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RFID電子標(biāo)簽

RFID(無線射頻識別)技術(shù)也被稱為電子標(biāo)簽技術(shù),它通過無線射頻信號實現(xiàn)非接觸方式下的雙向通信,完成對目標(biāo)對象的自動識別和數(shù)據(jù)的讀寫操作。

RFID技術(shù)具有無接觸、精度高、抗干擾、速度快以及適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等顯著優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于諸如物流管理、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、商品防偽、資產(chǎn)管理以及國防軍事等領(lǐng)域,被公認(rèn)為二十一世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。

RFID標(biāo)簽的構(gòu)成

一個完整超高頻無源RFID標(biāo)簽由天線和標(biāo)簽芯片兩部分組成,其中,標(biāo)簽芯片一般包括以下幾部分電路:

- 電源恢復(fù)電路

- 電源穩(wěn)壓電路

- 反向散射調(diào)制電路

- 解調(diào)電路

- 時鐘恢復(fù)/產(chǎn)生電路

- 啟動信號產(chǎn)生電路

- 參考源產(chǎn)生電路

- 控制單元

- 存儲器

<1>電源恢復(fù)電路
電源恢復(fù)電路將RFID標(biāo)簽天線所接收到的超高頻信號通過整流、升壓等方式轉(zhuǎn)換為直流電壓,為芯片工作提供能量。
電源恢復(fù)電路具有多種可行的電路結(jié)構(gòu)。在這些電源恢復(fù)電路中,并不存在最理想的電路結(jié)構(gòu),每種電路都有各自的優(yōu)點及缺陷。在不同的負(fù)載情況、不同的輸入電壓情況、不同的輸出電壓要求以及可用的工藝條件下,需要選擇不同的電路以使其達(dá)到最優(yōu)的性能。
<2> 電源穩(wěn)壓電路
在輸入信號幅度較高時,電源穩(wěn)壓電路必須能保證輸出的直流電源電壓不超過芯片所能承受的最高電壓;同時,在輸入信號較小時,穩(wěn)壓電路所消耗的功率要盡量的小,以減小芯片的總功耗。
從穩(wěn)壓原理上看,穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)可以分為并聯(lián)式穩(wěn)壓電路和串聯(lián)式穩(wěn)壓電路兩種。
在RFID標(biāo)簽芯片中,需要有一個較大電容值的儲能電容存儲足夠的電荷以供標(biāo)簽在接收調(diào)制信號時,仍可在輸入能量較小的時刻(例如OOK調(diào)制中無載波發(fā)出的時刻),維持芯片的電源電壓。如果輸入能量過高,電源電壓升高到一定程度,穩(wěn)壓電路中電壓感應(yīng)器將控制泄流源將儲能電容上的多余電荷釋放掉,以此達(dá)到穩(wěn)壓的目的。    
<3>解調(diào)電路
出于減小芯片面積和功耗的考慮,目前大部分無源RFID標(biāo)簽均采用了ASK調(diào)制。對于標(biāo)簽芯片的ASK解調(diào)電路,常用的解調(diào)方式是包絡(luò)檢波的方式。
包絡(luò)檢波部分與電源恢復(fù)部分的倍壓電路基本相同,但是不必提供大的負(fù)載電流。在包絡(luò)檢波電路的末級并聯(lián)一個泄電流源。當(dāng)輸入信號被調(diào)制時,輸入能量減小,泄流源將包絡(luò)輸出電壓降低,從而使得后面的比較器電路判斷出調(diào)制信號。由于輸入射頻信號的能量變化范圍較大,泄流源的電流大小必須能夠動態(tài)的進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)近場、遠(yuǎn)場不同場強(qiáng)的變化。例如,如果泄流電源的電流較小,在場強(qiáng)較弱時,可以滿足比較器的需要,但是當(dāng)標(biāo)簽處于場強(qiáng)很強(qiáng)的近場時,泄放的電流將不足以使得檢波后的信號產(chǎn)生較大的幅度變化,后級比較器無法正常工作。
<4>調(diào)制電路
無源UHF RFID標(biāo)簽一般采用反向散射的調(diào)制方法,即通過改變芯片輸入阻抗來改變芯片與天線間的反射系數(shù),從而達(dá)到調(diào)制的目的。一般設(shè)計天線阻抗與芯片輸入阻抗使其在未調(diào)制時接近功率匹配,而在調(diào)制時,使其反射系數(shù)增加。
RFID標(biāo)簽的分類
按供電方式分:有源(Active)標(biāo)簽和無源(Passive)標(biāo)簽。
按工作頻率分:低頻(LF)標(biāo)簽、高頻(HF)標(biāo)簽、超高頻(UHF)標(biāo)簽以及微波(uW)標(biāo)簽。
按通信方式分:主動式標(biāo)簽(TTF)和被動式標(biāo)簽(RTF)。 
按標(biāo)簽芯片分:只讀(R/O)標(biāo)簽、讀寫(R/W)標(biāo)簽和CPU標(biāo)簽。
RFID標(biāo)簽行業(yè)應(yīng)用
門禁管制: 人員出入門禁監(jiān)控管理
動物監(jiān)控: 畜牧動物管理、寵物識別、野生動物生態(tài)的追蹤
交通運輸: 高速公路的收費系統(tǒng)
物流管理: 航空運輸?shù)男欣钭R別,存貨、物流運輸管理
自動控制: 汽車、家電、電子業(yè)之分類、組裝生產(chǎn)線管理
醫(yī)療應(yīng)用: 醫(yī)院的病歷系統(tǒng)、儀器儀表設(shè)備管理
物料管控: 工廠物料的自動化盤點及控制系統(tǒng)
質(zhì)量追蹤: 成品質(zhì)量追蹤、回饋
資源回收: 棧板、可回收容器等管理
防盜應(yīng)用: 超市、圖書館或書店的防盜管理
防仿假冒: 名牌煙酒及貴重物品的打假防偽
廢物處理: 垃圾回收處理、廢棄物管控系統(tǒng)
聯(lián)合票證: 多種用途的智能型儲值卡、一卡通等
危險物品: 軍械槍支、雷管炸藥管制

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