RFID读写器和标签.pptx
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1、RFID系统框图现有四种识别技术v1.条形码v2.磁卡v3.IC卡v4.RFID卡四种识别技术的比较v条码条码和磁卡磁卡的成本较低,但是都容易磨损,且数据量很小;接触式接触式IC卡卡的价格稍高,数据存储量较大,安全性好,但是也容易磨损,寿命短。v与条码、磁卡、接触式IC卡相比,RFIDRFID标签标签实现了免接触操作,具有应用便利,无机械磨损,寿命长,无需可见光源,穿透性好,抗污染能力和耐久性强等特点。并且,RFID标签可以在恶劣环境下工作,读取距离远,支持写入数据,可重复使用,并使用了防冲撞技术,能够识别高速运动物体,并可同时识别多个射频卡。信息载体信息载体信息量信息量读读/写性写性读取方式
2、读取方式保密性保密性智能化智能化抗干扰抗干扰能力能力寿命寿命成本成本条码条码纸、塑料薄膜、金属表面小只读CCD或激光束扫描差无差较短最低磁卡磁卡磁性物质一般读/写电磁转换一般无较差短低IC卡卡EEPROM大读/写电擦除、写入最好有好长较高RFID卡卡EEPROM大读/写无线通信最好有很好最长较高 射频识别标签射频识别标签 射频标签(射频标签(RFID TAG)是安装在被识别对象上,)是安装在被识别对象上,存储被识别对象相关信息的电子装置,常称为电子标存储被识别对象相关信息的电子装置,常称为电子标签。它是射频识别系统的数据载体,是射频识别系统签。它是射频识别系统的数据载体,是射频识别系统的核心。
3、的核心。一、射频识别标签的分类及其构成一、射频识别标签的分类及其构成 1、分类、分类 (1)按标签的工作方式分类)按标签的工作方式分类 主动式标签主动式标签。用自身的射频能量主动地发射数据给。用自身的射频能量主动地发射数据给读写器的标签。主动标签含有电源。读写器的标签。主动标签含有电源。被动式标签被动式标签。由读写器发出查询信号触发后进入通。由读写器发出查询信号触发后进入通信状态的标签。被动标签可有源也可无源。信状态的标签。被动标签可有源也可无源。(2)按标签的读写方式分类)按标签的读写方式分类 只读型标签只读型标签。只能读出不能写入的标签。可分。只能读出不能写入的标签。可分为以下三类:为以下
4、三类:只读标签只读标签:内容出厂时已写入,识别时只可读:内容出厂时已写入,识别时只可读出,不可改写。出,不可改写。一次性编程只读标签一次性编程只读标签:标签内容只可在应用前:标签内容只可在应用前一次性编程写入,识别过程中内容不可改写。一次性编程写入,识别过程中内容不可改写。可重复编程只读标签可重复编程只读标签:标签内容经擦除后可重:标签内容经擦除后可重新编程写入,识别过程中内容不可改写。新编程写入,识别过程中内容不可改写。读写型标签读写型标签。标签内容既可被读写器读出,又。标签内容既可被读写器读出,又可由读写器写入的标签。可由读写器写入的标签。(3)按标签有无能源分类)按标签有无能源分类 无源
5、标签无源标签。标签中不含电池的标签。标签中不含电池的标签。工作能量来自阅读器射频能量。工作能量来自阅读器射频能量。有源标签有源标签。标签中含有电池的标签。标签中含有电池的标签。不需利用阅读器的射频能量。不需利用阅读器的射频能量。半有源标签半有源标签:阅读器的射频能量起到:阅读器的射频能量起到唤醒标签转入工作状态的作用。唤醒标签转入工作状态的作用。(4)按标签的工作频率分类)按标签的工作频率分类 低频标签低频标签:500KHz以下以下 中高频标签中高频标签:3M-30MHz 特高频标签特高频标签:300M-3000MHz 超高频标签超高频标签:3GHz以上以上(5)按标签的工作距离分类)按标签的
6、工作距离分类 远程标签远程标签:工作距离:工作距离1m以上以上 近程标签近程标签:10cm100cm 超近程标签超近程标签:0.2cm10cmRFID标签无源标签无源标签有源标签有源标签vEPC目前定义了5种电子标签 EPC标签类型标签类型 标签功能标签功能 Class 0只读标签,EPC码在生产过程中写入,使用过程不能写入,是无源标签。Class 1可写一次之后只读,EPC码由读写器现场写入,是无源标签。Class 2可读写,是无源标签。,Class 3Class 2功能再加上电源以提供更长距离和更强大功能,是一种半无源标签。Class 4Class 3功能再加上有源通信以及与其他标签通信的
