无线射频识别（rfid）技术第2章rfid技术基础

2019/5/16, willtg. All rights reserved.,第2章 RFID技术基础,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,一、案例识读与分析,二、RFID技术之频谱基础知识,三、 RFID技术基础之天线的基本知识,主要内容,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,无形的战略资源无线电频谱资源的战略意义,案例分析与讨论：,无线电频谱资源,（1）列举我们日常生活中的无线电主要应用？ （2）无线电频率作为无形的战略资源，对国民经济的发展起到怎么的作用？,一、案例识读与分析,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,1.无线电信号的特性 在高频电路中，我们要处理的无线电信号主要有三种:基带（消息）信号、高频载波信号和已调信号。所谓基带信号，就是没有进行调制之前的原始信号，也称调制信号。 1）时间特性 2）频谱特性 3）传播特性 4）调制特性,图2-3 无线电波的主要传播方式 （a）直射传播（b）地波传播（c）天波传播（d）散射传播,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,2.电磁波谱 不同波长电磁波的产生机理和应用领域常常有很大区别。因此人们常把各类电磁波按波长大小依次排成一列,称为电磁波谱。若按其波长从小到大依次排列,有:y射线、X射线、紫外线、可见光(紫、能、蓝、绿、黄、橙、红)、红外线、无线电波(微波、超短波、短波、长波)等。由于它们的性质各不相同,因而也有许多不同的用途。,图2-4各种通信介质使用的电磁波谱范围,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,3.电磁波的频谱的划分与分配 图2-5为1959年日内瓦会议制定的将世界划分为三个频率分区示意图。1区为欧洲和非洲；2区为北美洲和南美洲；3区为亚洲和澳洲，国际电信联盟的总部设在瑞士的日内瓦。,图2-5 ITU世界频率分区,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,4. RFID工作频率的分类,2）高频 (High Frequency) 使用频段在1015MHz之间，以13.56MHz最为常见 优点： 感应距离较长、读取速度较快，而且可以同时间辨识多个标签，主要应用于门禁系统、图书馆管理、产品管理、智能卡等。 缺点： 易受干扰，当标签靠近金属或是液体的物品时，不能够发射有效发射讯号。,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,4. RFID工作频率的分类,3）超高频 (Ultra High Frequency) 使用频段在433950MHz之间，以433MHz、868950MHz最为常见 优点： 读取距离较远、传输速率较快、可同时读取辨识大量卷标、天线可用蚀刻或印刷方式制造。 缺点： 在金属和液体的物品上读取率不佳，主要用于铁路车厢监控、仓存管理。,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,4. RFID工作频率的分类,4）微波 (Microwave) 使用频段在1GHz以上，其中以2.45GHz及5.8GHz最为常见 特性与超高频类似，对于环境的敏感性较高； 主要用于行李追踪、物品管理、供应链管理等 微波射频标签的典型应用包括：移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。相关的国际标准有：ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、ISO18000-5（5.8GHz）、ISO18000-6（860-930MHz）、ISO18000-7（433.92MHz），ANSI NCITS256-1999等。,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,23,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,24,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,射频识别系统工作频段,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,射频识别系统工作频段如表2-1所示。并非表2-1中的所有频率在射频识别中都得到了广泛应用，主要采用的RFID频率为有以下四个：13.56007MHz，91513MHz，245050MHz，580075MHz。,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,5.国际RFID技术特点及相关管理规则 从应用的趋势来看，现代物流业、商品零售业会广泛应用RFID技术，为什么UHF频段的RFID技术会成为全球热点?主要有以下几个需考虑的因素(见表2-2所示)。,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,6.国际RFID技术特点及相关管理规则 基于RFID的技术特点和潜在的应用空间，国际相关无线电管理机构已经开始进行频率规划工作，并制定了相应的管理政策，具体情况如表2-3所示。,二、 RFID技术之频谱基础知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,7.我国860960MHz频段频率规划和指配情况 我国的无线电管理机构正积极开展RFID的频率规划和指配工作，并启动了相关技术研究工作。我国所从事的频率规划工作的指导原则应是：,(1)必须确保现有业务的正常运行，在专用频段、公众移动通信、集群通信频段不能安排此项业务； (2) 在电磁兼容分析和实验的基础上制订出RFID工作频带、发射功率、带外发射、杂散发射等指标，必要时要制订配套的相关台站管理规定； (3)制订设备的无线技术指标时，要考虑满足RFID业务在中国的大规模有效使用的频带、信道带宽、带外杂散、发射功率的相关要求。表2-4是我国在860960MHz频段的频率规划和指配情况。,二、 RFID技术之频谱基础知识,表2-4 我国在860960MHz频段的频率规划和指配情况。,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,1. RFID天线概述,电子标签和读写器通过各自的天线构建起二者之间非接触信息传输通道，如图2-7所示。无论是射频标签还是读写器的正常工作，都离不开天线或藕合线圈：一方面，无源的射频标签芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量；一方面，天线决定了射频标签与读写器之间的通讯信道和通讯方式，天线在射频标签与读写器实现数据通讯过程中起到了关键的作用！,图2-7 RFID读写器、标签天线,三、 RFID技术基础之天线的基本知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,1. RFID天线概述 （1）天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。,按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等； 按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等； 按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等； 按外形分类，可分为线状天线、面状天线等； 按设计工艺分类，可分为线圈型、微带贴片型、偶极子型。,（2）天线的分类,三、 RFID技术基础之天线的基本知识,2019/5/16, willtg. All rights reserved.,线圈天线： 当RFID线圈天线进入读写器