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北京交通大学硕士学位论文ETC中射频识别系统的研究与开发姓名：吴京蓬申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：王爽心20061201北京交通大学硕士学位论文中文摘要中文摘要摘要：我国的高速公路正处在一个飞速发展的时期，以射频识别（沛）技术为核心的电子不停车收费系统（）能够有效提高高速公路收费的工作效率本文主要研究射频识别技术，设计开发用于的射频识别系统。是近年来逐渐兴起的一项多学科综合性的自动识别技术，读写器和电子标签是两个最主要的组成部分，目前高速公路上的主流系统均工作于，防碰撞算法则是能否有效识别多个标签的关键所在。本文受奔腾双核处理器的启发，采用双核冗余控制的思想设计开发了射频识别系统的硬件电路，又在常用防碰撞算法的基础上提出了一种改进型算法，并已应用到读写器的软件设计中，系统测试结果证明该算法对系统的防碰撞性能有较为明显的提高，而且读写器性能也达到了设计的要求。本文主要开展了以下几方面的研究工作：对的基础知识包括物理学基础、无线通信原理基础、编码技术、信息安全技术等进行了较为全面、系统的学习，为读写器的设计奠定了理论基础；对防碰撞算法进行了较为深入的研究。在动态二进制搜索算法的基础上进行了改进，并根据数值仿真的结果对其进行了性能分析；在详细地分析比较了各种电子标签及天线的特点后，选择了被动式读写型双片式的电子标签和垂直极化的平板天线，为读写器的设计作好了硬件上的准备；采用双核（和单片机）冗余的思想，选用收发芯片设计并开发了系统的核心部件之一的读写器；并用语言编写了系统各部分的程序模块。在软硬件的设计过程中都采用了一些必要的防干扰措施。关键字：电子不停车收费；射频识别；防碰撞算法；读写器分类号：些室窒望盔竺堡主堂鱼丝塞垒里坠璺苎璺雠曲蹦翻陀（），（）?幔簦椋铮睿簦澹悖瑁睿铮欤铮纾椋恚穑颍铮觯澹簦瑁澹簦瑁颍酰鳎幔螅澹妫妫椋悖椋澹睿悖恚幔颍耄澹洌欤桑睿簦瑁椋螅簦瑁澹螅椋螅颍澹螅澹幔颍悖瑁鳎铮颍耄螅妫铮悖酰螅希椋欤簦瑁澹遥疲桑模簦澹悖瑁睿铮欤铮纾幔睿洌簦瑁澹洌澹螅椋纾睿铮妫遥龋模螅螅簦澹恚椋睿牛裕茫遥疲桑模椋螅幔睿澹鳎欤幔颍椋螅澹睿簦澹洌恚铮欤铮纾簦欤欤幔簦椋罾澹螅幔睿酰恚猓澹颍铮妫螅酰猓辏澹铮幔遥澹幔洌澹颍幔睿洌簦幔纾幔簦锘祝穑幔妫簦螅铮妫遥疲桑模遥疲桑模螅螅簦澹恚铮睿簦瑁澹螅酰穑澹颍瑁椋纾瑁鳎幔恚铮螅簦欤欤擅椋担福牵龋椋簦螅鳎铮颍耄妫颍澹瘢酰澹睿悖裕瑁澹幔睿簦椋剑悖铮欤欤椋螅椋铮睿幔颍椋簦瑁恚澹簦椋憧瑁澹桑穑椋慊茫椋洌澹睿簦剑椋颍恚幔睿簦幔纾螅幔簦希睿澹簦椋欤睿悖裕瑁椋螅穑幔穑澹颍椋螅椋欤欤酰恚椋睿澹洌猓簦瑁澹桑睿欤悖欤校幔睿簦椋酰恚模茫校铡！