rfid一位電子標簽和聲表面波技術的電子標簽多是應用在比較箭單的場合存儲的數據且數據不能修改。接下來要介紹存儲數據量較多而且數據能進行修改的子標簽。這種標交采用電子電路技術和半導體加工技術,主要包括3個組成部分:天線 模擬前端(射頻前瑞)控制電路.

    系統(tǒng)工作過程:首先是電子標簽的天線接收由讀寫器發(fā)出的信號,該信號通過模擬前端(射頻前端)電路,進入電子標簽的控制電路,由控制電路對數據流做各種邏輯處理。為了將處理后的數據流返回到讀寫器,射頻前端采用負載調制器或反向散射調制器等多種工作方式。

一、模擬前端

     模擬前端(射頻前端)主要有兩種工作方式,原理各不相同。第一種是電感耦合方式,主要工作在低頻和高頻頻段;第二種是電磁反向散射方式,主要工作在微波頻段。

1.電感耦合工作方式

     這種工作方式的電子標簽進入讀寫器的電磁場范圍以后,通過與讀寫器的電感耦合,產生交變電壓,該交變電壓通過整流、濾波和穩(wěn)壓之后,給電子標簽的芯片提供工作所需的直流電壓。

r由于電感耦合有距離限制,所以只有當電子標簽與讀寫器的距離足夠近的時候,電子標簽上的線圈才會產生感應電壓，電感耦合系統(tǒng)的RFID電子標簽要屬于無源標簽，耦合獲得的能量可以使標簽開始工作。

2.電磁反向散射工作方式
     采用電磁反向散射工作方式的射頻前端有發(fā)送電路、接收電路和公共電路三部分。

3. 射頻前端發(fā)送電路

     射頻前端發(fā)送電路的主要功能是對控制電路處理好的數字基帶信號進行處理,然后通過電子標簽的天線將信息發(fā)送給讀寫器。發(fā)送電路主要由調制電路、上變頻混頻器、帶通濾波器和功率。

(1)調制電路
     問制電路的作用主要是對數字基帶信號進行調制,將其轉變?yōu)檫m合無線傳輸的頻帶信號。
(2)上變頻混頻器
    上變頻混頻器對調制好的信號進行混頻,將頻率搬移到射頻頻段。
(3)帶通濾波器
    帶通濾波器對射頻頻率進行濾波,濾除不需要的頻率。
(4)功率放大器
    功率放大器對信號進行放大,并將放大后的信號送到天線上,由天線輻射出去。
4. 射頻前端接收電路
    射頻前端接收電路的主要功能是對天線接收到的已調信號進行解調,恢復出數字基帶信號,然后送到電子標簽的控制部分。接收電路主要由濾波器、放大器、混頻器和電壓比較器組成,用來完成包絡產生 和檢波的功能。
    包絡產生電路的主要功能是對射頻信號進行包絡檢波,將信號從頻帶搬移到基帶,提取出調制信號包絡。經過包絡檢波后,信號還會存在一些高頻成分,需要進
一步濾波,然后將濾波后的信號通過電壓比較器,恢復 出原來的數字信號,完成檢波電路的功能。
(1)濾波電路
     由天線接收的信號,經過濾波器對射頻頻率進行濾波,濾除不需要的頻率。
(2)放大電路
    放大器對接收到的微小信號進行放大。
(3)下變頻混頻器
    下變頻混頻器對射頻信號進行濾波,濾除不需要的頻率。
(4)電壓比較器
    通過電壓比較器,恢復出原來的數字信號。
5.公共電路
   公共電路是射頻發(fā)送和射頻接收電路共同涉及的電路,包括電源產生電路、限制幅度電路、時鐘恢復電路和復位電路等。
(1)電源產生電路
    RFID標簽一般為無源標簽,需要從讀寫器獲得能量。電子標簽的天線從讀寫器的輻射場中得交變信號,該交變信號需要一個整流電路將其轉化為直流電源。 
(2)限幅電路
    交變信號整流轉化為直流電源后,幅度需要限制,幅度不能超過三極管和 MOS 管的擊穿電壓,否則器件會損壞。
(3)時鐘恢復電路
    RFID標簽內部一般沒有設置額外的振蕩電路,時鐘由接收到的電磁信號恢復產生。時鐘恢電路首先將恢復出與接收信號頻率相同的時鐘信號,然后通過分頻器進行分頻,得到其他頻率時鐘信號。

(4)復位電路
    復位電路可以使電源電壓保持在一定的電壓值區(qū)間。電源電壓首先有一個參考電壓值,以這個參考電壓值為基準,電源電壓可以在一定的范圍內波動。如果電源電壓超出這個允許的波動范 圍,就會復位。復位電路有上電復位和下電復位兩種功能。當電源電壓升高,但仍小于波動允許 的范圍時,復位信號仍然為低電平;當電源電壓升高,而且超過波動允許的范圍時,復位信號跳變?yōu)楦?這就是上電復位信號;當電源電壓降低,但仍小于波動允許的范圍時,復位信號仍然為高電平;當電源電壓降低,而且超過波動允許的范圍時,復位信號跳變?yōu)榈?這就是下電復位信 號。上電復位和下電復位是針對系統(tǒng)可能出現的意外而設置的保護措施。
二、 控制電路
    根據控制部分的電路不同,又可以分成兩類電子標簽。一類是具有存儲功能,但不含微處理 器的電子標簽;一類是含有微處理器的電子標簽。 
1. 具有存儲功能的電子標簽
    具有存儲功能的電子標簽,控制部分主要由地址和安全邏輯、存儲器組成,這種電子標簽的 主要特點是利用狀態(tài)自動機在芯片上實現尋址和安全邏輯。

(1)地址和安全邏輯
    地址和安全邏輯是數據載體的心臟,控制著芯片上的所有過程。
(2)存儲器
    存儲器用于存儲不變的數據,如序列號等。 該存儲器可以采用數據存儲器 ROM、EEPROM或FRAM等。
2.含有微處理器的電子標簽
  含有微處理器的電子標簽,控制部分主要由編解碼電路、微處理器和存儲器組成,電路結構 。
(1)編解碼電路
    編解碼電路用來完成編碼和解碼的工作。 當該電路工作在前向鏈路時,將電子標簽射頻接收電路送來的數字基帶信號進行解碼,并將解碼后的信號傳送給微處理器。當該電路工作在反向鏈 路時,將電子標簽微處理器送來的、已經處理好的數字基帶信號進行編碼,然后送到電子標簽的射頻發(fā)送電路。

(2)微處理器
    微處理器是對內部數據進行處理,并對處理過程進行控制的部件。微處理器用來控制電簽的相關協(xié)議和指令,具有數據處理的能力。
(3)存儲器
    存儲器是記憶設備,用來存放程序和數據。數據存儲器包含 SRAM(Static RAM)和電可擦 寫可編程只讀存儲器 EEPROM,其中 SRAM 是易失性的數據存儲器,EEPROM是非易失性的數據存儲器。EEPROM存儲器常用于存儲電子標簽的相關信息和數據,在沒有供電的情況下數據不會丟失,存儲時間可以長達10年。