射频识别工作原理

2021 07 27 BOAC


射频识别技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号( Active Tag.有源标签或主动标签) ;解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

一套完整的 RFID系统由阅读器、电子标签(即应答器,Transponder) 及应用软件系统三部分组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出,此时Reader依序接收并解读数据,然后送给应用程序进行相应的处理。

下面具体介绍RFID系统的基本工作流程:

(1)读写器将要发送的信息,经编码后加载到高频载波信号上,再经天线发送出一定频率的射频信号,当附着电子标签的目标对象进入发射天线工作区域时会产生感应电流,电子标签凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送某一频率的信号。

(2)进入读写器工作区域的电子标签接收此信号,读写器对接收天线接收到的电子标签发送来的载波信号进行倍压整流、调制、解调和解码后,将其送到数据管理系统进行命令请求、密码、权限等相关判断处理:数据管理系统根据逻辑运算判断该电子标签的合法性,并针对不同的设置做出相应的处理和控制。

(3)若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码、调制后通过片上天线发送给阅读器,阅读器将接收到的信号进行解调、解码、解密后送至信息系统进行处理。

(4)若为修改信息的写命令,则有关控制逻辑引起电子标签内部的电荷泵提升工作电压,提供电压擦写E2ROM。若经判断其对应密码和权限不符,则返回出错信息。

以RFID卡片阅读器与电子标签之间的通信方式和能量感应方式来看,RFID 的工作方式大致上可以分成感应耦合(Inductive Coupling)和后向散射耦合( Backscatter Coupling)两种。通常一般的低频RFID大都采用第一种方式,而较高频RFID则大多采用第二种方式。

根据使用的结构和技术的不同,阅读器可以是读或读/写装置。阅读器是RFID系统的信息控制和处理中心,通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,目前的应答器大多是由耦合元件(线圈、微带天线等)和微芯片组成的无源单元。