中國(guó)的RFID市場(chǎng)逐漸興起,越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)始出現(xiàn)RFID的影子。產(chǎn)品變得越來(lái)越多樣,其中電子標(biāo)簽的種類最繁雜。從芯片到封裝方式,再?gòu)拇笮〕叽绲叫阅?,繁雜多樣的RFID電子標(biāo)簽讓人們眼花繚亂,也更加不知道如何選配才更能適應(yīng)場(chǎng)所應(yīng)用。以往信息識(shí)別的標(biāo)簽有條碼和二維碼,其優(yōu)點(diǎn)在于成本便宜,缺點(diǎn)是不能改寫,不能批量遠(yuǎn)距離識(shí)讀,時(shí)間長(zhǎng)容易污損導(dǎo)致不能識(shí)讀。而RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于可以遠(yuǎn)距離批量識(shí)讀、不怕污損、數(shù)據(jù)可讀寫,目前主要缺點(diǎn)是成本較條碼高很多。
rfid有源電子標(biāo)簽系統(tǒng)的技術(shù)原理:通常情況下,RFID 的應(yīng)用系統(tǒng)主要由讀寫器和RFID 標(biāo)簽兩部分組成的,
rfid有源電子標(biāo)簽,又稱為主動(dòng)式RFID(Active tag),依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同進(jìn)行劃分的電子標(biāo)簽一種類型,通常支持遠(yuǎn)距離識(shí)別。電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽(Active tag)、無(wú)源電子標(biāo) 簽(Passive tag)和半無(wú)源電子標(biāo)簽(Semi-passivetag)。有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池,無(wú)源射頻標(biāo)簽沒(méi)有內(nèi)裝電池,半無(wú)源電子標(biāo)簽(Semi-passive tag)部分依靠電池工作。
rfid有源電子標(biāo)簽,又稱為主動(dòng)式RFID(Active tag),計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)。指依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同進(jìn)行劃分的電子標(biāo)簽一種類型,通常支持遠(yuǎn)距離識(shí)別。
rfid有源電子標(biāo)簽如何構(gòu)成RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng),由兩個(gè)基本器件組成,詢問(wèn)器(或閱讀器)和很多應(yīng)答器(或標(biāo)簽),同時(shí)輔以天線、外圍網(wǎng)絡(luò)、中間件、管理系統(tǒng),從而形成完整的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。
rfid有源電子標(biāo)簽如何構(gòu)成有源RFID電子標(biāo)簽主要由中心處理器(MCU)、通訊芯片和天線組成。有源閱讀器如何構(gòu)成,有源RFID閱讀器由中心處理器(MCU)、通訊芯片、接口電路、存儲(chǔ)單元和天線組成,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接收數(shù)據(jù)的解析、處理和分析。
rfid有源電子標(biāo)簽如何劃分,rfid有源電子標(biāo)簽按照工作頻率可以分為433MHz、2.4GHz。按照通訊方式可以分為單向標(biāo)簽、雙向標(biāo)簽。按照封裝方式可以分為卡式標(biāo)簽、腕式標(biāo)簽、鑰匙式標(biāo)簽等;有源閱讀器如何劃分有源閱讀器一般按照接口的方式進(jìn)行劃分,可分為串口型、網(wǎng)口型、CAN總線型等。按照有源閱讀器的形式可以分為固定式閱讀器、手持式閱讀器、天線閱讀器一體機(jī)。還可以按照閱讀器的功能進(jìn)行劃分。
rfid有源電子標(biāo)簽如何工作,RFID標(biāo)簽俗稱電子標(biāo)簽,RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)一個(gè)唯一編碼,其地址空間大大高于條碼所能提供的空間,因此可以實(shí)現(xiàn)單品級(jí)的物品編碼。標(biāo)簽上電后,按照預(yù)設(shè)的規(guī)則周期性的進(jìn)行信號(hào)發(fā)射,當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的作用區(qū)域,閱讀器獲取到標(biāo)簽發(fā)射出來(lái)的信息,即完成了對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別過(guò)程。
