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標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽);解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的物體接近微波天線時(shí)，閱讀器受控發(fā)出微波查詢信號(hào)。安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到經(jīng)微波天線發(fā)出的查詢信號(hào)后，根據(jù)查詢信號(hào)中的命令要求，將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回微波天線。

符號(hào)時(shí)間的中間跳變?cè)诮邮胀叫盘?hào)時(shí)非常重要，尤其當(dāng)多個(gè)卡片都處于RFID的閱讀器的操作范圍之內(nèi)時(shí)的防沖突檢測(cè)過(guò)程更為重要。然而

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的保護(hù)處理電路和HF RFID閱讀器的等效電路

RFID讀頭通過(guò)天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌５湫偷膔fid讀頭包含有RFID射頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。

導(dǎo)致RFID系統(tǒng)讀取率誤差的原因主要在于：閱讀器的識(shí)讀范圍存有盲區(qū)，不同閱讀點(diǎn)存有多余數(shù)據(jù)，閱讀器相互干擾等。

射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由兩個(gè)部分組成，即電子標(biāo)簽和閱讀器。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無(wú)接觸)耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種。

隨著閱讀器與標(biāo)簽價(jià)格的降低和全球市場(chǎng)的擴(kuò)大，射頻標(biāo)識(shí)RFID(以下簡(jiǎn)稱RFID)的應(yīng)用與日俱增。標(biāo)簽既可由閱讀器供電(無(wú)源標(biāo)簽)，也可以由標(biāo)簽的板上電源供電(半有源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽)。由于亞微型無(wú)源CMOS標(biāo)簽的成本降低，庫(kù)存和其他應(yīng)用迅速增加。一些評(píng)估表明，隨著無(wú)源標(biāo)簽的價(jià)格持續(xù)下降，幾乎每一個(gè)售出產(chǎn)品的內(nèi)部都將有一個(gè)RFID標(biāo)簽。由于無(wú)源RFID標(biāo)簽的重要性及其獨(dú)特的工程實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)性，本文將重點(diǎn)研究無(wú)源標(biāo)簽系統(tǒng)。

RFlD是射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency denti-fieation)的英文縮寫，又稱電子標(biāo)簽，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。RFID的最早應(yīng)用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中用于區(qū)分聯(lián)軍和納粹飛機(jī)的“敵我辨識(shí)”系統(tǒng)。與目前廣泛使用的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)如條碼、磁卡、 IC卡等相比。

在本篇文章中，我們使用Arduino開(kāi)發(fā)板和繼電器來(lái)觸發(fā)電動(dòng)門鎖，并且使用RFID進(jìn)行驗(yàn)證，因此RFID功能是一項(xiàng)功能。如果您在RFID閱讀器附近放置錯(cuò)誤的RFID卡，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，提示卡錯(cuò)誤。

RFID閱讀器是讀取(或?qū)懭?電子標(biāo)簽信息的設(shè)備。閱讀器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù).能自動(dòng)識(shí)別物體。閱讀器通過(guò)網(wǎng)口與計(jì)算機(jī)相連.將讀取的標(biāo)簽信息傳送到計(jì)算機(jī)上.進(jìn)行下一步處理。

射頻識(shí)別系統(tǒng)一般由兩個(gè)部分組成，即電子標(biāo)簽和閱讀器。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無(wú)接觸)耦合，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。

系統(tǒng)基于Contiki實(shí)現(xiàn)了一種有源RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了一種邊緣路由器，通過(guò)邊緣路由器與閱讀器節(jié)點(diǎn)可以組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制閱讀器節(jié)點(diǎn)收集和管理RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的管理。本系統(tǒng)保持了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)融合有源RFID技術(shù)減小了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并降低了系統(tǒng)功耗。該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，適用于在較大范圍內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理。

RFID主要由閱讀器和應(yīng)答器兩大部分組成。閱讀器(如圖1)是數(shù)據(jù)捕獲系統(tǒng)，內(nèi)含一個(gè)與應(yīng)答器相配合的耦合元件。應(yīng)答器(如圖2)是數(shù)據(jù)載體，內(nèi)含一個(gè)微型芯片和一個(gè)天線線圈組成的耦合元件。

