射頻(pín)識别技(jì)術(shù)

RFID技(jì)術(shù)利用(yòng)無線射頻(pín)方式在閱讀♣&≈±(dú)器(qì)和(hé)射頻(pín)卡之間(jiān¶™λ£)進行(xíng)非接觸雙向數(shù)據傳輸，以♦•¶γ達到(dào)目标識别和(hé)數(shù)<∞δγ據交換的(de)目的(de)。與傳統的(de)條型碼、磁卡及IC卡©&相(xiàng)比，射頻(pín)卡具有(yǒu)非接觸、閱讀≠₽•(dú)速度快(kuài)、無磨損、不(bù)受環境影(yǐng)↓↕♣響、壽命長(cháng)、便于使用(yòng)的(de)特點和(hé)"♥ δ具有(yǒu)防沖突功能(néng)，能π←(néng)同時(shí)處理(lǐ)多(duō)張卡π$片。在國(guó)外(wài)，射頻(pín)識别技(jì)術(shù)已被×€ 廣泛應用(yòng)于工(gōng)業(yè)自 ¥≠(zì)動化(huà)、商業(yè)自(zì)動↑£•化(huà)、交通(tōng)運輸控制(zhì)管理(lǐ)等¥≠ 衆多(duō)領域。

　　系統組成和(hé)工(gōng)作(zuò)原理"¥♦(lǐ)

　　最基本的(de)RFID系統由三部分(fēn)組成：

　　1. 标簽(Tag，即射頻(pín)卡)：由耦合元件(↓​εjiàn)及芯片組成，标簽含有(yǒu)內(nγ  èi)置天線，用(yòng)于和(hé)射頻(pín)→∞₩天線間(jiān)進行(xíng)通(tōng)信。

　　2. 閱讀(dú)器(qì)：讀(dú)取(在讀(dú)寫卡中還(®↔♥hái)可(kě)以寫入)标簽信息的(de)設備&σ。

　　3. 天線：在标簽和(hé)讀(dú)取器(qì)π₹♥間(jiān)傳遞射頻(pín)信号。

　　有(yǒu)些(xiē)系統還(hái)通(tōng)過δ✔φ♣閱讀(dú)器(qì)的(de)RS232或RS485接口與外(wài)✔×$部計(jì)算(suàn)機(jī)(上(sh<∏₩♠àng)位機(jī)主系統)連接，進行(xγ✔íng)數(shù)據交換。

　　系統的(de)基本工(gōng)作(zuò)流程是(sh‍↑ì)：閱讀(dú)器(qì)通(tōng)過發射天線發送σ♠一(yī)定頻(pín)率的(de)射頻(pín)信号，當射頻(pín)卡進​§☆π入發射天線工(gōng)作(zuò)區(qū)域時(shí)産生(shβπλēng)感應電(diàn)流，射頻(pín)卡獲得(de)能(né≤♠""ng)量被激活；射頻(pín)卡将自(zì)身(shēn)編碼等信息通(♣→tōng)過卡內(nèi)置發送天線發送出去(qù)；系統接收天線接 ₹收到(dào)從(cóng)射頻(pín)卡發送來(lái)≥∏的(de)載波信号，經天線調節器(qì)傳送到↔↑♠(dào)閱讀(dú)器(qì)，閱讀(dú)器(qì)對(✘π©duì)接收的(de)信号進行(xíng)解調和(hé)解碼然後送到(₩¥≠dào)後台主系統進行(xíng)相(xiàng)關處理(lǐ)；主系統根據 <邏輯運算(suàn)判斷該卡的(de)合法性，針對∑↑(duì)不(bù)同的(de)設定做(zu$•ε&ò)出相(xiàng)應的(de)處理(lǐ)和(hé)控制(zhì)≤​♠，發出指令信号控制(zhì)執行(xíng)機(jī)構動作®&(zuò)。

　　在耦合方式(電(diàn)感-電(diàn)磁)、通(tōng)信流程(F•​αDX、HDX、SEQ)、從(cóng)射頻(pí ₩←n)卡到(dào)閱讀(dú)器(qì)的(de)數$​(shù)據傳輸方法(負載調制(zhì)、反向散射→✔≥、高(gāo)次諧波)以及頻(pín)率範圍等方面，不(bù)同的(d¥↔✔e)非接觸傳輸方法有(yǒu)根本的(d​¥×πe)區(qū)别，但(dàn)所有(yǒu)的 ¥>ε(de)閱讀(dú)器(qì)在功能(n☆✘éng)原理(lǐ)上(shàng)，以及由此決定的(de)λ¶設計(jì)構造上(shàng)都(dōu)很(hěn)相(xiàn©​&g)似，所有(yǒu)閱讀(dú)器(qì)均可(kě)簡化(₽∏  huà)為(wèi)高(gāo)頻(pín)接口和(hé)控制(‌ <♦zhì)單元兩個(gè)基本模塊。高(g∏₽÷♣āo)頻(pín)接口包含發送器(qì)和(hé)接收器(qì)，其功能(né≠€ng)包括：産生(shēng)高(gāo)頻(pín↑​≤∞)發射功率以啓動射頻(pín)卡并提供能(néng)量；對(×←duì)發射信号進行(xíng)調制(z✔✘εhì)，用(yòng)于将數(shù)據傳送給射©₩♠γ頻(pín)卡；接收并解調來(lái)自(★≈€ zì)射頻(pín)卡的(de)高(gāo)頻(pín)信号。不(bù↑™)同射頻(pín)識别系統的(de)高( ←÷gāo)頻(pín)接口設計(jì)具有(yǒu)一(yī)些(xiē)差異γ©€§，電(diàn)感耦合系統的(de)高(gāo)頻(pín)接口原理(♦↔✘lǐ)圖如(rú)圖1所示。

