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射频识别系统的基本特征区别

发布日期:2017-11-27 11:30:55 【关闭】
摘要:就射频识别系统的基本工作方式来说,分为全双工(FDX)和半双工(HDX)系统,以及时序(SEQ)系统。 在全双工和半双工系统中,应答器的应答响应是在读写器接通高频电磁场的情况下发送出去的。因为与读写器本身的信号相比,应答器在接收天线上的信号很弱,所以必须使用合适的传输方法,以便把应答器的信号与读写器的信号区别开来。在实践中,通常采用负载调制、带有副载波的负载调制,以及读写器发送频率谐波等方法,实现从应答器到读写器的数据传输。

      射频识別系统包括许多不同种类,为了了解射频识別系统的全貌,有必要找出各种射频识别系统的特征区别(见下图)。

gooxian-射频系统

射频识别系统的各种特征区别

      就射频识别系统的基本工作方式来说,分为全双工(FDX)和半双工(HDX)系统,以及时序(SEQ)系统。

      在全双工和半双工系统中,应答器的应答响应是在读写器接通高频电磁场的情况下发送出去的。因为与读写器本身的信号相比,应答器在接收天线上的信号很弱,所以必须使用合适的传输方法,以便把应答器的信号与读写器的信号区别开来。在实践中,通常采用负载调制、带有副载波的负载调制,以及读写器发送频率谐波等方法,实现从应答器到读写器的数据传输。

      时序方法则与之相反,读写器产生的电磁场短时间周期切换。这些间隔被应答器识别出来,一并用于从应答器到读写器的数据传输。时序方法的缺点是:在读写器发送间歇,会造成应答器的能量供应中断,这就必须通过装入足够大的辅助电容或辅助电池进行补偿。

      射频识別应答器的数据量通常在几字节到儿千字节之间。但是有一个例外,就是1位(bit)应答器。对它而言,只用1位的数据量就足以使读写器发出两种状态的信号:“在电磁场中有应答器”或“在电磁场中无应答器”。这对于实现简单的监控或信号发送功能是完全足够的。因为生产1位应答器不需要电子芯片,所以成本低廉。正是由于这个原因,大量的1位应答器在百货商场和商店中用于识別“在电磁场中有应答器”的状态,并引起相应的反应。对按规定已付款的商品来说,1位应答器在付款处被除掉或者灭活。

      能否给成答器写入数据是划分射频识別系统的另外一个因素。对于简单的系统来说,应答器的数据组大多是一种很简中.的(序列)号,是在芯片制造时一次性集成进去的,以后不能改变。与此相反,可写入式应答器可以通过读写器写入数据。为了存储数据,主要使用如下3种方法。

      1、对于电感耦合的射频识別系统来说,大多使用电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。不过,使用这种方法的缺点是:写入过程中的功率损耗很大,使用寿命最高为写入100000次。最近,也有个别厂家使用所谓的铁电随机存取存储器(FRAM)。与电可擦可编程只读存储器相比,铁电随机存取存储器的写入功率损耗为其1/100,写入时间甚至为其1/1000。但是,铁电随机存取存储器生产中的问题至今仍阻碍着这种产品赢得广阔市场。

      2、对于微波系统来说,主要使用静态随机存取存储器(SRAM)存储数据。这种存储器能很快写入数据,为了永久保存数据,需要用辅助电池作为不中断的供电电源。

      3、对于可编程系统来说,必须由数据载体的“内部逻辑”控制对存储器的的写读操作及对写读授权的要求。在最简单的情况下, 可以由一台状态机来完成。使用状态机可以完成很复杂的过程。不过,状态机的缺点是:对修改编程的功能缺乏灵活性。这意味在开发新的芯片时,由于这些变化耑要修改硅芯片上的电路,因而成本很高。

      微处现器的使用明显改善这种情况。在芯片生产时,通过掩膜工艺将用于应用符理的间打的操作系统集成到微处理器中,这种修改花费不多。此外,还能调整软件以适合各种专门应用。为了与非接触式智能卡一致,通常把用状态机控制的吋写入数据载体也称为“存储器卡”,以便和“微处理器卡”区別开来。

      射频识別系统的一个很取要的特征是应答器的供电。无源应答器自身没有电源,它工作的所有能量必须从读写器的电磁场中获得。与此相反,有源应答器包含一个电池,为微塑芯片的工作提供全部或部分(辅助电池)能量。

      射频识別系统的另一重要特征是系统的工作频率和作用距离。通常把读写器的发送频率称为射频识別系统的工作频率,不考虑府答器的发送频率。在大多数情况下,称之为读写器发送频率(负载调制、反向散射)。在任何情况下,应答器的“发射功率”会比读写器的发射功率低几十个百分点。

      通常把各种发送频率划分为3个范围:低频(30~300kHz)、高频或射频(3~30MHz),超高频(300~3GHz)或微波(大于3GHz)。按照作用距离,射频识别系统还可分为:近场耦合(0~1cm)、远场耦合(0~1m)和远距离(大于1m)系统。

      按应答器回送到读写器的数据传输方法可以分为3类:反射或反向散射式(反射波的频书与读写器的发送频率一致,即频率比为1:1)或负载调制式(读写器的电磁场受应答器的影响,频率比为1:1)、分谐波(1/n倍)式,以及应答器中产生的高次谐波式(n倍)。

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