RFID(射頻識(shí)別)技術(shù)有潛力成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一種常見(jiàn)的重要組成部分。除了在庫(kù)存管理領(lǐng)域的傳統(tǒng)作用以外，RFID標(biāo)簽和高速長(zhǎng)距離閱讀器的新進(jìn)展使嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能輕松納入多種特性，比如門禁、防偽、簡(jiǎn)便支付、醫(yī)學(xué)鑒定、動(dòng)態(tài)定價(jià)、產(chǎn)品歷史、遠(yuǎn)程資產(chǎn)跟蹤。嵌入式RFID應(yīng)用一般是把閱讀器包含在產(chǎn)品或系統(tǒng)中，以便添加本地?cái)?shù)據(jù)收集特性，它們?cè)鰪?qiáng)了產(chǎn)品的基本功能。如今，人們會(huì)在酒店、監(jiān)獄、醫(yī)院、零售網(wǎng)點(diǎn)、農(nóng)場(chǎng)、賭場(chǎng)、收費(fèi)公路、工廠以及多種商用和軍用車輛中發(fā)現(xiàn)嵌入式RFID應(yīng)用。隨著嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者認(rèn)識(shí)到這種技術(shù)的價(jià)值，并且在新設(shè)計(jì)中采用它，這些非傳統(tǒng)RFID應(yīng)用將成為家常便飯。

工作在125或134kHz低頻(LF)或者13.56MHz高頻(HF)范圍內(nèi)的電感回路無(wú)源RFID系統(tǒng)，其工作距離僅限于大約1m的范圍。UHF RFID系統(tǒng)工作在860至960MHz以及2.4GHZ的工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段。其具有更長(zhǎng)的工作距離，對(duì)無(wú)源標(biāo)簽而言典型工作范圍為3至10m。標(biāo)簽從閱讀器的射頻信號(hào)接收信息和工作能量。如果標(biāo)簽在閱讀器的范圍內(nèi)，就會(huì)在標(biāo)簽的天線上感應(yīng)出交變的射頻電壓。該電壓經(jīng)過(guò)整流后為標(biāo)簽提供直流(DC)電源電壓。通過(guò)調(diào)制天線端口的阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽對(duì)閱讀器的響應(yīng)。這樣一來(lái)，標(biāo)簽將信號(hào)反向散射給閱讀器。

閱讀器主要由控制單元、高頻收發(fā)模塊、天線以及其他與后臺(tái)設(shè)備相連的接口組成。應(yīng)答器，又叫作標(biāo)簽，是RFID讀取數(shù)據(jù)的來(lái)源，主要由天線和微電子芯片組成。RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是閱讀器，實(shí)現(xiàn)閱讀器的核心技術(shù)是接收電路。本文主要分析和構(gòu)造了UHF無(wú)源RFID閱讀器接收電路。

無(wú)線射頻識(shí)技術(shù)是利用射頻信號(hào)來(lái)識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別技術(shù).RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(包括芯片和標(biāo)簽天線)、閱讀器(含閱讀器天線)和后臺(tái)主機(jī)組成。當(dāng)前，射頻識(shí)別工作頻率包括頻率為低頻(125KHz、134KHz)、高頻頻段(13.56MHz)、UHF超高頻段(860～960MHz)和 2.45GHz以上的微波頻段等。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器(Reader)與電子標(biāo)簽(TAG)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量給Transponder，用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

近年來(lái)射頻識(shí)別(Radio Frequency of IdenTIficaTIo，RFID)技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時(shí)也倍受重視。特別是UHF頻段的RFID系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無(wú)源標(biāo)簽依靠RFID閱讀器發(fā)射的電磁信號(hào)供電，并通過(guò)反射調(diào)制電磁信號(hào)與閱讀器通信。因此，RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。

RFID 技術(shù)是從 20 世紀(jì) 80 年代走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，近年來(lái)發(fā)展十分迅速。 目前，在全世界，基于 RFID 技術(shù)的電子標(biāo)簽，使用已經(jīng) 非常廣泛了，這主要取決于它的特性，RFID 標(biāo)簽可以使用在幾乎所有的物理對(duì)象上。RFID 技術(shù)在 工業(yè)自動(dòng)化，物體跟蹤，交通運(yùn)輸控制管理，防偽校園卡，電子錢包，行李標(biāo)簽，收費(fèi)系統(tǒng)，醫(yī)用裝 置，電子物品的監(jiān)控和軍事用途等方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。例如第二代居民身份證，使用基于 ISO/IEC4443-B 標(biāo)準(zhǔn)的 13.56 MHz 電子標(biāo)簽，該項(xiàng) 目可以說(shuō)國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上最大的RFID 應(yīng)用的項(xiàng)目之一。

無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)從目標(biāo)對(duì)象讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。RFID基本系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器以及讀 寫器天線3部分組成。RFID技術(shù)利用射頻信號(hào)作為信息傳輸中介實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信息獲取，通過(guò)高數(shù)據(jù)速率實(shí)現(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的識(shí)別，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。正由于RFID技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，它在物流管理、公共安全、倉(cāng)儲(chǔ)管理、門禁防偽等方面的應(yīng)用迅速展開(kāi)，國(guó)際上很多學(xué)者也已開(kāi)展RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信 網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的研究。將RFID技術(shù)融入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)中將可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享，那么，真正的“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代也就指日可待了。

