新手入门了解RFID的工作原理及组成
【IT168 专稿】人们有个习惯:“往往越是看不见得技术,越觉得深奥”,RFID技术之所以让人们感到新奇和神秘之处也在于此,如果我们平常用肉眼可以看到各种射频信号,可能就不会认为RFID有多么神秘了,笔者将结合图示的形式与大家来一起了解一下RFID系统的基本工作原理和组成。
1、基本工作原理
首先让我们来看一下RFID系统的工作原理示意图,如下图:
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| RFID系统工作原理示意图 |
由以上RFID工作原理图可以看到,标签进入读头的磁场后,如果接收到阅读器发出的特殊射频信号,就能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(即passive tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(即active tag,有源标签或主动标签),阅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,从而实现了标签信息的收集作用。
我们以前提到按照标签与读写器之间数据调制方式分类,RFID系统可以分为主动式、被动式和半被动式。现在市场上开发的基本上是被动式RFID标签,因为这类设备造价较低,且易于配置。被动标记设备运用无线电波进行操作和通信,信号必须在识别器允许的范围内,通常是10英尺(约3米)。这类标签适合于短距离信息识别,如一次性剃须刀或可移动刀片包装盒这类小商品。下面我们再以图示的方式分布来看一下被动式标签是如何与读写器之间传送数据的。
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| 被动式标签与读写器传送数据全过程 |
2、rfid系统的组成
射频识别系统至少应包括以下两个部分,一是读写器,二是电子标签(或称射频卡、应答器等,本文统称为电子标签)。另外还应包括天线,主机等。rfid系统在具体的应用过程中,根据不同的应用目的和应用环境,系统的组成会有所不同,下面将分别加以说明:
① 信号发射装置
在rfid 系统中,信号发射装置为了不同的应用目的,会以不同的形式存在,典型的形式是标签(tag)。标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要识别传输的信息,另外,与条码不同的是,标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。
② 信号接受装置
在rfid系统中,信号接收装置一般叫做阅读器、读头等。根据支持的标签类型不同与完成的功能不同,阅读器的复杂程度是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外,阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中除了存储需要传输的信息外,还必须含有一定的附加信息,如错误校验信息等。识别数据信息和附加信息按照一定的结构编制在一起,并按照特定的顺序向外发送。阅读器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。一旦到达阅读器的信息被正确的接收和译解后,阅读器通过特定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次,或者知道发射器停止发信号,这就是"命令响应协议"。使用这种协议,即便在很短的时间、很小的空间阅读多个标签,也可以有效地防止"欺骗问题"的产生。
③ 编程器
只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般来说是离线(off-line)完成的,也就是预先在标签中写入数据,等到开始应用时直接把标签黏附在被标识项目上。也有一些rfid应用系统,写数据是在线(on-line)完成的,尤其是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时。
④ 天线
天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中,除了系统功率,天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收,需要专业人员对系统的天线进行设计、安装。
