RFID讀寫器的工作原理
RFID讀寫器是數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵性部件,數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量一般用讀取率來衡量,較高的識別讀取率是RFID系統(tǒng)最基本的要求,提高識讀率也成為RFID系統(tǒng)不斷優(yōu)化的追求。
RFID讀寫器是一種通過無線通信,實現(xiàn)對標(biāo)簽識別和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鞯难b置。讀寫器又稱為閱讀器或讀頭(工業(yè)讀寫器)、讀出裝置等。
RFID讀寫器的基本原理是利用射頻信號與空間耦合傳輸特性,使電子標(biāo)簽與閱讀器的耦合元件在射頻耦合通道內(nèi)進行能量傳遞、數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)對標(biāo)識對象的自動識別。
發(fā)生在讀寫器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號耦合有兩種類型。
1.電感耦合 :變壓器原理模型。依據(jù)電磁感應(yīng)定律,射頻信號通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合。電感耦合方式一般發(fā)生在中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)中。典型的工作頻率有125kHz、225kHz和13.56MHz。識讀距離一般小于1m,典型識讀距離為10~20cm,也稱為近場耦合。
2.電磁反向散射耦合:雷達原理模型。依據(jù)電磁波的空間傳播定律,電磁波碰到目標(biāo)后反射,同時攜帶回目標(biāo)信息。電磁反向散射耦合方式一般發(fā)生在高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz。識別作用距離大于1m,典型作用距離為3~10m,也稱為遠(yuǎn)場耦合。
典型的讀寫器包含有射頻模塊(發(fā)送器和接收器)、讀寫控制模塊以及rfid讀寫器天線。
射頻模塊的主要功能是產(chǎn)生高頻發(fā)射能量;對發(fā)射信號進行調(diào)制,并傳輸給標(biāo)簽;接收并解調(diào)來自標(biāo)簽的射頻信號。
讀寫控制模塊也稱為控制系統(tǒng),主要具有以下功能
1.與應(yīng)用系統(tǒng)軟件進行通信,并執(zhí)行從應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)來的動作指令;
2.控制與標(biāo)簽的通信過程;
3.信號的編碼與解碼;
4.執(zhí)行防碰撞算法(RFID的防碰撞技術(shù)能實現(xiàn)什么功能);
5.對讀寫器和標(biāo)簽之間傳送的數(shù)據(jù)進行加密和解密;
6.進行讀寫器和標(biāo)簽之間的身份驗證。
讀寫器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同,可以分為只讀和讀/寫裝置,RFID讀寫器通常包含基礎(chǔ)的中間件軟件,是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。讀寫器通過電感或電磁耦合給電子標(biāo)簽提供能量和時序,一般采用半雙工通信方式進行數(shù)據(jù)交換。在實際應(yīng)用中,可以通過以太網(wǎng)或WLAN等實現(xiàn)對物體識別的數(shù)據(jù)采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。