RFID智能管理系統工作原理
完整的RFID智能管理系統需要具備有兩種關鍵能力,首先是自動識別、數據讀寫能力;然后是能滿足數據存儲和數據轉換的數據處理能力。對于RFID設備測試來說,我們關注的主要是組成RFID系統的三個基本部件:
1. 電子標簽(射頻卡): 一般由芯片以及耦合元器件組成,芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據,標簽內含有內置天線,主要功能是完成與讀寫器的通信。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比,射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。 按照能量供給方式的不同,RFID標簽可以分為被動標簽,半主動標簽和主動標簽,其中半主動標簽和主動標簽中芯片的能量由電子標簽所附的電池提供,主動標簽可以主動發出射頻信號。按照工作頻率的不同,RFID標簽可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。不同頻段的RFID工作原理不同,LF和HF頻段的RFID電子標簽一般采用電磁耦合原理,而UHF及微波頻段的RFID一般采用電磁發射原理。
2. 讀/寫器: 讀取標簽信息的設備,RFID讀寫器的任務是控制射頻模塊向標簽發射讀取信號,并接收標簽的應答,對標簽的對象標識信息進行解碼,將對象標識信息連帶標簽上其它相關信息傳輸到主機以供處理。 在多數RFID系統中,讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路,其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時,在電磁波的激勵下,LC諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端,接有一個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后,解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性,然后,通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡,而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數,甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。
3. Antenna 天線,天線是一種以電磁波形式把無線電收發機的射頻信號功率接收或輻射出去 的裝置。天線按工作頻段可分為長波、短波、超短波以及微波天線等;按方向性可分為全向天線、定向天線等;按外形可分為線狀天線、面狀天線等。在RFID系統中,天線分為標簽天線和讀寫器天線兩種情況,當前的RFID系統主要集中在LF、HF (13.56MHz)、UHF和微波頻段。天線的原理和設計在LF、HF和UHF頻段有根本上的不同。實質上,由于在LF和HF頻段系統近場區并沒有電磁波的傳播,因此天線的問題主要集中在UHF和微波頻段。 讀寫器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號,當射頻卡進入發射天線工作區域時產生感應電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內置發送天線發送出去;系統接收天線接收到從射頻卡發 送來的載波信號,經天線調節器傳送到讀寫器,讀寫器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統進行相關處理;主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性,針對不同的設定做出相應的處理和控制,發出指令信號控制執行機構動作。