蓿椋簦酰簦椋欤椋澹螅簦瑁澹洌铮酰猓欤澹悖铩蓿颍澹洌酰睿洌幔睿悖椋洌澹幔簦铮洌澹螅椋纾睿簦瑁澹瑁幔洌鳎幔旆酰粒睿洌幔睿幔睿簦椋悖铮欤妫椋螅椋铮睿恚澹簦瑁铮洌椋螅椋恚穑颍铮觯澹洌幔睿洌幔睿幔欤澹洌澹逖希铮觯澹洌铮睿澹椋螅悖铮恚猓椋睿澹洌鳎椋簦瑁穑颍幔悖簦椋悖幔欤螅铮妫簦鳎幔颍澹鳎瑁椋悖枧荆纾椋觯澹澹妫妫澹悖簦椋觯澹椋恚穑颍铮觯澹恚澹睿簦簦铮簦瑁澹螅螅簦澹怼笊荆椋澹铮欤欤椋螅椋铮睿悖幔穑幔悖椋簦粒睿洌螅螅簦澹恚簦澹螅簦颍澹螅酰欤簦螅幔欤螅铮螅瑁铮鳎簦瑁幔簦簦瑁澹颍澹幔洌澹颍瑁幔螅颍澹幔悖瑁澹洌簦瑁澹洌澹螅椋纾钏瘢欤桑椋旌辏裕瑁澹恚幔椋睿悖铮睿簦颍椋猓酰簦椋铮睿铮妫簦瑁椋螅簦瑁澹螅椋螅椋螅幔螅妫铮欤欤铮鳎螅海疲椋颍螅簦欤悖铮颍颍澹欤幔簦椋觯澹猓幔螅椋悖簦瑁欤蒯叮铮妫遥疲桑模螅酰悖瑁幔螅穑瑁螅椋悖螅猓幔螅椋悖簦瑁澹铮颍鳎椋颍澹欤澹螅螅悖铮恚恚酰睿椋悖幔簦椋铮睿簦瑁澹铮颍悖铮洌椋睿纾簦澹悖瑁睿椋瘢酰濉椋睿妫铮颍恚幔簦椋铮睿螅幔妫澹簦簦澹悖瑁睿椋瘢酰澹幔睿洌悖臁荆悖幔颍澹澹穑幔簦椋幔簦澹洌幔睿洌螅簦酰洌椋澹洌妫酰欤欤幔睿洌螅螅簦澹恚幔簦椋悖幔欤欤裕瑁澹螅澹穑颍铮觯椋洌澹簦瑁澹铮颍澹簦椋悖猓幔螅椋螅妫铮颍簦瑁澹欤幔簦簦澹颍遥疲桑模穑颍铮辏澹悖簦樱澹悖铮睿洌欤猓幔睿幔欤螅椋螅幔睿洌悖铮睿悖欤酰螅椋铮睿铮妫幔睿酰恚猓澹颍铮妫纭蓿澹颍幔簦幔睿簦椋悖铮欤欤椋螅椋铮睿恚澹簦瑁铮洌螅幔纾欤澹鳎幔颍椋簦瑁恚澹簦椋悖猓幔螅澹洌埃保保簦瑁澹洌膳荆椋悖猓椋睿幔颍螅螅簦澹恚螅悖埃桑桑悖恚澹簦瑁铮洌椋螅穑颍铮穑铮螅澹洌粒睿洌簦瑁澹穑闫铱尽蓿铮妫簦瑁澹椋睿欤穑颍铮觯悖洌希妫妫澹椋螅幔睿幔欤澹洌椋睿洌澹簦幔椋欤幔悖悖铮颍洌椋睿纾簦铮睿酰恚澹颍椋悖螅椋恚酰欤幔簦椋铮睿裕瑁耄洌欤幔妫簦澹颍悖铮恚穑幔颍椋睿纾幔欤欤耄恚洌螅铮婢颍纾螅幔睿洌幔睿簦澹睿睿幔螅簦瑁澹穑幔螅螅椋觯澹颍澹幔洌鳎颍椋簦澹洌铮酰猓欤澹穑椋澹悖澹螅簦幔纾幔睿洌穑欤酰恚猓穑铮欤幔颍椋澹洌妫椋幔艮蓿欤焖璐幔颍悖穑椋悖耄澹洌铮酰簦裕幔纾幔睿洌幔睿簦澹鳎欤幔幔颍澹簦瑁澹瑁幔颍洌鳎幔颍澹穑颍澹穑幔颍幔簦椋铮睿妫铮颍遥龋模疲椋睿幔欤欤酰螅澹螅簦瑁澹洌铮酰猓欤澹悖铮颍澹颍澹洌酰睿洌幔睿悖椋洌澹幔粒遥停幔睿洌停樱校矗常埃簦铮澹穑欤铮椋簦幔遥疲桑模颍澹幔洌澹颍鳎瑁铮螅澹遥疲簦颍幔睿螅悖澹椋觯澹颍悖瑁铮铮螅澹螅睿遥疲梗埃担疲螅穑幔穑澹颍鳎颍椋簦澹螅幔欤欤穑颍铮纾颍幔恚恚铮洌酰欤澹螅鳎椋簦瑁茫穑颍铮纾颍幔恚欤幔睿纾酰幔纾澹粒睿洌恚幔睿恚澹幔螅酰颍澹螅幔颍宓兀妫彗啵澹洌簦铮耄澹澹穑铮酰簦簦瑁澹椋睿簦澹颍妫澹颍澹睿悖澹螅椋睿螅椋洌澹幔睿洌铮酰簦螅椋洌澹铮妫簦瑁澹簦幔纾耍牛伲祝希遥模樱海牛裕茫唬遥疲桑模唬粒睿簦椋悖铮欤欤椋螅椋铮睿粒颍椋簦瑁恚澹簦椋悖唬遥澹幔洌澹颍茫蹋粒樱樱危希海裕危梗仓滦痪荒甓嗟难昂脱芯浚淦凳侗系统硬件部分基本完成。由于是超高频的系统，其间现了各种各样的问题，在老师和同学们的帮助下经过努力都一一克服。衷心感谢我的导师刘娜教授和王爽心教授。在我攻读硕士学位的三年里，在学习、研究和设计过程中都得到了两位老师的指导和督促。两位老师不但以其深刻的理论知识和丰富的实践经验在学术上、科研上给予了我精心的指导和鼓励，而且在生活上也给予了我无徼不至的关怀，使我无论在学业上还?