　　閱讀(dú)器(qì)的(de)控制(zhì)單元的(de)♦✘功能(néng)包括：與應用(yòng)系統軟件(jiàn)進行(xín∏ >g)通(tōng)信，并執行(xíng)應用(yòng)系統軟件(j•€γ☆iàn)發來(lái)的(de)命令；控制(zhì)與射頻(pín)卡的♣π↑(de)通(tōng)信過程(主-從(cóng)原‌♦則)；信号的(de)編解碼。對(duì)一(yī)些→←(xiē)特殊的(de)系統還(hái)有(yǒu)★φ×執行(xíng)反碰撞算(suàn)法，對(duì)射頻(p<↓ín)卡與閱讀(dú)器(qì)間(jiān)要♦↓(yào)傳送的(de)數(shù)據進行(xíng)  ∞加密和(hé)解密，以及進行(xíng)射頻(pín)卡和(hé)閱讀 ♥♣(dú)器(qì)間(jiān)的(de ₩€☆)身(shēn)份驗證等附加功能(néng)。

　　射頻(pín)識别系統的(de)讀(dú)寫距離(lí)☆♦★是(shì)一(yī)個(gè)很(hěn)關鍵的(de)參數☆γπ↑(shù)。目前，長(cháng)距離(lí)射頻(pín)識别系統的(d δe)價格還(hái)很(hěn)貴，因此尋找提高(gāo)其讀(dú)寫★✔©δ距離(lí)的(de)方法很(hěn)重要(yào)。影(yǐng)響<₹¥射頻(pín)卡讀(dú)寫距離(lí)的(de)因素包括天♥ §ε線工(gōng)作(zuò)頻(pín)率↕α"、閱讀(dú)器(qì)的(de)RF輸出功率、閱讀(dú)器(qΩ₹$ì)的(de)接收靈敏度、射頻(pín)卡的(de)功耗、天線及諧振電(♣€σαdiàn)路(lù)的(de)Q值、天線方向、閱讀 ≠(dú)器(qì)和(hé)射頻(pín)卡的(de)耦合 γ♣✘度，以及射頻(pín)卡本身(shēn)獲得(de)的(de)能>♠♠(néng)量及發送信息的(de)能(néng)量等。大(dΩπ≠∞à)多(duō)數(shù)系統的(de€±<β)讀(dú)取距離(lí)和(hé)寫入距離(lí)是(→""≥shì)不(bù)同的(de)，寫入距離(lí)大(dà)約是(shì)☆♣↓讀(dú)取距離(lí)的(de)40%～80%。

　　射頻(pín)卡的(de)标準及分(fēn)類♣δ¶

　　目前生(shēng)産RFID産品的(π±£‌de)很(hěn)多(duō)公司都(dōu)采用≤€(yòng)自(zì)己的(de)标準，國(g‍☆uó)際上(shàng)還(hái)沒有(®λεyǒu)統一(yī)的(de)标準。目前，可(kě)∞< €供射頻(pín)卡使用(yòng)的(d<≥∞e)幾種标準有(yǒu)ISO10536、‌←‍ISO14443、ISO15693和(hé)ISO18OOO‍'。應用(yòng)最多(duō)的(de)是(shì)ISO144♣∞ 43和(hé)ISO15693，這(zhè)兩個(gè)标準都(d↓>←ōu)由物(wù)理(lǐ)特性、射頻(pín)功率和(hé)信号接口、初↑•始化(huà)和(hé)反碰撞以及傳輸協議(yì)四部分≤✘∏(fēn)組成。