rfid有源電子標(biāo)簽閱讀器如何工作,閱讀器是對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫操作的設(shè)備,主要包括射頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元兩部分。讀寫器是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,一方面,RFID標(biāo)簽返回的電磁信號(hào)通過(guò)天線進(jìn)入讀寫器的射頻模塊中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),再經(jīng)過(guò)讀寫器的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)其進(jìn)行必要的加工整形,最后從中解調(diào)出返回的信息,完成對(duì)RFID標(biāo)簽的識(shí)別或讀/寫操作;另一方面,上層中間件及應(yīng)用軟件與讀寫器進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)操作指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)匯總上傳。在上傳數(shù)據(jù)時(shí),讀寫器會(huì)對(duì)RFID標(biāo)簽原子事件進(jìn)行去重過(guò)濾或簡(jiǎn)單的條件過(guò)濾,將其加工為讀寫器事件后再上傳,以減少與中間件及應(yīng)用軟件之間數(shù)據(jù)交換的流量,因此在很多讀寫器中還集成了微處理器和嵌入式系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)一部分中間件的功能,如信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶位錯(cuò)誤校驗(yàn)與修正等。
決定rfid有源電子標(biāo)簽的主要參數(shù)
工作頻段讀寫器讀取距離防碰撞性能(讀寫器同時(shí)讀取標(biāo)簽數(shù)量)讀寫器靈敏度,標(biāo)簽存儲(chǔ)器容量;rfid有源電子標(biāo)簽電池壽命、發(fā)射功率、接收靈敏度標(biāo)簽尺寸、形狀、防護(hù)(防水、防塵、防腐、防爆性)等級(jí);抗干擾能力(同頻信號(hào)干擾下是否正常工作)穩(wěn)定性(標(biāo)簽漏讀率)安全性(加密方式)擴(kuò)展性(是否支持RSSI、TDOA等算法定位、傳感器結(jié)合)
rfid有源電子標(biāo)簽的頻段,rfid有源電子標(biāo)簽的主要頻段為:433MHz、2.4GHz、5.8GHz
頻段對(duì)RFID性能的影響,如何選擇合適的頻段?頻率越高,波長(zhǎng)越短,信號(hào)的直射能力越強(qiáng),繞射能力越差。頻率越低,波長(zhǎng)越長(zhǎng),信號(hào)的繞射能力越強(qiáng),直射能力越差。rfid有源電子標(biāo)簽的通訊方式RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜,標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào),閱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。
一般來(lái)說(shuō)rfid有源電子標(biāo)簽的通訊方式分為兩種類型:
單工,信息在兩點(diǎn)之間只能單方向發(fā)送的工作方式,一般對(duì)應(yīng)單向標(biāo)簽;半雙工,信息在兩點(diǎn)之間能夠在兩個(gè)方向上進(jìn)行發(fā)送,但不能同時(shí)發(fā)送的工作方式。一般對(duì)應(yīng)雙向標(biāo)簽或是雙頻標(biāo)簽。rfid有源電子標(biāo)簽的通訊距離,rfid有源電子標(biāo)簽的通訊距離在百米以上,一般為120-150米。可以通過(guò)軟硬件的調(diào)整在最遠(yuǎn)通訊范圍內(nèi)調(diào)節(jié)通訊距離。
如何設(shè)置標(biāo)簽參數(shù),標(biāo)簽參數(shù)設(shè)置可以在MCU程序中植入,直接寫入標(biāo)簽,也可以在標(biāo)簽成產(chǎn)完成后,在標(biāo)簽上電初始化時(shí),通過(guò)閱讀器進(jìn)行無(wú)線寫入。那些標(biāo)簽參數(shù)可以進(jìn)行設(shè)置,一般來(lái)說(shuō)電子標(biāo)簽可以設(shè)置的參數(shù)有:發(fā)射時(shí)間間隔、標(biāo)簽ID、發(fā)射功率;其他參數(shù)如:傳感器數(shù)據(jù)處理等需要根據(jù)標(biāo)簽定制化設(shè)計(jì)來(lái)確定。
