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一文簡述RFID的工作原理及其技術參數

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-10-30 02:34 ? 次閱讀

電子標簽工作原理
RFID 技術的基本工作原理并不復雜:標簽進入磁場后,接收解讀器發出的射頻信號,憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(PassiveTag,無源標簽或被動標簽),或者主動發送某一頻率的信號(ActiveTag,有源標簽或主動標簽);解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統進行有關數據處理。

RFID(射頻識別)系統由兩部分組成:讀 / 寫單元和電子收發器。閱讀器通過天線發出電磁脈沖,收發器接收這些脈沖并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。

從技術上來說,“智能標簽”包含了包括具有 RFID 射頻部分和一個超薄天線環路的 RFID 芯片的 RFID 電路,這個天線與一個塑料薄片一起嵌入到標簽內。通常,在這個標簽上還粘一個紙標簽,在紙標簽上可以清晰地印上一些重要信息。當前的智能標簽一般為信用卡大小,對于小的貨物還有 4.5×4.5cm 尺寸的標簽,也有 CD 和 DVD 上用的直徑為 4.7 厘米的圓形標簽。

與像條形碼或磁條等其他 ID 技術相比較而言,收發器技術的優勢在于閱讀器和收發器之間的無線鏈接: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里面。這意味著收發器適合于惡劣的環境,收發器對潮濕、骯臟和機械影響不敏感。因此,收發器系統具有非常高的讀可靠性、快速數據獲取,最后一點也是重要的一點就是節省勞力和紙張。


電子標簽的技術參數有哪些
電子標簽的技術參數主要有標簽激活的能量要求、標簽信息的讀寫速度、標簽信息的傳輸速率、標簽信息的容量、標簽的封裝尺寸、標簽的讀寫距離、標簽的可靠性、標簽的工作頻率和標簽的價格等。

1. 標簽激活的能量要求
當電子標簽進入讀寫器的工作區域后,受到讀寫器發出射頻信號的激發,標簽進入工作狀態。標簽的激活能量是指激活電子標簽芯片電路所需要的能量范圍,這要求電子標簽與讀寫器在一定的距離內,讀寫器能提供電子標簽足夠的射頻場強。

2. 標簽信息的讀寫速度
標簽的讀寫速度包括讀出速度和寫入速度,讀出速度是指電子標簽被讀寫器識讀的速度,寫入速度是指電子標簽信息寫入的速度,一般要求標簽信息的讀寫為毫秒級。

3. 標簽的封裝尺寸
標簽的封裝尺寸主要取決于天線的尺寸和供電情況等,在不同場合對封裝尺寸有不同要求,封裝尺寸小的為毫米級,大的為分米級。

如果電子標簽的尺寸小,則它的適用范圍寬,不管大物品或是小物品都能設置。但是,一味追求尺寸小并是不好事,如果電子標簽設計的比較大,可以加大天線的尺寸,因此能有效地提高電子標簽識讀率。

4. 標簽信息的容量
標簽信息的容量是指電子標簽攜帶的可供寫入數據的內存量。標簽信息的容量大小,與電子標簽是“前臺”式還是“后臺”式有關。

(1)“后臺”式電子標簽


“后臺”式電子標簽通過讀寫器采集到數據后,便可以借助網絡與計算機數據庫聯系起來,因此一般來說,只要電子標簽的內存有 200 多位(bit),就能夠容納物品的編碼了。如果需要物品更詳盡的信息,這種電子標簽需要通過后臺數據庫來提供。

(2)“前臺”式電子標簽


在實際應用中,現場有時不易于數據庫聯機,這必須加大電子標簽的內存量,如加大到幾千位到幾十千位,這樣電子標簽可以獨立使用,不必再查數據庫信息,這種電子標簽可稱為“前臺”式電子標簽。但是在選用“前臺”式電子標簽時要注意,一般來說內存越大讀取時間越長,只有在那些時間因素不很重要,但必須當時就要知道物品較詳細信息的情況下,才采用這種電子標簽。

5. 標簽的對齊距離
標簽的讀寫距離是指標簽與讀寫器的工作距離。標簽的讀寫距離,近的為毫米級,遠的可達 20 米以上。另外,大多數系統的讀取距離和寫入距離是不同的,寫入距離大約是讀取距離的 40%~80%。

6. 標簽信息的傳輸速率
標簽信息的傳輸速率包括兩方面,一方面是電子標簽向讀寫器反饋數據的傳輸速率,一方面是來自讀寫器寫入數據的速率。

7. 標簽的工作頻率
標簽的工作頻率是指標簽工作時采用的頻率,可以為低頻、高頻、超高頻和微波

8. 標簽的可靠性
標簽的可靠性與標簽的工作環境、大小、材料、質量、標簽與讀寫器的距離等相關。例如在傳送帶上時,當標簽暴露在外,并且是單個讀取時,讀取的準確度接近 100%。但是許多因素都可能降低標簽讀寫的可靠性,一次同時讀取的標簽越多,標簽的移動速度越快,越有可能出現誤讀或漏讀。

在某個項目應用中的調查表明,使用 10000 個電子標簽時,一年中 60 個電子標簽受到損壞,受損壞的比例低于 0.1%,為了防止電子標簽的損壞而造成的不便,條碼與電子標簽的同時使用是一種有效的補救方法,這樣可以根據條碼記載的信息迅速復制出一個電子標簽。另外,一個物品上放兩個電子標簽以備萬一也是一種方法,但會使整個項目成本高些。

9. 標簽的價格
目前,某些電子標簽大量訂貨的價格低于 1 元人民幣。當電子標簽的使用數量以 10 億計時,規模經濟效應將使電子標簽的價格大大降低,很多公司希望將來每個電子標簽低于 0.4 元。智能電子標簽的價格較高,一般在 10 元以上。

審核編輯 黃昊宇

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