7、能力。2、射频识别标签的构成、射频识别标签的构成 射频识别标签一般由天线、调制器、编码发射频识别标签一般由天线、调制器、编码发生器、时钟及存储器构成。生器、时钟及存储器构成。天线调制器控制器(CPU)电源编码发生器时钟存储器 3、射频识别标签的功能 (1)具有一定容量的存储器,用于存储被识)具有一定容量的存储器,用于存储被识别对象的信息。别对象的信息。(2)在一定工作环境下及技术条件下标签数)在一定工作环境下及技术条件下标签数据能被读出或写入。据能被读出或写入。(3)维持对识别对象的识别及相关信息的完)维持对识别对象的识别及相关信息的完整。整。(4)数据信息编码后,工作时可传输给读写)数据信息
8、编码后,工作时可传输给读写器。器。(5)可编程,且一旦编程后,永久性数据不)可编程,且一旦编程后,永久性数据不能再修改。能再修改。(6)具有确定的期限,使用期限内无须维修。)具有确定的期限,使用期限内无须维修。二、二、射频识别工作频率射频识别工作频率 1、电磁波波段的划分、电磁波波段的划分波段名波段名波长波长频率频率频段名频段名长波长波LW1-10km30-300KHz低频低频LF中波中波MW100-1000m 300-3000KHz中频中频MF短波短波SW10-100m3-30MHz高频高频HF超短波超短波1-10m30-300MHz甚高频甚高频VHF微波微波10-100cm300-3000
9、MHz特高频特高频UHF1-10cm3-30GHz超高频超高频SHF 目前我国已规划的用于目前我国已规划的用于RFID技术的频率技术的频率频段名频段名 频段频段 工作频率工作频率低频低频LF30-300KHz50K-190KHz(主要是(主要是125/134KHz)高频高频HF3-30MHz13.553-13.567MHz特高频特高频UHF300-3000MHz(微波微波)433.00-433.79MHz910.10M/912.10M/914.10M840-845MHz,920-925MHz2.4000-2.4835GHz超高频超高频SHF3-30GHz(微波微波)5.795G/5.805GH
10、z5.835G/5.845GHz 2、射频标签工作频率分类 (1)低频()低频(LF)标签)标签 低频标签工作频率范围低频标签工作频率范围30300KHZ,典型,典型的工作频率有:的工作频率有:125KHZ,133KHZ,低频标,低频标签一般为无源标签,工作能量通过电感耦合签一般为无源标签,工作能量通过电感耦合(近近场)获得,阅读距离小于场)获得,阅读距离小于1米。米。典型应用有:动物识别、容器识别、工具识典型应用有:动物识别、容器识别、工具识别、自动化生产线、精密仪器、电子闭锁防盗别、自动化生产线、精密仪器、电子闭锁防盗等。国际标准有:等。国际标准有:ISO11784/11785(用于动(用
11、于动物识别)、物识别)、ISO18000-2(125-135KHZ)低频标签的优势:具有省电、廉价的低频标签的优势:具有省电、廉价的特点;工作频率不受无线电频率管制约特点;工作频率不受无线电频率管制约束;可以穿透水、有机组织、木材等;束;可以穿透水、有机组织、木材等;非常适合近距离、低速度的、数据量要非常适合近距离、低速度的、数据量要求较少的识别应用。求较少的识别应用。低频标签的劣势有:存储数据量少,低频标签的劣势有:存储数据量少,只能适合低速、近距离识别应用;与高只能适合低速、近距离识别应用;与高频标签相比,天线匝数更多,成本更高频标签相比,天线匝数更多,成本更高一些。一些。(2)高频()高
12、频(HF)标签)标签 高频标签工作频率范围高频标签工作频率范围330MHZ,典型,典型工作频率为工作频率为13.56MHZ,中高频标签一般也采,中高频标签一般也采用无源设置,其工作能量和低频标签一样,也用无源设置,其工作能量和低频标签一样,也是通过电感耦合(近场)获得,其基本特点与是通过电感耦合(近场)获得,其基本特点与低频标签相似,由于其工作频率的提高,可以低频标签相似,由于其工作频率的提高,可以选用较高的传输速度,天线设计相对简单,标选用较高的传输速度,天线设计相对简单,标签一般制成卡片形状。签一般制成卡片形状。典型的应用包括:无线典型的应用包括:无线IC卡、电子车票、卡、电子车票、电子身
