一、RFID的頻率標(biāo)準(zhǔn)
頻率使用許可
射頻系統(tǒng)的工作頻率是射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)最基本的技術(shù)參數(shù)之一。工作頻率的選擇在很大程度上決定了電子標(biāo)簽的應(yīng)用范圍、技術(shù)可行性以及系統(tǒng)成本的高低。
射頻識(shí)別系統(tǒng)歸根到底是一種無線電傳播系統(tǒng),它必須占據(jù)一定的空間通信信道。在空間通信信道中,射頻信號(hào)智能以電磁耦合或電磁反射的形式表現(xiàn)出來,因此,射頻識(shí)別系統(tǒng)的性能必然會(huì)受到電磁波空間傳輸特性的影響。
在人們?nèi)粘I钪?,電磁波無處不在,如飛機(jī)的導(dǎo)航、電臺(tái)的廣播、軍事應(yīng)用等。中國由國家無線電管理委員會(huì)(簡(jiǎn)稱無委會(huì))進(jìn)行統(tǒng)一管理。因此,無線電產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都必須得到國家許可。
二、頻率劃分
由于很多領(lǐng)域的應(yīng)用需要系統(tǒng)工作于一定的頻率范圍內(nèi),因此需要對(duì)頻率進(jìn)行分段。近年來,對(duì)頻譜的分段已經(jīng)進(jìn)行了幾次,其中,最常用的是電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)建立的,規(guī)定:射頻識(shí)別系統(tǒng)屬于無線電的應(yīng)用范疇,因此,其使用不能干擾到其他系統(tǒng)的正常工作,ISM使用的頻率范圍通常是局部的無線電通信頻段,因此,通常情況下,無線射頻使用的頻段是ISM頻段。
射頻識(shí)別系統(tǒng)最主要的工作頻率是0-135k,ISM頻率6.78MHZ\13.56MHZ\27.125MHZ\40.68MHZ\433.92MHZ\869.0MHZ\915MHZ\2.45GHZ\5.8GHZ以及24.125GHZ。
下面我們主要介紹一下頻段869MHZ和915MHZ。
目前全球超高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率在860-960之間,這是因?yàn)樯漕l識(shí)別系統(tǒng)將應(yīng)用于全世界,然而在全球找不到一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)可以適用的共同頻率,世界各國對(duì)頻率方面的具體規(guī)定也各不相同。因此,頻率問題對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)來講是一個(gè)重要的問題。頻率問題主要包括工作頻率的范圍、發(fā)射功率的大小、調(diào)頻技術(shù)、信道寬度等。
頻段869MHz,允許短距離使用,如郵政、會(huì)議等。頻段888-889和902-928被射頻識(shí)別系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。此外,次臨近的頻段被D-網(wǎng)絡(luò)電話和無繩電話占用全球的頻段由國際電信聯(lián)盟(ITU)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和分配,ITU把全球劃分為3個(gè)大區(qū),他們分別為區(qū)域1(歐洲和非洲地區(qū))、區(qū)域2(美洲地區(qū))、區(qū)域3(大洋洲和亞洲地區(qū))。
超高頻RFID電子標(biāo)簽的特性如下:
1.超高頻電子標(biāo)簽通過電場(chǎng)傳輸能量。電場(chǎng)的能量下降的不是很快,但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義,該頻段讀取距離比較遠(yuǎn),無源可達(dá)10m左右,主要通過電容耦合的方式進(jìn)行能量交換和數(shù)據(jù)傳輸。
2.超高頻頻段的電波不能通過許多材料,特別是水、灰塵、霧等懸浮顆粒物。
3.電子標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì),以滿足相應(yīng)的應(yīng)用需求。
4.該頻段有好的讀取距離,但是對(duì)讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義。
5.有很高的傳輸速率,在很短的時(shí)間內(nèi),可以讀取大量的電子標(biāo)簽。
三、超高頻RFID電子標(biāo)簽組成
電子標(biāo)簽可分為兩部分,即電子標(biāo)簽的芯片和標(biāo)簽的天線。天線功能是手機(jī)閱讀器發(fā)射到空間的電磁波和將芯片本身發(fā)射的能量以電磁波的方式發(fā)射出去;芯片的功能是對(duì)標(biāo)簽接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)、解碼等各種處理,并把電子標(biāo)簽需要返回的信號(hào)進(jìn)行編碼、調(diào)制等各種處理。
1、芯片
超高頻電子標(biāo)簽芯片是電子標(biāo)簽的核心部分,它的作用包括標(biāo)簽信息存儲(chǔ),標(biāo)簽接收信號(hào)處理和標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的處理。
芯片按照功能和結(jié)構(gòu)特征劃分為射頻、模擬前端、數(shù)字控制,存儲(chǔ)單元三大模塊,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:
A、射頻前端
除了提供閱讀器和電子標(biāo)簽數(shù)字模塊的傳輸接口外,還提供數(shù)字電路的電源。
B、模擬前端
超高片電子標(biāo)簽?zāi)M前端處在射頻前端和后端數(shù)字電路之間,主要包括:
1. 芯片提供穩(wěn)定的電壓
2. 將射頻輸入端得到的信號(hào)進(jìn)行檢波,得到數(shù)字基帶所需的信號(hào)。
3. 位數(shù)字基帶提供上電復(fù)位信號(hào)。
4. 提供芯片的穩(wěn)定偏置電流。
5. 位數(shù)字基帶提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)等。
C、數(shù)字控制模塊
數(shù)字控制模塊由PPM譯碼模塊、命令處理模塊、CRC模塊、主狀態(tài)機(jī)、編碼模塊、防碰撞控制、映射模塊、通用寄存器、專用寄存器、EEPROM接口組成,其主要功能是處理模擬借條后的數(shù)據(jù),負(fù)責(zé)與月突起的通信,并根據(jù)需求與EEPROM通信。基于降低硬件開銷和設(shè)計(jì)復(fù)雜度的考慮,數(shù)字部分的時(shí)序控制均采用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。
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