亲酆纤刂噬隙蓟竦昧顺愕慕健诖私飨蛄轿焕鲜硎咀钣芍缘木匆夂妥畛现康母行唬谘芯可娜晔蔽世铮业玫搅诵矶嗤谘昂蜕钪械墓匦暮桶镏谡饫铮行皇愫荚谘吧细栉业陌镏桓行煌罘濉跆巍踉世畔窃谘昂蜕钪兴璧墓匦摹镏椭郑桓行唤纪谖夜了妒科诩渌璧墓匦摹展撕凸睦乇鸶行晃仪装母改负图胰硕晕疑钌衔尬恢恋墓鼗澈脱瞪衔拊刮藁诘闹郑挥兴撬冻龅男难兔挥形医裉斓某杉改赣涝抖际俏易罴岫暮蠖芎途裰詈螅行凰泄匦奈业睦鲜团笥选本煌笱妒垦宦畚模毙髀郏保笨翁獗尘凹耙庖澹煨髀鬯孀盼夜窬玫姆伤俜梗咚俟返慕枰步肓丝斐档溃道锍檀蠓黾樱返燃睹飨蕴岣撸夜丫岢霾诩咏艚琛拔遄萜吆帷惫乐饔谙吖婊糠质萑缟蕉保保保涔吠窬忠鸦拘纬伞庑冀刮颐堑某鲂懈臃奖憧旖荨欢嫉娜斯虬肴斯氖辗逊绞饺匆殉晌圃嘉夜缆贩沟闹饕烤保饕嬖谝韵录父龇矫娴谋锥耍保玻场浚海保辗焉枋凹际趼浜螅鞘谐鋈肟诘氖辗颜疽仔纬山煌烤保唬玻髀范问辗逊绞健曜嫉牟煌骋唬抵鹘环言斐苫炻遥唬常莆窆芾砘炻遥笨盍魇现兀唬矗荡问龆啵滴财曰肪车奈廴驹黾印桑樱希裕茫玻埃粗泄被岬耐臣谱柿舷允荆好磕杲龉阒莸厍档却环阉鹗某凳本痛锸偻蛐保纱说贾碌钠屠朔岩砸谠啤虼耍岣呤辗颜镜耐行室哑仍诿冀蕖饩鲆陨衔侍猓滓氖遣捎眯碌氖辗鸭际酰岣呤辗颜镜耐行剩浩浯问峭骋桓鞲龈咚俟肥辗驯曜迹辗咽歉咚俟肥辗训囊桓鲋匾较颍桑桑础俊不停车收费系统（：）是国际上正在努力推广的一种用于道路、桥梁和隧道的电子自动收费系统。这一系统的使用将实现完全自动化收费并且很容易实现联网收费，能够大大提高公路的通行能力和服务水平，有利于提高车辆的运营效益，使公路收费走向无纸化、无现金化管理，从根本上堵住票款流失的漏洞，解决公路收费中财务管理混乱的问题，并且还可以节约基建费用和管理费用以及减少对环境的污染。交通部于年月发布的交通公路发号高速公路联网收费暂行技术要求中明确指出“电子不停车收费方式的发展方向，有条件的省（自治区，直辖市）可逐步发展”，不停车收费系统下开益引起有识之士的高度关注。主要包括车辆自动识别（：）、车辆抓拍和车道控制等几个部分，其核心是自动识别（）部分。相比于其他的自动识别技术如条形码技术、磁卡技术、光学字符技术、卡技术以及视觉识别技术等，射频识别（：）技术以其独有的特性和优北京交通大学硕士学位论文绪论点占据了越来越重要的位置，已逐渐成为各厂家的首选技术。射频识别是无线电频率识别的简称，是世纪年代才逐渐兴起的一项新型的非接触式自动识别技术【，”。它成功地将射频技术和微电子技术以及卡技术有机地结合在起，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别【】。射频识别系统的核心有两个：电子标签（，电子标签或射频卡），读写器（，读写器）【，”】。电子标签是待识别信息的数据载体，其中保存有约定格式的电子数据，实际使用中将其贴到需要识别或追踪的物体上即可。与电子标签相对应的是读写器，在读写器的响应范围之内，读写器通过天线发出高频电磁场搜索电子标签，一旦发现就自动识别并读取存储在电子标签中的数据。并通过计算机和网络实现对信息的采集、处理及远程传送等管理功能”叫。?9射频识别技术与其他的自动识别技术相比最大的优点在于非接触性【，。在完成识别时无须人工干预，能够实现完全自动化；读写器、电子标签等设备不易损坏，受环境影响少；能识别高速运动的物体并可同时识别多个物体，；可以实现远距离识别；电子标签内的信息可以读，写，对于需要频繁改变数据内容的场合如超市、集装箱码头、小区车辆管理、路桥收费等场合尤为适用【”】。为解决我国目前公路收费中存在的种种弊端，国内许多地方相继上马了一批不停车自动收费系统，这些不停车收费系统都是以射频识别技术为基础，辅之以车辆抓拍、逃费报警控制等技术，形成了一个功能齐全的系统。