射频识别系统的组成及原理解析

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-10RFID系统组成最简单的应用系统只有一个阅读器，它一次对一个应答器进行操作，如公交汽车上的刷卡系统。阅读器的频率决定了RFID系统工作的频段，其功率决定了射频识别的有效距离。但是由于封装工艺等问题，应答器的设计和生产通常由专业的设计厂商和封装厂商完成，普通用户没有能力也无法接触到这一领域。

RFID系统由阅读器、应答器和高层等部分组成，其结构如图4-10所示。

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图4-10　RFID系统组成

最简单的应用系统只有一个阅读器，它一次对一个应答器进行操作，如公交汽车上的刷卡系统。较复杂的应用需要一个阅读器可同时对多个应答器进行操作，要具有防碰撞（也称防冲突）的能力。更复杂的应用系统要解决阅读器的高层处理问题，包括多阅读器的网络连接等。

1.高　层

对于由多阅读器构成网络架构的信息系统，高层是必不可少的。例如采用RFID门票的世博会票务系统，需要在高层将多个阅读器获取的数据有效地整合起来，提供查询、历史档案等相关管理和服务。更进一步，通过对数据的加工、分析和挖掘，为正确决策提供依据，这就是常说的信息管理系统和决策系统。

2.阅读器

阅读器在具体应用中常称为读写器（这两种名称本书将不加区别），是对应答器提供能量、进行读写操作的设备。虽然因频率范围、通信协议和数据传输方法的不同，各种阅读器在某些方面会有很大的差异，但阅读器通常具有一些相同的功能，如下所述：

（1）以射频方式向应答器传输能量。

（2）读写应答器的相关数据。

（3）完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。

（4）若有需要，应能和高层处理交互信息。

阅读器的频率决定了RFID系统工作的频段，其功率决定了射频识别的有效距离。阅读器根据使用的技术不同可以是读或者读/写装置，它是RFID系统信息控制和处理的中心。

3.应答器

从技术角度来说，RFID的核心在应答器，阅读器是根据应答器的性能而设计的。但是由于封装工艺等问题，应答器的设计和生产通常由专业的设计厂商和封装厂商完成，普通用户没有能力也无法接触到这一领域。

目前应答器趋向微型化和高集成度，关键技术在于材料、封装和生产工艺，重点突出应用而非设计。应答器按照电源形式可以分为下列两种类型：

（1）有源应答器：使用电池或其他电源供电，不需要阅读器提供能量。通常靠阅读器唤醒，然后切换至自身提供能量。

（2）无源应答器：没有电池供电，完全靠阅读器提供能量。

应答器按照工作频率范围可分为下列三种类型：

（1）低频应答器：低于135 kHz。

（2）高频应答器：13.56 MHz±7 kHz。

（3）超高频应答器：工作频率为433 MHz，866～960 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz（虽然属于SHF，但由于性能的相似性，通常将其归为超高频应答器范围）。

应答器在某些应用场合也叫作射频卡、标签等，但从本质而言都可统称为应答器。

射频识别系统的组成及原理解析

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