13、份证、电子闭锁防盗、自动化生产线等。电子身份证、电子闭锁防盗、自动化生产线等。相关的国际标准有相关的国际标准有ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHZ)等等.(3)特高频()特高频(UHF)与超高频()与超高频(SHF)标签)标签 超高频与微波频段的射频标签,简称为微波超高频与微波频段的射频标签,简称为微波射频标签。阅读距离一般大于射频标签。阅读距离一般大于1米,典型情况米,典型情况为为46米,最大可达米,最大可达10米以上。各工作频率的米以上。各工作频率的用途及特点:用途及特点:433MHZ 左右:耦合方式为反向散射耦左右:耦合方式为反向散射耦合(远场),主
14、要用于货物管理及特定场合。合(远场),主要用于货物管理及特定场合。该频段电磁波绕射能力强,工作距离较远,但该频段电磁波绕射能力强,工作距离较远,但天线尺寸较大,该频段的无线电业务繁杂,容天线尺寸较大,该频段的无线电业务繁杂,容易引起干扰问题。相关的国际标准有易引起干扰问题。相关的国际标准有ISO18000-7(433.92MHZ)800/900MHZ频段:我国于近期规划频段:我国于近期规划出出840-845MHZ及及920-925MHZ频段用于频段用于RFID技术,空间耦合方式为反向散射耦技术,空间耦合方式为反向散射耦合。主要用于商品货物流通。该频段电合。主要用于商品货物流通。该频段电磁波绕射
15、能力强,最大工作距离可达磁波绕射能力强,最大工作距离可达8米米左右,背景电磁噪声小,天线尺寸适中,左右,背景电磁噪声小,天线尺寸适中,射频标签易于实现,是全球范围内货物射频标签易于实现,是全球范围内货物流通领域大规模使用流通领域大规模使用RFID技术的最合适技术的最合适频段。相关的国际标准有频段。相关的国际标准有ISO18000-6(860-930MHZ)2.45G/5.8GHZ频段:空间偶合方式为频段:空间偶合方式为反向散射耦合(远场)。主要用途为车反向散射耦合(远场)。主要用途为车辆识别和货物流通。该频段电磁波为视辆识别和货物流通。该频段电磁波为视距传播,绕射能力差,且相对来讲空间距传播,
16、绕射能力差,且相对来讲空间损耗大,因此工作范围小。由于频率高,损耗大,因此工作范围小。由于频率高,相对而言制造成本大,同时该频段为相对而言制造成本大,同时该频段为ISM频段,电磁环境复杂,干扰问题在特定频段,电磁环境复杂,干扰问题在特定场合可能较为突出。相关的国际标准有场合可能较为突出。相关的国际标准有ISO18000-4(2.45GHZ)、ISO18000-5(5.8GHZ)、三、三、射频标签的制作与封装射频标签的制作与封装 射频标签产品按形态和材质的不同射频标签产品按形态和材质的不同可分为三大类:标签类、注塑类和卡片可分为三大类:标签类、注塑类和卡片类。类。封装工艺封装工艺 封装环节主要包
17、括三个主要工艺:天封装环节主要包括三个主要工艺:天线基板制作、一次封装(线基板制作、一次封装(Inlay的制作)的制作)和二次封装(基板上涂覆绝缘膜、冲裁)和二次封装(基板上涂覆绝缘膜、冲裁)(1)天线基板的制作)天线基板的制作 天线基板的制作目前主要包括两种方天线基板的制作目前主要包括两种方式:一种是传统的蚀刻工艺,另一种是式:一种是传统的蚀刻工艺,另一种是丝网印刷工艺。丝网印刷工艺。(2)一次封装(内嵌片的制作)一次封装(内嵌片的制作)一次封装是指带有天线的基板和芯片通一次封装是指带有天线的基板和芯片通过点胶的方式制成内嵌片的过程。过点胶的方式制成内嵌片的过程。(3)二次封装(基板上涂覆绝
18、缘膜、冲裁)Inlay冷凝胶涂敷有冷凝胶的Inlay塑料(底纸)不干胶电路带保护的标签刷好不干胶的标签离型纸成卷的不干胶标签 射频读写器射频读写器(Reader and Writer)射频读写器根据具体实现功能的特点有其射频读写器根据具体实现功能的特点有其他较为流行的别称:他较为流行的别称:单纯实现读取标签信息的设备成为阅读器单纯实现读取标签信息的设备成为阅读器(Reader)、读出装置、读出装置(Reading Device)、扫描、扫描器器(Scanner)等。等。单纯实现向标签内存写入信息的设备成为编单纯实现向标签内存写入信息的设备成为编程器程器(Programmer)、写入器、写入器(
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