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解读物联网系列之RFID

 一、什么是射频辨认?

射频辨认(RFID)是一种无线通讯技能,能够经过无线电信号辨认特定方针并读写相关数据,而无需辨认体系与特定方针之间树立机械或许光学触摸。射频辨认最重要的长处对错触摸辨认,它能穿透雪、雾、冰、涂料、污垢和条形码无法运用的恶劣环境阅览标签,而且阅览速度极快,大多数状况下不到100毫秒。

射频辨认技能的优势不在于监测设备及环境状况,而在于“辨认”。即经过主动辨认进入到磁场辨认规模内的物体来做相应的处理。RFID不是传感器,它首要经过标签对应的仅有ID号辨认标志物。而传感器是一种检测设备,能感遭到被丈量的信息,并能将检测感遭到的信息,按必定规则改换成为电信号或其他所需方法的信息输出,以满意信息的传输、处理、存储、显现、记载和操控等要求。它是完成主动检测和主动操控的首要环节。

二、射频辨认体系组成及作业原理

1、射频辨认体系组成

射频辨认体系首要由三部分组成:标签、天线、阅览器。此外,还需要专门的运用体系对阅览器辨认做相应处理。

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1)标签:电子标签或称射频标签、应对器,由芯片及内置天线组成。芯片内保存有必定格局的电子数据,作为待辨认物品的标识性信息,是射频辨认体系的数据载体。内置天线用于和射频天线间进行通讯。

2)阅览器:读取或读/写电子标签信息的设备,首要任务是操控射频模块向标签发射读取信号,并接纳标签的应对,对标签的方针标识信息进行解码,将方针标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。

3)天线:标签与阅览器之间传输数据的发射、接纳设备。

2、射频辨认体系运转原理

电子标签进入天线磁场后,假如接纳到阅览器宣布的特别射频信号,就能凭仗感应电流所取得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签),或许主动发送某一频率的信号(有源标签),阅览器读取信息并解码后,送至中心信息体系进行有关数据处理。

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此外,依照读写器与标签之间射频信号的耦合方法,能够把它们之间的通讯分为:电感耦合和电磁反向散射耦合。

1)电感耦合:依据电磁感应规则,经过空间高频交变磁场完成耦合。电感耦合方法一般适合于中、低频作业的近间隔RFID体系。

2)电磁反向散射耦合:依据电磁波的空间传达规则,发射出去的电磁波碰到方针后发作反射,然后携带回相应的方针信息。电磁反向散射耦合方法一般适合于高频、微波作业的远间隔RFID体系。

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浅显的了解,电感耦合这种形式首要运用在低频(LF)、中频(HF)波段,因为低频RFID体系的波长更长,能量相对较弱,因而首要依靠近间隔的感应来读取信息。电磁反向散射耦合首要运用在高频(HF)、超高频(UHF)波段,因为高频率的波长较短,能量较高。因而,阅览器天线能够向标签辐射电磁波,部分电磁波经标签调制后反射回阅览器天线,经解码今后发送到中心信息体系接纳处理。

三、射频辨认体系分类

现在,依照RFID体系运用的频率规模,可将RFID体系区分为四个运用频段:低频、高频、超高频和微波。 

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依照作业频率的不同,RFID标签能够分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同品种。其间,LF和HF频段RFID电子标签一般选用电磁耦合原理(电磁感应),而UHF及微波频段的RFID一般选用电磁发射(电磁传达)原理。

1、低频射频标签

低频段射频标签,简称为低频标签,其作业频率规模为30kHz~300kHz。典型作业频率有125KHz和133KHz。低频标签一般为无源标签,其作业能量经过电感耦合方法从阅览器耦合线圈的辐射近场中取得。低频标签与阅览器之间传送数据时,低频标签需坐落阅览器天线辐射的近场区内。低频标签的阅览间隔一般状况下小于1米。

典型运用:动物辨认、容器辨认、东西辨认、电子闭锁防盗(带有内置应对器的轿车钥匙)等。

2、高频射频标签

高频段射频标签的作业频率一般为3MHz~30MHz。典型作业频率为13.56MHz。该频段的射频标签,因其作业原理与低频标签完全相同,即选用电感耦合方法作业,所以宜将其归为低频标签类中。但另一方面,依据无线电频率的一般区分,其作业频段又称为高频,所以也常将其称为高频标签。

高频标签一般也选用无源为主,其作业能量同低频标签相同,也是经过电感(磁)耦合方法从阅览器耦合线圈的辐射近场中取得。标签与阅览器进行数据交换时,标签有必要坐落阅览器天线辐射的近场区内。中频标签的阅览间隔一般状况下也小于1米。

典型运用:电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗(电子遥控门锁操控器)、小区物业管理、大厦门禁体系等。

3、UHF、微波射频标签

超高频与微波频段的射频标签简称为微波射频标签,其典型作业频率有433.92MHz、862(902)MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。

微波射频标签可分为有源标签与无源标签两类。作业时,射频标签坐落阅览器天线辐射场的远区场内,标签与阅览器之间的耦合方法为电磁耦合方法。阅览器天线辐射场为无源标签提供射频能量,将有源标签唤醒。相应的射频辨认体系阅览间隔一般大于1m,典型状况为4m~6m,最大可达10m以上。阅览器天线一般均为定向天线,只要在阅览器天线定向波束规模内的射频标签可被读/写。因为阅览间隔的添加,运用中有可能在阅览区域中一起呈现多个射频标签的状况,然后提出了多标签一起读取的需求。

典型运用:铁路车辆主动辨认、集装箱辨认,还可用于公路车辆辨认与主动收费体系中。

四、RFID与物联网

RFID是物联网感知外界的的重要支撑技能。传感器能够监测感应到各种信息,但短少对物品的标识才能,而RFID技能恰恰具有强壮的标识物品才能。因而,关于物联网的开展,传感器和RFID两者缺一不可。

假如没有RFID对物体的辨认才能,物联网将无法完成万物互联的最高抱负。短少RFID技能的支撑,物联网的运用规模将遭到极大的约束。但另一方面,因为RFID射频辨认技能只能完成对磁场规模内的物体进行辨认,其读写规模遭到读写器与标签之间间隔的影响。因而,进步RFID体系的感应才能,扩展RFID体系的掩盖才能是当时亟待解决的问题。一起,考虑到传感网较长的有用间隔能很好的拓宽RFID技能的运用规模。未来完成RFID与传感网的交融将是一个必定方向。

就现在RFID的开展状况而言,在许多工业职业中现已完成了RFID与传感网络运用的开始交融,两者扬长避短的互补优势正在深化物联网运用,它们的彼此交融和体系集成必将极大地推进整个物联网工业的开展,运用远景不可估量。


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