無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的RFID相關(guān)應(yīng)用說(shuō)明
這里所說(shuō)的無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Idenfication,RFID)其實(shí)就是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。在應(yīng)用領(lǐng)域中常被稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等等。
當(dāng)然,電子標(biāo)簽還可以依據(jù)頻率的不同可分為低頻電子標(biāo)簽、高頻電子標(biāo)簽、超高頻電子標(biāo)簽和微波電子標(biāo)簽。依據(jù)封裝形式的不同可分為信用卡標(biāo)簽、線形標(biāo)簽、紙狀標(biāo)簽、玻璃管標(biāo)簽、圓形標(biāo)簽及特殊用途的異形標(biāo)簽等。
RFID閱讀器(讀寫器)通過(guò)天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌5湫偷拈喿x器包含有高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。
無(wú)線射頻RFID系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)有以下幾點(diǎn):
1.工作方式
射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作方式分為全雙工(Full Duplex)、半雙工(Half Duplex)系統(tǒng)和時(shí)序(SEQ)系統(tǒng)。全雙工表示射頻標(biāo)簽與讀寫器之間可在同一時(shí)刻互相傳送信息。半雙工表示射頻標(biāo)簽與讀寫器之間可以雙向傳送信息,但在同一時(shí)刻只能向一個(gè)方向傳送信息。
2. 數(shù)據(jù)量
射頻識(shí)別射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)量通常在幾個(gè)字節(jié)到幾千個(gè)字節(jié)之間。但是,有一個(gè)例外,這就是1比特射頻標(biāo)簽。它有1比特的數(shù)據(jù)量就足夠了,使閱讀器能夠作出以下兩種狀態(tài)的判斷:"在電磁場(chǎng)中有射頻標(biāo)簽"或"在電磁場(chǎng)中無(wú)射頻標(biāo)簽"。這種要求對(duì)于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的監(jiān)控或信號(hào)發(fā)送功能是完全足夠的。因?yàn)?比特的射頻標(biāo)簽不需要電子芯片,所以射頻標(biāo)簽的成本可以做得很低。由于這個(gè)原因,大量的1比特射頻標(biāo)簽在百貨商場(chǎng)和商店中用于商品防盜系統(tǒng)(EAS)。當(dāng)帶著沒(méi)有付款的商品離開(kāi)百貨商場(chǎng)時(shí),安裝在出口的讀寫器就能識(shí)別出"在電磁場(chǎng)中有射頻標(biāo)簽"的狀況,并引起相應(yīng)的反應(yīng)。對(duì)按規(guī)定已付款的商品來(lái)說(shuō),1比特射頻標(biāo)簽在付款處被除掉或者去活化。
3. 可編程
能否給射頻標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)是區(qū)分射頻識(shí)別系統(tǒng)的另外一個(gè)因素。對(duì)簡(jiǎn)單的射頻識(shí)別系統(tǒng)來(lái)說(shuō),射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)大多是簡(jiǎn)單的(序列)號(hào)碼,可在加工芯片時(shí)集成進(jìn)去,以后不能再變。與此相反,可寫入的射頻標(biāo)簽通過(guò)讀寫器或?qū)S玫木幊淘O(shè)備寫入數(shù)據(jù)。
4. 數(shù)據(jù)載體
為了存貯數(shù)據(jù),主要使用三種方法:EEPROM、FRAM、SRAM。對(duì)一般的射頻識(shí)別系統(tǒng)來(lái)說(shuō),使用電可擦可編程只讀存貯器(EEPROM)是主要方法。然而,使用這種方法的缺點(diǎn)是:寫入過(guò)程中的功率消耗很大,使用壽命一般為寫入100.000次。鐵電隨機(jī)存取存貯器(FRAM),與電可擦可編程只讀存貯器相比,鐵電隨機(jī)存取存貯器的寫入功率消耗減少100倍,寫入時(shí)間甚至減少1000倍,F(xiàn)RAM屬于非易失類存貯器。
對(duì)微波系統(tǒng)來(lái)說(shuō),還使用靜態(tài)隨機(jī)存取存貯器(SRAM),存貯器能很快寫入數(shù)據(jù)。為了永久保存數(shù)據(jù),需要用輔助電池作不中斷的供電。
5. 能量供應(yīng)
射頻識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)重要的特征是射頻標(biāo)簽的供電。無(wú)源的射頻標(biāo)簽自已沒(méi)有電源。因此,無(wú)源的射頻標(biāo)簽工作用的所有能量必須從閱讀器發(fā)出的電磁場(chǎng)中取得。與此相反,有源的射頻標(biāo)簽包含一個(gè)電池,為微型芯片的工作提供全部或部分("輔助電池")能量。
6. 頻率范圍
射頻識(shí)別系統(tǒng)的另一個(gè)重要特征是系統(tǒng)的工作頻率和閱讀距離??梢哉f(shuō)工作頻率與閱讀距離是密切相關(guān)的,這是由電磁波的傳播特性所決定的。通常把射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率定義為閱讀器讀射頻標(biāo)簽時(shí)發(fā)送射頻信號(hào)所使用的頻率。在大多數(shù)情況下,把它叫做閱讀器發(fā)送頻率(負(fù)載調(diào)制、反向散射)。不管在何種情況下,射頻標(biāo)簽的"發(fā)射功率"要比閱讀器發(fā)射功率低很多。
前各式各樣RFID的應(yīng)用,企業(yè)最想問(wèn)的第一個(gè)問(wèn)題是:“我要如何將我現(xiàn)有的系統(tǒng)與這些新的RFID Reader連接?”這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)是企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接口的問(wèn)題。因此,通透性是整個(gè)應(yīng)用的關(guān)鍵,正確抓取數(shù)據(jù)、確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性、以及有效地將數(shù)據(jù)傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問(wèn)題。傳統(tǒng)應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間(Application to Application)數(shù)據(jù)通透是通過(guò) 中間 件架構(gòu)解決,并發(fā)展出各種Application Server應(yīng)用軟件;同理, 中間 件的架構(gòu)設(shè)計(jì)解決方案便成為RFID應(yīng)用的一項(xiàng)極為重要的核心技術(shù)。
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