RFID標(biāo)簽的工作原理分析

發(fā)布日期：2021-05-12 10:30:09 作者：Ling 點(diǎn)擊：24127

RFID標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體，RFID閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器，讀寫器(取決于電子標(biāo)簽是否可以無(wú)線改寫數(shù)據(jù))。RFID技術(shù)的基本工作原理如下:標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽);讀寫器讀取信息并解碼后，送至管理信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

RFID系統(tǒng)由兩部分組成:讀寫單元和電子標(biāo)簽。讀寫器通過(guò)天線發(fā)出電磁脈沖，電子標(biāo)簽接收這些脈沖，并發(fā)送已存儲(chǔ)的信息到閱讀器作為響應(yīng)。實(shí)際上，這就是對(duì)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。電子標(biāo)簽包含了RFID射頻處理電路和一個(gè)超薄天線環(huán)路，天線與一個(gè)塑料薄片一起嵌入標(biāo)簽內(nèi)，最常見的標(biāo)簽一般為信用卡大小，也可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求設(shè)計(jì)不同形狀、不同大小的標(biāo)簽。
與條形碼或磁條等其他ID技術(shù)相比較而言，RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于閱讀器和收發(fā)器之間的無(wú)線連接:讀寫單元不需要與收發(fā)器之間的可視接觸，因此可以完全集成到產(chǎn)品里面。RFID標(biāo)簽適合于惡劣的環(huán)境，收發(fā)器對(duì)潮濕、骯臟和機(jī)械影響不敏感，具有非常高的可靠性和快速數(shù)據(jù)獲取的能力。RFID電子標(biāo)簽與RFID讀寫器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無(wú)接觸)耦合;在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。RFID電子標(biāo)簽處于開放待訪問(wèn)狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)入讀寫器的電磁場(chǎng)信號(hào)覆蓋范圍中時(shí)，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)(查詢請(qǐng)求)，根據(jù)電感耦合(Inductive Coupling)原理或電磁反向散射耦合標(biāo)簽收到讀寫器功率相匹配的電磁信號(hào)后產(chǎn)生感應(yīng)能量并解析接收到的信號(hào)，標(biāo)簽內(nèi)部處理器(微電子芯片)利用內(nèi)部產(chǎn)生的電流返回特定的響應(yīng)信息與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。讀寫器接收標(biāo)簽響應(yīng)信息并解碼，送至后端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行標(biāo)簽身份認(rèn)證識(shí)別和有關(guān)數(shù)據(jù)處理。射頻信號(hào)的耦合類型分為兩類:電感耦合和電磁反向散射耦合。
1.電感耦合
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)互感耦合，也稱磁耦合。其中一個(gè)重要的、廣泛的應(yīng)用就是變壓器。一般適用低、高頻工作的近距離RFID系統(tǒng)。工作頻率主要有125 kHz、225 kHz和13.56 MHz。識(shí)別距離小于1m，典型作用距離為10~20cm。
2.電磁反向散射耦合
這種類型是雷達(dá)原理模型，依據(jù)電磁波的空間傳播規(guī)律，發(fā)射出的電磁波反射同時(shí)攜帶回碰到的目標(biāo)信息。一般適用于超高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)。工作頻率主要有433 MHz、915 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz。識(shí)別距離大于1m，典型作用距離為3~10m。