这种不停车收费系统很大程度上提高了公路的通行能力和服务水平以及车辆的营运效益，具有很强的实用性国内外发展现状在国际上的发展历史及现状【引年，美国率先在连接新泽西和纽约的林肯大道上使用了电子收费系统。随后陆续丌通了大量的车道，不停车收费已经成为美国回收公路投资的有效手段，并已形成自己的标准。年，挪威、西班牙、意大利先后丌始使用不停车收费。其后，欧盟其余各国也都丌始了的研究。年欧洲标准化委员会的不停车收费标准草案在欧盟获得通过，并计划丌发出欧洲统一的系统。北京交通大学硕士学位论文绪论年月，日本建设省和公路管理公司在全国进行了不停车收费系统的现场试验。年，编制了不停车收费标准草案。次年在全国范围内统一推广系统。高速公路上的射频识别主要使用三种工作频率】；、。从已建成的不停车收费系统看，美国主要使用系统，系统主要用于欧洲和亚洲，系统没有形成主流。从美、日、欧向国际标准化组织提交的有关不停车收费标准的草案来看，欧洲和日本以为基础的标准更为成熟，在知名厂商中获得了较为广泛的支持，但国际上尚未制订出一套完整统一的国际标准，各国的标准之争仍在继续在国内的发展历史及现状【刀年月，交通部公路科学研究所与日本丰田举行了不停车收费现场演示会。年底，首都机场高速的天竺收费站进行了不停车收费试验，并于年成立了北京速通公司专门负责不停车收费业务。年初，广东省路路通公司采用美国公司设备在省内集成了余条不停车收费车道并投入使用。年月，上海虹桥国际机场由日本丰田公司和上海城建集团合作建设的不停车收费系统正式开通。目前，国内部分省市已相继试用或投入使用了一批车道，大部分是与国外知名公司合作建设的，我国已可自主开发设备并给出系统解决方案，其中最有名的是广东新粤埃斯特公司。由于起步较晚，我国尚未公布国家技术标准，各厂商只能在遵循交通部“网络环境下不停车收费系统行业指导性意见”的基础上，选择国际上主流的系统，这也很可能是我国即将出台的国家标准频率。的发展历史及现状【技术继承了雷达的概念，并由此发展成为一种新的自动识别技术。其应用最早可追溯到第二次世界大战时期，美军曾用于识别盟军飞机。年哈里思托克曼（）发表的“利用反射功率的通信”奠定了的理论基础。世纪年代，主要是技术的实验室实验研究探索阶段，其理论北京交通大学硕士学位论文绪论得到了一定的发展，开始了一些应用上的尝试。世纪年代，技术和产品得到了较大发展，出现了一些最早的应用实例。世纪年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。但是，随后的发展印证了的技术生命周期理论【博】，技术在早期市场出现了断层。世纪末，技术被和其他国际机构确定为供应链的首选管理手段。射频识别开始越来越多地应用于门禁保安、生产线自动化、仓库货物智能管理、汽车防盗、牧场的现代化管理和高速公路自动收费等智能系统中，其中影响最大的是沃尔玛超市【】尝试用射频识别芯片代替传统的条形码。我国已于年制定了“金卡工程”实施计划，这一旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程促进了各种自动识别技术在我国的普及和发展，射频识别技术也在其列。