　　按照(zhào)不(bù)同得(de)方式，射頻( ∑♣​pín)卡有(yǒu)以下(xià)幾種分(fēn)類：

　　1. 按供電(diàn)方式分(fēn)為(wèi)有(yǒu)源卡和(↓∞ φhé)無源卡。有(yǒu)源是(shì)指卡內(nèi)有(yǒu)♦✔電(diàn)池提供電(diàn)源，其∏♠£≥作(zuò)用(yòng)距離(lí)較遠(yuǎn)，₽±₽但(dàn)壽命有(yǒu)限、體(tǐ)積較大(dà)、成本高(gāo)δ→，且不(bù)适合在惡劣環境下(xià)工(gōng)作(zuòβ♣)；無源卡內(nèi)無電(diàn)池，它∏☆©利用(yòng)波束供電(diàn)技(jì)術(shù₹>↓$)将接收到(dào)的(de)射頻(pín)能(néng)量轉化(huà)為₽÷(wèi)直流電(diàn)源為(wèi)卡內(nèi)電(&•diàn)路(lù)供電(diàn)，其作(zuò)用(yòng)距離(lí)σ★相(xiàng)對(duì)有(yǒu)源卡短(duǎn)，¶"₽✘但(dàn)壽命長(cháng)且對(duì)工(gōng)作(zuò)環境↓♦™要(yào)求不(bù)高(gāo)。

　　2. 按載波頻(pín)率分(fēn)為(wèi)低(★≠≈dī)頻(pín)射頻(pín)卡、中頻(pín)射頻₩&(pín)卡和(hé)高(gāo)頻(pín$÷π)射頻(pín)卡。低(dī)頻(pín)射頻(p→♦γín)卡主要(yào)有(yǒu)125kHz和(hé)134.2kH≠>z兩種，中頻(pín)射頻(pín)卡頻(₹∑≈©pín)率主要(yào)為(wèi)13☆♣≥.56MHz，高(gāo)頻(pín)射頻(pín)卡主要(yào)為(wèi§≤)433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低(>±✘dī)頻(pín)系統主要(yào)用(yòng)于短(φ←duǎn)距離(lí)、低(dī)成本的(de)應用(yòng)₹♥↔中，如(rú)多(duō)數(shù)的(de)門←&₹(mén)禁控制(zhì)、校(xiào)園卡、動物(wù)監管、貨物(®σ↓wù)跟蹤等。中頻(pín)系統用(yòng)于門×∏¥☆(mén)禁控制(zhì)和(hé)需傳送大(dà)量數(shù)據的(₽®de)應用(yòng)系統；高(gāo)頻(pín)βΩ系統應用(yòng)于需要(yào)較長(cháng)的(deδ©λ)讀(dú)寫距離(lí)和(hé)高(gāo)讀(dú)寫速度的(de)場α'♦↔(chǎng)合，其天線波束方向較窄且價格較高(gāo)，在火♥α$♣(huǒ)車(chē)監控、高(gāo)速公路(lù)收費(f₩™☆♦èi)等系統中應用(yòng)。

　　3. 按調制(zhì)方式的(de)不(bù)同可(kπ≠♥Ωě)分(fēn)為(wèi)主動式和(hé)被動式。↓γ主動式射頻(pín)卡用(yòng)自(zì)身(shē"×$✔n)的(de)射頻(pín)能(néng)量主動地(dì)發送數(sh✘÷★ù)據給讀(dú)寫器(qì)；被動式射頻(pín)卡使用(yòng)φש§調制(zhì)散射方式發射數(shù)據，它必須利用(yòng)讀(d$γú)寫器(qì)的(de)載波來(lái)調制(zhì)自(zì&←™)己的(de)信号，該類技(jì)術(shùβ ↓)适合用(yòng)在門(mén)禁或交通(tōng)應用( ∞★​yòng)中，因為(wèi)讀(dú)寫器(qì)可(kě)☆→以确保隻激活一(yī)定範圍之內(nèi)的(de)射頻(p≥φín)卡。在有(yǒu)障礙物(wù)的(de)情況下(xià)，用♥<✘β(yòng)調制(zhì)散射方式，讀(dú)寫器(qì)的(¥♦ε de)能(néng)量必須來(lái)去( γ₩✔qù)穿過障礙物(wù)兩次。而主動方式的(de)射頻(pín)卡£φδ‍發射的(de)信号僅穿過障礙物(wù)一(yī)次，因此主動↑≠₩↕方式工(gōng)作(zuò)的(de)射頻(p'•✔ín)卡主要(yào)用(yòng)于有(yǒu)障礙物£φ(wù)的(de)應用(yòng)中，距離(lí)更遠(yγ∏uǎn)(可(kě)達30米)。

　　4. 按作(zuò)用(yòng)距離(lí)可(kě)分(fēn ↓' )為(wèi)密耦合卡(作(zuò)用(yòng¥α≠)距離(lí)小(xiǎo)于1厘米)、近(jìn)耦合卡(作(zuò)用α≠>'(yòng)距離(lí)小(xiǎo)于15↓λ¶厘米)、疏耦合卡(作(zuò)用(yòng)♥ε∑>距離(lí)約1米)和(hé)遠(yuǎδ→n)距離(lí)卡(作(zuò)用(yòng)距離≠σ↑(lí)從(cóng)1米到(dào)10米，甚至更遠(yuǎn))。

　　5. 按芯片分(fēn)為(wèi)隻讀(dú)卡、÷∞讀(dú)寫卡和(hé)CPU卡。