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杏彩体育app物联网技术核心详解:RFID(一)
发布时间:2024-11-26 10:32:38 来源:杏彩体育官方 作者:杏彩体育app下载

  是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

  标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个RFID标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象,俗称电子标签或智能标签

  RFID工作原理: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出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。

  RFID标签技术的应用短距离射频识别产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,可在这样的环境中替代条码,例如用在工厂的流水线上跟踪物体。

  1.在零售业中,条形码技术的运用使得数以万计的商品种类、价格、产地、批次、货架、库存、销售等各环节被管理得井然有序

  2.采用车辆自动识别技术,使得路桥、停车场等收费场所避免了车辆排队通关现象,减少了时间浪费,从而极大地提高了交通运输效率及交通运输设施的通行能力

  4.在粉尘、污染、寒冷、炎热等恶劣环境中,远距离射频识别技术的运用改善了卡车司机必须下车办理手续的不便

  5.在公交车的运行管理中,自动识别系统准确地记录着车辆在沿线各站点的到发站时刻,为车辆调度及全程运行管理提供实时可靠的信息。

  RFID电子标签的技术应用非常广泛,据创羿科技市场分析师估计,目前典型应用:动物晶片、门禁控制、航空包裹识别、文档追踪管理、包裹追踪识别、畜牧业、后勤管理、移动商务、产品防伪、运动计时、票证管理、汽车晶片防盗器、停车场管制、生产线自动化、物料管理等等。

  开源软件无线电技术对无线电的行行业业影响颇深,RFID 也不例外。GNU Radio 是免费的软件开发工具套件。它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。GNU Radio 的应用主要是用Python 编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C++在带浮点运算的微处理器上构建的。因此,开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。尽管其主要功用不是仿真器,GNU Radio 在没有射频RF 硬件部件的境况下支持对预先存储和(信号发生器)生成的数据进行信号处理的算法的研究。

  在20世纪中,无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。1948年哈里。斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别 RFID的理论基础。经过数十年的发展,如今,RFID技术理论日趋成熟,产品种类也越来越丰富。

  从概念上来说,RFID(Radio Frequency IdentificatiON,射频识别)技术是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据信息。利用射频方式进行非接触双向通信,达到识别目的并交换数据。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。

  RFID领域应用最为广泛的一个标准是EPC标准,它将RFID系统分成了四个层次,包括物理层、中间层、网络层和应用层。

  中间层是信息采集的中间件和应用程序接口,负责对读卡器所采集到的标签中的信息进行简单的预处理,然后将信息传送到网络层或应用层的数据接口。

  应用层则是EPC后端软件及企业应用系统。在明晰的系统层次上,EPC标准还统一了数据的报文格式,并规范了输出传输流程。这样,RFID系统的部署就会变的严谨有序。

  射频标签也可称作射频卡,它由耦合元件及芯片组成,含有物品唯一的标识体系,包含著一系列的数据和信息,比如产地,日期代码和其他关键的信息等,这些信息储存在一个小的硅片中,利用阅读器,可以及时方便的了解精确的信息。射频标签能储存从512字节到4兆不等的数据,由系统的应用和相应的标准决定,射频标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等。

  在RFID系统中,信号接收设备一般叫做阅读器(或读卡器)。阅读器的基本功能就是提供与标签进行数据传输的接口,读取(有时还可以写入)标签信息的设备。在RFID相关产品中,读卡器的含金量是最高的,因为它是半导体技术、射频技术、高效解码算法等多种技术的集合。

  阅读器从外形上大体上可分为手持式或固定式,从工作方式来看,阅读器种类也非常的繁多,按工作频率可分为超高频、高频、低频阅读器,通常低频阅读器的读写距离则不超过0.5米,高频阅读器的读写距离约为1m,超高频阅读器读写距离通常在1~10米,而读卡器的读写距离通常还会受到环境干扰以及读卡器的稳定性等影响而有所改变,此外,若采用有源标签,则读取距离可达到100米。按配置可分为带CPU、预装操作系统的PAD阅读器与普通阅读器;按传输方式可分为无线或者是有线阅读器等。

