论研究：应包括文献调研，理论推导，数值计算，理论分析，撰写论文等；（2）实验研究和工程技术研究师在 RFID 领域建树良多，因此在方案设计和初 样调试等方面，都会给予我很大帮助；我的企业导师张文东，也是在微波测试领域内成绩 斐然， 在测试方面将会有很大保障；本人在 05-09 年曾经在 RFID 领域内接触过 UHF 频段 RFID 读写器，对 Skytek、ThingMagic、In、8 和 ThingMagic 的 RF4，将 M8 成功改造为 CF 卡式读写器。积累了 一些基础和经验。 综合以上各种条件，可以确保项目的顺利实施。四、 研究工作进度安排科研论文工作的总工作量（估计） 、分研究阶段的进度（起迄日期）和要求。 （1）理论研究：应包括文献调研，理论推导，数值计算，理论分析，撰写论文等； （2）实验研究和工程技术研究：应包括文献调研，理论分析，实验设计，仪器设备的研 制和调试，实验操作，实验数据的分析处理，撰写论文等。 序号 1 阶段及内容 查阅文献，了解国内外有关 本课题的研究现状、水平、 积累本课题必须的材料 熟悉 RFID 规范和各个典 2 3 4 5 6 型案例、设计原理图和软件 流程图 PCB 版图绘制加工，元器件 购买、软件编写 电路组装焊接调试、软件联 调 形成论文初稿件 整理论文与答辩准备 400 400 2014.10-2014.1014.12-2014.3 800 2014.7-2014.9 800 2014.4-2014.6 PCB 版图，软件 代码 初样、软件、调试 记录、测试记录 论文初稿 硕士学位论文 800 2012.11-2014.3 设计方案、原理 图、流程图 400 2012.8-2012.11 开题报告 工作量估计（小时） 起止日期 阶段成果形式五、 预期研究成果在本课题结束后拟取得成果如下： 1 2 3 4 5 6 78便携式 UHF 频段 RFID 读卡器设计方案一套。 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器原理图若干。 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器 Firmware 代码一套 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器配套天线一个 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器配套多天线模块一个 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器调试记录一份 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器测试记录一份 便携式 UHF 频段 RFID 读卡器论文一篇六、 本课题创新之处说明研究内容、拟采用的研究方法、技术路线或预期成果中有哪些创新之处。 UHF 频段 RFID 读写器设计目前更多的集中在台式仪器和模块设计上， 关于 UHF 频段 便携式 RFID 读写器的设计却甚少。本课题给出了设计便携式 UHF 频段 RFID 读写器的一 个合理方案， 对便携式设计提出了一些注意点， 在软件中加入了 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(7)导读：种读写器防碰撞算法，并设计了种UHF频段RFID读写器使用的微带天线和多天线组件设备。七、研究基础1.与本课题有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩。08年山西某煤矿厂RFID人员定位系统顺利完成，至今仍在使用。08年完成国家863关于RFID读写器研发生产某项目09年完成SkytekM8本地化产品RM810、一种读写器防碰撞算法， 并设计了一种 UHF 频段 RFID 读写器使用的微带天线和多天线组件设备。七、 研究基础1.与本课题有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩。 08 年山西某煤矿厂 RFID 人员定位系统顺利完成，至今仍在使用。 08 年完成国家 863 关于 RFID 读写器研发生产某项目 09 年完成 Skytek M8 本地化产品 RM810、RM810 以及便携式产品 BX800 09 年参加 ThingMagic RF5 技术培训 09 年与复旦大学微电子系合作完成科技部某读写器防碰撞和方冲突协议算法项目 10 年完成 In R1000 本地化生产 11 年完成微波放大器模块设计及调试任务 11 完成大连某部队通讯综合测试系统 11 完成总参某所电磁监测系统 11 年完成某军工厂电台综合测试系统 12 年完成某大学微波组件测试系统 12 年完成某所 TR 组件测试系统 12 年完成某所 RCS 综合测试系统 2.已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和解决的途径（包括利用实验室和主要仪器设 备的计划与落实情况） ，以及对其他单位的协作要求。 已具备条件： 北方工业大学数据库资源 北方工业大学信息学院实验室条件 中电 41 所北京研发中心试验室条件 尚缺少试验条件： RFID 协议测试用实时频谱仪 PCB 组装焊接 解决途径： 租借其他单位实时频谱仪 外包组装焊接人员 其他单位协作要求： 需专业 PCB 版生产厂家 元器件及电缆接头等采购厂家 3.