針對(duì)目前RFID系統(tǒng)工作頻率多樣，各類標(biāo)準(zhǔn)眾多且差距較大，不適合多種標(biāo)簽同時(shí)應(yīng)用的情況，提出了基于軟件無(wú)線電及LabVIEW 設(shè)計(jì)RFID閱讀器的思想。通過(guò)加載不同的軟件代碼，仿真閱讀器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻段，符合不同標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀寫。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)閱讀器的讀取結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，仿真閱讀器實(shí)現(xiàn)了對(duì)RFID標(biāo)簽攜帶信息的讀取，節(jié)約了需要配置各種不同類型閱讀器的成本。

RFID 系統(tǒng)由閱讀器(Reader)，電子標(biāo)簽( Tag) 和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)組成 ，見(jiàn)圖1。閱讀器從附著在物品上的Tag中讀取數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在閱讀器或送給 后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序進(jìn)行處理。閱讀器作為RFID 系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件通過(guò)天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線 通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或 寫入操作。

射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification, RFID)中間件介于RFID 閱讀器和上層應(yīng)用之間，用來(lái)屏蔽不同型號(hào)的閱讀器和各種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽，為上層應(yīng)用軟件提供統(tǒng)一接口。另外，還負(fù)責(zé)整合和過(guò)濾數(shù)據(jù)，產(chǎn)生報(bào)表，工字電感器減少應(yīng)用層軟件的處理負(fù)擔(dān)，使海量標(biāo)簽數(shù)據(jù)的傳輸和應(yīng)用成為可能。目前，國(guó)內(nèi)外的RFID 中間件體積龐大，只適用于PC 機(jī)，不能移植到嵌入式閱讀器中。本文提出一種可直接運(yùn)行于各種嵌入式閱讀器設(shè)備，基于EPCglobal ALE 標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式 RFID 中間件，并詳細(xì)研究其中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理流程。

射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)近年來(lái)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。UHF頻段的RFID 系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID 閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無(wú)源標(biāo)簽依靠RFID 閱讀器發(fā)射的電磁信號(hào)供電，并通過(guò)反射調(diào)制電磁信號(hào)與閱讀器通信。因此，RFID讀寫器天線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。

近年來(lái)射頻識(shí)別(Radio Frequency of Identificatio，RFID)技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時(shí)也倍受重視。特別是UHF頻段的RFID系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無(wú)源標(biāo)簽依靠RFID閱讀器發(fā)射的電磁信號(hào)供電，并通過(guò)反射調(diào)制電磁信號(hào)與閱讀器通信。因此，RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。

文章針對(duì)RFID 系統(tǒng)中的一種PCB 環(huán)型天線設(shè)計(jì)。在對(duì)天線的工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出基于13．56 MHz、200 mw 的低功率閱讀器的天線設(shè)計(jì)方法，并給出天線的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程。

一般而言，RFID系統(tǒng)由5個(gè)組件構(gòu)成，包括傳送器、接收器、微處理器、天線，標(biāo)簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起，又統(tǒng)稱為閱讀器(Reader)，所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為閱讀器，天線和標(biāo)簽三大組件，這三大組件一般都可由不同的生產(chǎn)商生產(chǎn)。RFID源于雷達(dá)技術(shù)，所以其工作原理和雷達(dá)極為相似。首先閱讀器通過(guò)天線發(fā)出電子信號(hào)，標(biāo)簽接收到信號(hào)后發(fā)射內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息，閱讀器再通過(guò)天線接收并識(shí)別標(biāo)簽發(fā)回的信息，最后閱讀器再將識(shí)別結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。體系架構(gòu)如圖所示。

隨著閱讀器與標(biāo)簽價(jià)格的降低和全球市場(chǎng)的擴(kuò)大，射頻標(biāo)識(shí)RFID(以下簡(jiǎn)稱RFID)的應(yīng)用與日俱增。標(biāo)簽既可由閱讀器供電(無(wú)源標(biāo)簽)，也可以由標(biāo)簽的板上電源供電(半有源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽)。由于亞微型無(wú)源CMOS標(biāo)簽的成本降低，庫(kù)存和其他應(yīng)用迅速增加。一些評(píng)估表明，隨著無(wú)源標(biāo)簽的價(jià)格持續(xù)下降，幾乎每一個(gè)售出產(chǎn)品的內(nèi)部都將有一個(gè)RFID標(biāo)簽。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器(Reader)與電子標(biāo)簽(TAG)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無(wú)線電波能量給Transponder，用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

德國(guó)某型號(hào)國(guó)RFID復(fù)合設(shè)備在內(nèi)取得了較好的銷量，滿足用戶使用的同時(shí)，也帶來(lái)了價(jià)格上的弊端。為降低成本起見(jiàn)，我們自行開(kāi)發(fā)了配合該設(shè)備的RFID閱讀器系統(tǒng)?，F(xiàn)將開(kāi)發(fā)以及過(guò)程中的問(wèn)題及解決與各位讀者分享。