RFID標籤的基本工作原理

2021-01-22 健永科技RFID

RFID標籤又稱為射頻標籤、應答器、數據載體,閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器(取決於電子標籤是否可以無線改寫數據)。RFID技術的基本工作原理如下:標籤進入磁場後,接收讀寫器發出的射頻信號,憑藉感應電流所獲得的能量發送出存儲在晶片中的產品信息(Passive Tag,無源標籤或被動標籤),或者主動發送某一頻率的信號(Active Tag,有源標籤或主動標籤);讀寫器讀取信息並解碼後,送至管理信息系統進行有關數據處理。

RFID系統由兩部分組成:讀寫單元和電子標籤。讀寫器通過天線發出電磁脈衝,電子標籤接收這些脈衝,並發送已存儲的信息到閱讀器作為響應。實際上,這就是對存儲器的數據進行非接觸讀、寫或刪除處理。電子標籤包含了RFID射頻處理電路和一個超薄天線環路,天線與一個塑料薄片一起嵌入標籤內,最常見的標籤一般為信用卡大小,也可以根據不同的應用需求設計不同形狀、不同大小的標籤。

與條形碼或磁條等其他ID技術相比較而言,RFID技術的優勢在於閱讀器和收發器之間的無線連接:讀寫單元不需要與收發器之間的可視接觸,因此可以完全集成到產品裡面。RFID標籤適合於惡劣的環境,收發器對潮溼、骯髒和機械影響不敏感,具有非常高的讀可靠性和快速數據獲取的能力。電子標籤與讀寫器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合;在耦合通道內,根據時序關係,實現能量的傳遞和數據交換。電子標籤處於開放待訪問狀態,當進入讀寫器的電磁場信號覆蓋範圍中時,接收讀寫器發出的射頻信號(查詢請求),根據電感耦合(Inductive Coupling)原理或電磁反向散射耦合標籤收到讀寫器功率相匹配的電磁信號後產生感應能量並解析接收到的信號,標籤內部處理器(微電子晶片)利用內部產生的電流返回特定的響應信息與讀寫器進行數據交換。讀寫器接收標籤響應信息並解碼,送至後

端資料庫伺服器進行標籤身份認證識別和有關數據處理。射頻信號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

根據法拉第電磁感應定律產生感應電動勢,通過空間高頻交變磁場實現互感耦合,也稱磁耦合。其中一個重要的、廣泛的應用就是變壓器。一般適用低、高頻工作的近距離RFID系統。工作頻率主要有125 kHz、225 kHz和13.56 MHz。識別距離小於1m,典型作用距離為10~20cm。電感耦合原理示意如圖1-1所示。

電感耦合原理

圖1-1 電感耦合原理示意

2.電磁反向散射耦合

這種類型是雷達原理模型,依據電磁波的空間傳播規律,發射出的電磁波反射同時攜帶回碰到的目標信息。一般適用於超高頻、微波工作的遠距離RFID系統。工作頻率主要有433 MHz、915 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz。識別距離大於1m,典型作用距離為3~10m。電磁反向散耦合原理示意如圖1-2所示。

電磁反向散射耦合原理示意

圖1-2 電磁反向散射耦合原理示意

文章作者:甘勇 賀蕾

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