影響通訊距離的因素標(biāo)簽發(fā)射功率;rfid有源電子標(biāo)簽與閱讀器兩端的天線匹配;閱讀器接收靈敏度;工作環(huán)境;如何提高通訊距離提升標(biāo)簽發(fā)射功率;選用高增益,接收效果好的閱讀器天線;選擇良好的使用環(huán)境;提升閱讀器接收靈敏度
通訊調(diào)制方式GFSK(高斯頻移鍵控)調(diào)制是把輸入數(shù)據(jù)經(jīng)高斯低通濾波器預(yù)調(diào)制濾波后,再進(jìn)行FSK調(diào)制的數(shù)字調(diào)制方式。它在保持恒定幅度的同時(shí),能夠通過(guò)改變高斯低通濾波器的3dB帶寬對(duì)已調(diào)信號(hào)的頻譜進(jìn)行控制,具有恒幅包絡(luò)、功率譜集中、頻譜較窄等無(wú)線通信系統(tǒng)所希望的特性。因此,GFSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在移動(dòng)通信、航空與航海通信等諸多領(lǐng)域中。
rfid有源電子標(biāo)簽的使用壽命;即電子標(biāo)簽使用的時(shí)間,由于rfid有源電子標(biāo)簽需要電池供電,因此rfid有源電子標(biāo)簽有一定的使用時(shí)長(zhǎng),超過(guò)一定時(shí)間后電子標(biāo)簽由于缺少電能將無(wú)法工作。
如何提升rfid有源電子標(biāo)簽的使用壽命,增加電池容量;延長(zhǎng)標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間間隔;降低標(biāo)簽發(fā)射功率;主要的解決方法還是以配備性能優(yōu)良、尺寸小的大容量電池為主。如何選擇有源電子標(biāo)簽的電池
rfid有源電子標(biāo)簽電池主要以CR紐扣電池和柔性鋰電池為主,電池的選擇需要以尺寸符合外形要求,電池電量大為前提,這可以保證電子標(biāo)簽有較長(zhǎng)的使用壽命。
rfid有源電子標(biāo)簽的擴(kuò)展性,rfid有源電子標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽的最大差異性在于有源標(biāo)簽是電子線路構(gòu)成,可以通過(guò)中心處理器MCU控制外圍電路實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制、LED燈閃爍、傳感器控制、數(shù)據(jù)采集等諸多擴(kuò)展功能。
標(biāo)簽的擴(kuò)展性有何限制,標(biāo)簽可以擴(kuò)展各種類型的傳感器,主要的限制就是中心處理器(MCU)的數(shù)據(jù)處理能力能否支持,同時(shí)是否有足夠的I/O接口能用于采集傳感器數(shù)據(jù)。
如何知道何時(shí)更換標(biāo)簽電池,電池低壓時(shí),標(biāo)簽信息的標(biāo)簽低電壓報(bào)警位置,上位機(jī)接收到報(bào)警信息后發(fā)出警告;電池低壓時(shí),標(biāo)簽上的電池低壓燈閃爍,發(fā)出報(bào)警信息;多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)使用是否可以,標(biāo)簽可以同時(shí)工作,由于電子標(biāo)簽是MCU控制發(fā)射,采用靈活主動(dòng)的發(fā)射方式,因此支持多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行工作。如何改善標(biāo)簽的防碰撞性合理控制標(biāo)簽與閱讀器的使用比例;降低標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間間隔;良好的防碰撞算法;閱讀器與標(biāo)簽最優(yōu)配合比例,一般來(lái)說(shuō),使用433MHz頻段時(shí),同一臺(tái)閱讀器接受范圍內(nèi)標(biāo)簽數(shù)最高不能超過(guò)150個(gè),以80~100為合理最高上限;2.45GHz頻段時(shí),同一臺(tái)閱讀器接受范圍內(nèi)標(biāo)簽數(shù)最高不能超過(guò)250個(gè),以100~150為合理最高上限,視標(biāo)簽工作復(fù)雜度而定。
電子標(biāo)簽的封裝形式,標(biāo)簽的封裝可以輔助實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的防拆卸、一次性使用等要求,并且決定了標(biāo)簽電池的使用類型,直接決定標(biāo)簽壽命,一般封裝形式為卡式、腕帶式、鑰匙式、一次性封條式、防拆卸腕式等。一般封裝材質(zhì)為PVC、ABS,盡量避免用金屬液體等封裝以防止對(duì)標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。電子標(biāo)簽的安裝佩戴一般用于物品安裝的電子標(biāo)簽上面附有固定孔、磁鐵釘,其他佩戴于人身上的標(biāo)簽有扣、環(huán)、卡槽等固定安裝位置。