研究经费预算计划和落实情况（按研究阶段分别列出材料费、化验检测费、加工费、 差旅费及其他费用） 。 阶段 费用明细 预估数额（元） 准备阶段：资料查询费 500 初样阶段：PCB 生产、元器件及电缆采购、仪器租赁、外包焊接 10000 论文答辩：其他 1000硕 士 学 位 论 文 开 题 文 献 综 述研究课题便携式甚高频 RFID读写器设计 李 林 海 2011331100103 集 成 电 路 郭 书 军 张 文 东 2012-09-2014-12研 究 生 姓 名 学 工 程 号 领 域校内导师姓名 企业导师姓名 论 文 工 作 的 起 止 时 间2012 年 9 月 24 日填写文献综述由研究生填写，一式二份（学院，研究生部）射频识别技术的应用摘要：RFID简称射频识别技术，是非接触式自动识别技术的一种。它通过射频信号自动 识别日标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术对物联X的实现起着决定性的作用。从物联X体系来看，可分为感知层、传输层和 智能应用层三个层面。感知层在物联X体系中处于信息采集的最前端，对物联X的实现 起着基础性作用；在感知层中最重要的技术就是RFID技术。 一RFID 技术的应用 RFID全称 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(8)导读：时，无需停车缴费，大大提高了行车速度，提高了效率。电子标签技术能代替商品条形码实现更有效的产品管理、提高安全性，此外，它还能通过与X络的连接，广泛应用于多重领域。在医疗领域,如果在医疗器械、药品和患者身上设有芯片的话,可提高医疗管理效率、有效防止医疗事故的发生.尤其是将芯片贴在诸如使用过的注射器等医疗Radio Frequency Identification，即射频识别。它是一种非接触式的自 动识别技术， 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。 RFID 标签与条形码相比， 具有可擦写、非接触、可同时读取、数据存储容量大等优点，且能包含每一个产品的信 息。 美国军方早在20世纪上半叶开始研究RFID技术，在“二战”中用于盟军飞机的相互 识别。目前这项技术已被广泛使用。以下是一些典型案例： 南非的丰田汽车制造厂使用RFID进行生产过程的车辆跟踪。不仅用来对喷漆进 行监控，甚至在第二期试验中每个零件都被RFID 化。出厂时能标记每个零件，在 未来的维修中可以凭借RFID 来确定零件寿命。 丹麦一家公园给孩子带上内置RFID标签的腕圈，可以随时知道孩子的位置，如 果孩子一旦离开公园，会自动报警。 波士顿在一次马拉松比赛中将RFID标签固定在运动员的鞋子上，使得每一个运 动员的比赛时间被详细记录并发送到因特X上。 美国在“伊战”中利用RFID对武器和物资进行精准调配，保证前线弹药和物资 的供应。 香港建立了车辆自动识别系统驾易通，在约8万辆汽车上安装了电子标签。 当装有电子标签的车辆通过装有射频扫描器的专用隧道、停车场或高速公路路口 时，无需停车缴费，大大提高了行车速度，提高了效率。 电子标签技术能代替商品条形码实现更有效的产品管理、提高安全性，此外，它还能通过与X络的连接，广泛应用于多重领域。 在医疗领域,如果在医疗器械、 药品和患者身上设有芯片的话,可提高医疗管理效率、 有效防止医疗事故的发生.尤其是将芯片贴在诸如使用过的注射器等医疗废弃物上,可有 效构筑一个医疗废弃物的追踪系统,提高社会安全性。 在金融领域,如在纸币、有价证券或各种代金券里埋入芯片,通过X络即可判定其真 伪,也可用于结算。 在汽车业， 将芯片贴在汽车上,可记载行车里程,查询维修记录和车主 信息, 防止各类数据的伪造篡改,并有效防盗，从而创建更便利、快捷、安全的购买、维 修环境。 在超市零售业,将带有芯片的商品放在手推车里就可自动进行结算， 更有趣的是， 如 果您的冰箱能读取食品上的芯片信息,并连接上X,就可为您进行冰箱内的食品管理,让 您在超市里就可对冰箱;库存;情况了如指掌,做出正确、及时的购买决定。 在旅游业， 如果您的行李带有芯片， 您只需将其寄存机场后在目的地放心等待即可， 行李会按照芯片内的资料提示被安然送达。 在不远的将来,数据读取器还可安装在上, 让您在移动中都能读取芯片、确认信息。除了将极大地改变我们的生活方式, 电子标签 还将为商务活动带来更深远影响。 在制造业,将芯片贴在原材料、 配件上,更容易进行材料及库存的管理,而且以往使用 的纸张传票方式都可芯片化,以便于管理者宏观掌控、 实现生产效率的提 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(9)导读：78910高。 除生产之外, 在采购、库存管理、售后等环节还可进一步扩大电子标签的使用,使整体效率、品质和CS 都得到全面提高。 另外,电子标签在图书馆、美术馆和博物馆等社会公共服务机构的应用,可提高服务 的品质和效率.在日本图书馆导入融合IC 芯片和图书馆管理系统的图书馆管理综合系统 (请参考图释;综合图书管理系统;).因导入IC 芯片,可记载条形码从来无法记录的书名、 等信息,通过跟电脑连接的读取器,只需5 秒钟即可处理出租、 归还的业务,还可快速 处理新书入库、藏书确认等事宜，有效提高服务品质和效率。 随着RFID 标准的形成与完善，技术的进一步发展，其应用领域还会继续拓展，RFID 标签的使用量将不断增加，其价格也会逐渐降低。 二、RFID技术简介RFID简称射频识别技术，是非接触式自动识别技术的一种。