  射频天线主要用来在标签和读取器间传递射频信号。RFID系统中包括两类天线,一类是RFID标签上的天线,和RFID标签集成为一体;另一类是读写器天线,既可以内置于读写器中,也可以通过同轴电缆与读写器的射频输出端口相连。目前的天线产品多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。天线在 RFID系统中的重要性往往被人们所忽视,在实际应用中,天线设计参数是影响RFID系统识别范围的主要因素。高性能的天线不仅要求具有良好的阻抗匹配特性,还需要根据应用环境的特点对方向特性、极化特性和频率特性等进行专门设计。在选择天线的时候的主要考虑:天线的类型;天线、RFID工作原理

  简而言之,在工作时,RFID读写器通过天线持续发送出一定频率的信号,当RFID标签进入磁场时,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(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);随后读写器读取信息并解码后,将数据传输到中央信息系统进行有关的数据处理。

  RFID技术又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

  1、天线制造 绕制天线基板印刷天线基板蚀刻天线、凸点的形成 目前RFID标签产品的特点是品种繁多,但并非每个品种的数量能形成规模 。因此,采用柔性化制作凸点技术具有成本低廉,封装效率高,使用方便 ,灵活,工艺控制简单,自动化程度高等特点。不仅可解决微电子工业中 可变加工批量、高密度、低成本封装急需的难题,还未目前正蓬勃兴起的 RFID标签的柔性化生产提供条件。

  互连方法 RFID标签制造的主要目标之一是降低成本。为此,应尽可能减少工序,选 择低成本材料,减少工艺时间。 倒装芯片凸点与柔性基板焊盘互连可采用三种方式:各向同性导电胶(ICA )加底部填充,各项异性导电胶,不导电胶直接压合钉 头凸点的方法。采用ICA,优点是成本低,固化不需要加压。操作工艺步骤繁琐,难以降低 成本,通常固化时间长,难以提高生产速度。通常是实用低成本,快读固化的ACF和ACA,具体做法是用普通漏版 印刷技术在天线基板焊盘相应位置涂刷一层ACA,利用倒装芯片贴片机贴放 到对应位置,然后热压固化。 还有另一种键合方式是先制造RFID模板,然后将其与天线基板进行铆接组装。

  物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个“物物相连的互联网”。RFID技术对

  的实现起着决定性的作用。RFID技术被广泛用于工业、商业、智能交通运输系统等领域。1 物联网概述2009年,中国政府提出“感知中国”计划,要大力扶持物联网产业发展,将物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位;2009年8月7日在无锡视察中科院“物联网”技术研发中心时指出,要尽快突破核心技术,把传感技术和TDSCDMA技术结合起来。2010年全国“”中,的《政府T作报告》中提出“加快物联网的研发应用”。由此,物联网正逐步走入人们的视线。

  物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个“物物相连的互联网”,其实质是利用射频识别技术,通过计算机瓦联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享,是物联网中的核心技术之一。

  RFID简称射频识别技术,是非接触式自动识别技术的一种。它通过射频信号自动识别日标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术对物联网的实现起着决定性的作用。从物联网体系来看,可分为感知层、传输层和智能应用层三个层面。感知层在物联网体系中处于信息采集的最前端,对物联网的实现起着基础性作用;在感知层中最重要的技术就是RFID技术。

  最简单的RFID系统由电子标签、阅读器和天线三部分组成。电子标签进入磁场后,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出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送频率的信号,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。RFID具有非接触工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

  电子标签也称射频卡,可以把“物”变成为“智能物”,它的主要应用是把移动和非移动物品贴上标签,实现各种跟踪和管理。电子标签是射频识别系统的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。电子标签内存有一定格式的电子数据,常以此作为待识别物品的标识性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上,作为待识别物品的电子标记。电子标签可按频率的不同分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签;根据供电方式的不同,分为有源标签、无源标签、半无源标签。RFID阅读器通过天线与RFID电予标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。标签芯片即相当于一个具有无线收发功能再加存贮功能的单片系统。实际使用中可以把标箍制成各种不同的大小和形状,需要特殊工艺将其密封起来,使标签和数据不被损坏,便于标签的改写和重复使用。

  RFID阅读器又称为读出装置,可读取并识别电了标签所保存的子数据,从而达到自动识别物体的目的。阅读器与电子标签之间的通信是在无接触方式下,利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。阅读器提供与电子标签进行数据传输的途径外,还利用特定的算法对信号进行状态控制,奇偶校验及更正信息等。蒯读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。根据应用不同,阅读器可以足手持式或吲定式。当前阅读器成本高,而且人多只能在单一频率点工作。随着技术的发。


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