RFID讀寫器是由什么組成？

發(fā)布日期：2021-02-23 09:06:00 作者：Ling 點(diǎn)擊：24339

RFID讀寫器的基本組成包括射頻模塊（高頻接口）、邏輯控制模塊和天線三部分。射頻模塊包含射頻接收器和射頻發(fā)送器，控制系統(tǒng)通常采用專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）組件和微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)功能。

RFID射頻模塊
1、射頻模塊是讀寫器的射頻前端，主要負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的發(fā)射及接收。射頻模塊完成如下功能。
2、由射頻振蕩器產(chǎn)生射頻能量，射頻能量的一部分用于讀寫器，另一部分通

3、通過(guò)天線發(fā)送給電子標(biāo)簽，激活無(wú)源電子標(biāo)簽并為其提供能量。
4、將發(fā)送給電子標(biāo)簽的信號(hào)調(diào)制到讀寫器載頻信號(hào)上，形成已調(diào)制的發(fā)射信號(hào)，經(jīng)讀寫器天線發(fā)射出去。
5、將電子標(biāo)簽返回給讀寫器的回波信號(hào)解調(diào)，提取出電子標(biāo)簽發(fā)送的信號(hào)，并將電子標(biāo)簽信號(hào)進(jìn)行放大處理。
6、讀寫器的發(fā)射相關(guān)電路主要由調(diào)制電路、可變?cè)鲆娣糯笃?、振蕩器等組成，如圖所示，石英晶體振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)載波頻率，并饋送到由已經(jīng)編碼（如Manchester、改進(jìn)型Miller）的基帶信號(hào)的調(diào)制級(jí)，進(jìn)行ASK調(diào)制，然后根據(jù)控制單元的微處理器發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)選擇可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆?，以確保輸出耦合到天線上的磁場(chǎng)強(qiáng)度能夠在各標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)切換，最后根據(jù)實(shí)際天線使用情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的匹配電路。

在RFID讀寫器接收部分，從天線耦合的負(fù)載調(diào)制信號(hào)首先進(jìn)入一個(gè)選擇控制電路，根據(jù)控制單元的微處理器發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)選擇下一步的帶通濾波器和解調(diào)器。最后，解調(diào)后的信號(hào)通過(guò)電壓比較電路后送入解碼電路。

邏輯控制模塊

RFID讀寫器的邏輯控制模塊是整個(gè)讀寫器工作的控制中心，一般是由微處理器、時(shí)鐘電路、應(yīng)用接口以及電源組成的。讀寫器在工作時(shí)由邏輯控制模塊發(fā)出指令，射頻接口模塊按照指令做出相應(yīng)操作。邏輯控制模塊可以接收射頻模塊傳輸?shù)男盘?hào)，譯碼后獲得電子標(biāo)簽內(nèi)信息，或?qū)⒁獙懭霕?biāo)簽的信息編碼后傳輸給射頻模塊，完成寫標(biāo)簽操作；還可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口將標(biāo)簽內(nèi)容和其他的信息傳輸給外部設(shè)備。邏輯控制模塊實(shí)現(xiàn)如下功能。
1、對(duì)讀寫器和電子標(biāo)簽的身份進(jìn)行驗(yàn)證。
2、控制讀寫器與電子標(biāo)簽之間的通信過(guò)程。
3、對(duì)讀寫器與電子標(biāo)簽之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密。

4、實(shí)現(xiàn)與后端應(yīng)用程序之間的接口規(guī)范。
5、執(zhí)行防碰撞算法，實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識(shí)別功能。
6、隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越多地采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）來(lái)設(shè)計(jì)讀寫器。以控制處理模塊作為DSP核心，輔以必要的附屬電路，將基帶信號(hào)處理和控制軟件化。隨著DSP版本的升級(jí)，讀寫器還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同協(xié)議電子標(biāo)簽的兼容。
7、RFID讀寫器與后端應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換通道可采用串口RS-232或RS-485，也可以采用以太網(wǎng)接口，還可以采用WLAN IEEE 802.11等無(wú)線接口。目前的趨勢(shì)是集成多通信接口方式，甚至包括GSM、GPRS、CDMA等無(wú)線通信接

RFID天線模塊
RFID讀寫器天線的作用是發(fā)射電磁能量以激活電子標(biāo)簽，并向電子標(biāo)簽發(fā)出指令，同時(shí)也要接收來(lái)自電子標(biāo)簽的信息。可以說(shuō)，讀寫器天線所形成的電磁場(chǎng)范圍就是RFID系統(tǒng)的可讀區(qū)域。任意RFID系統(tǒng)至少應(yīng)該包含一根天線，用來(lái)發(fā)射或接收射頻信號(hào)。有些RFID系統(tǒng)是用同一天線來(lái)完成發(fā)射和接收的，但也有些RFID系統(tǒng)由一根天線來(lái)完成發(fā)射，而由另一根天線來(lái)完成接收，所采用的天線的形式及數(shù)量應(yīng)視具體應(yīng)用而定。在電感耦合射頻識(shí)別系統(tǒng)中，讀寫器天線用于產(chǎn)生磁通量，磁通量用于向射頻標(biāo)簽提供能量，并在讀寫器和射頻標(biāo)簽之間傳輸信息。因此，讀寫器天線的設(shè)計(jì)和選擇就必須滿足以下基本條件。

1、rfid天線線圈的電流最大，用于產(chǎn)生最大的磁通量。
2、功率匹配，以最大程度地利用磁通量的可用能量。
3、足夠的帶寬，保證載波信號(hào)的傳輸，這些信號(hào)是用數(shù)字信號(hào)調(diào)制而成的。
4、要求低剖面、小型化，讀寫器由于結(jié)構(gòu)、安裝和使用環(huán)境等變化多樣，讀寫器產(chǎn)品正朝著小型化方向發(fā)展。
目前，RFID讀寫器的天線主要有線圈型、微帶貼片型、偶極子型三種基本形式。其中小于1 m的近距離應(yīng)用系統(tǒng)的RFID天線一般采用工藝簡(jiǎn)單、成本低的線圈型天線，它們主要適合工作在中低頻段；而在1 m以上遠(yuǎn)距離的應(yīng)用系統(tǒng)需要采用微帶貼片型或偶極子型天線，這些類型的天線工作在高頻及微波頻段。

RFID讀寫器天線可以外置也可以內(nèi)置。對(duì)于近距離RFID系統(tǒng)（如13.56 MHz小于10 cm的識(shí)別系統(tǒng)），天線一般和讀寫器集成在一起；而對(duì)于遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)（如UHF頻段大于3 m的識(shí)別系統(tǒng)），天線和讀寫器常采取分離式結(jié)構(gòu)，通過(guò)阻抗匹配的同軸電纜將讀寫器和天線連接到一起。與電子標(biāo)簽不同的是，讀寫器天線一般無(wú)尺寸要求，可選擇的種類較多。