它通过射频信号自动识 别日标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技 术对物联X的实现起着决定性的作用。从物联X体系来看，可分为感知层、传输层和智 能应用层三个层面。感知层在物联X体系中处于信息采集的最前端，对物联X的实现起 着基础性作用；在感知层中最重要的技术就是RFID技术。 最简单的RFID系统由电子标签、阅读器和天线三部分组成。电子标签进入磁场后， 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，或者主动发送频率的信号，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。RFID具有非接触工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。 21 电子标签 电子标签也称射频卡，可以把“物”变成为“智能物”，它的主要应用是把移动和 非移动物品贴上标签，实现各种跟踪和管理。电子标签是射频识别系统的数据载体，电 子标签由标签天线和标签专用芯片组成。电子标签内存有一定格式的电子数据，常以此 作为待识别物品的标识性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上，作为待识别物 品的电子标记。电子标签可按频率的不同分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电 子标签和微波电子标签；根据供电方式的不同，分为有源标签、无源标签、半无源标签。 RFID阅读器通过天线与RFID电予标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据 的读出或写入操作。 标签芯片即相当于一个具有无线收发功能再加存贮功能的单片系统。 实际使用中可以把标箍制成各种不同的大小和形状，需要特殊工艺将其密封起来，使标 签和数据不被损坏，便于标签的改写和重复使用。 工作原理 RFID系统一般由读写器和标签(或称应答器、电子标签、智能标签) 及天线组成。本 文采用某公司的UCODEHSL标签，符合ISO18000-4与ISO18000-6标准，本身无电源，靠读 写器的射频场获得能源，采用负载调制方式， 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(10)导读：工作频段为UHF或2.45GHz。工作原理如图 1所示。PC机通过RS232接口远程控制读写器。 读写器接到命令后， 通过天线发送射频命令实 现对标签的操作，同时接收标签返回的数据。标签靠其偶极子天线获得能量，并由芯片 ( IC) 控制接收、发送数据 2.2 阅读器 RFID阅读器又称为读出装置，可读取并识别电了标签所保存的子数据，从而达到自 动识别物体的目的。阅读器与电子标签之间的通信是在无接触方式下，利用交变磁场或 电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。阅读器提供与电子标签进行数据 传输的途径外，还利用特定的算法对信号进行状态控制，奇偶校验及更正信息等。蒯读 器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。 根据应用不同，阅读器可以足手持式或吲定式。当前阅读器成本高，而且人多只能在单 一频率点工作。随着技术的发展，阅读器朝着小型化、便携式、嵌入式、模块化方向发 展，成本将更加低廉，并且支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。 2.3 天线 天线的作用是在标签和读写器之间传递射频信号。为使天线正常工作，他的尺寸必 须与说传播波的波长一致，天线可以是无源器件，也可以是有源器件。在实际应用中， 天线的形状和相对位置也会影响到数据发射和接收，需专业人员对系统的天线进行设计 和安装。 三、射频识别技术在物联X的应用 国外RFID技术应用起步较早，技术相对成熟，而我国RFID技术应用状况还处于初级 阶段，但近年来我国对RFID技术的开发业加快了步伐，RFID的应用也越来越多。射频识 别技术被广泛应用于工业、商业、智能交通运输系统等领域如：高速公路自动收费系统； 停车场管理系统：货物的生产、仓储、配送、销售等环节；电了钱包；动物的跟踪与管 理等。 2008年的北京奥运会第一次使用RFID技术来进行门票防伪，不仅防止假票的出现， 还具有验证方便、保密性强，X络要求不高，防磁、防静电、抗干扰性强等优点。在食 品安全问题上，也采用了RFID电子标签，对伞部食品进行全程监控，保证了与会者的健 康安全饮食。 2009年我国的天津港利用RFID技术改造集装箱陆运流程，改善集装箱作业环节，实 现集装箱数据的自动采集， 车辆通过卡口的时间缩短将50以上； 上海港应用RFID技术，建立发展全球物流实时在线监控与服务平台，实时记录集装箱运输中箱、货、流的信息， 运输全过程的安全信息，以提高集装箱物流的透明度、效率和安全性，提升集装箱物流 的整体水平。 2010年上海世博会的门票是伞部采用RFID技术的票，每张票上记录着参观者的 相关信息，并能以无线方式与遍布园区的传感器进行信息交换，使管理者能迅速清晰地 了了解区内的相应情况，并及时作出调整。参观者进入园区只需将自己的卡换成 RFID-SIM 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11