年月日，“”计划先进制造技术领域办公室发布国家高技术研究发展计划”计划）先进制造技术领域“射频识别（）技术与应用”重大项目年度课题申请指南，“十一五”期间国家“”计划拨款一亿两千八百万助力技术的自主创新。此次的重大项目共有项，主要就超高频防碰撞技术、中间件研究、公共服务体系架构设计、标签天线设计技术、系统测试技术、信息集成管理技术以及产业化等个方向展开突破性研究。此外，。”计划还重点突出了五个方向的强技术应用，分别是技术在邮政行业、离散制造业生产线、物品安全追溯管理、酒类等物品防伪以及票证与金融管理方面的应用。目前，中低频段技术已经较为成熟并得到了广泛推广，比如校园一卡通、小区停车场管理、门禁系统等，但高频段以及微波段的射频识别技术尚不成熟，国际上尚未形成统一的技术标准和数据协议标准，美欧闩各国都自行划分了频率段，而我国仍没有国家标准频率，各公司只能避开电信运营商的营运频率进行产品研发“。虽已有了较为广泛的应用，但仍存在诸如丌发成本高、系统稳定性较差、没有统一标准导致系统之间不能兼容等许多不足。而标准不统一则己成为制约发展的首要因素【。本文的主要工作如上所述，射频识别技术得到了越来越多的关注，射频卡的广泛使用为我们北京交通大学硕士学位论文绪论的日常生活带来了极大的便利，因此对射频识别技术的研究具有十分重要的现实意义。本文研究的重点是高速公路不停车收费系统中射频识别读写器软硬件的设计与开发，借鉴界流行的双核思想，读写器使用了和互为冗余的双核控制设计；在研究了目前射频识别中常用的几种防碰撞算法之后提出了一种改进算法一折返式动态二进制算法，并将其应用在本文所设计的读写器中。本文各章的主要研究内容归纳如下：第一章简要分析了我国高速公路收费中存在的主要问题，为有效地解决这些问题引入了目前国际上重点发展的以射频识别技术为核心的不停车收费系统，并介绍了和射频识别技术的国内外发展现状。第二章主要介绍了射频识别技术所涉及到的物理学基础和射频通信基础，以及射频通信的相关技术如信号的编解码、信息的安全性、数据的完整性和防碰撞算法，最后简要分析了目前射频识别技术的频率标准化问题。第三章防碰撞算法的研究。主要研究了目前常用的几种防碰撞算法，并在此基础上提出了一种改进算法，并对其进行了理论上的研究和论证。第四章系统的硬件设计及调试。本章在确定了系统工作频率之后，使用射频读写芯片和双核设计了读写器的硬件电路，并将其与事先选好的电子标签相配合形成了一个完整读写系统。经调试系统的硬件电路基本符合性能要求。第五章系统的软件编程及系统测试。根据电子标签厂商提供的通信协议，使用语言编写了读写器的软件部分，并将前面提出的新的防碰撞算法在软件上加以实现：给出了系统测试时上位机中所监测到的数据读写情况，并针对几种防碰撞算法作了测试，结果表明本文所提出的防碰撞算法确实有效。第六章总结全文，提出展望。北京交通大学硕士学位论文射频识别技术基础射频识别技术基础物理学基础简介，系统是一个激励耦合系统，遵循电磁感应定律及物理学的其他一些原理，通过电磁耦合来传输能量，从而实现无线数据通信。当电子标签进入读写器的读写范围时，二者通过各自的天线构筑起一个非接触的信息传输通道，这种空间传输通道的性能完全由天线周围的场区特性所决定。天线周围场的性质随着距离的改变而不同，通常可划分为三个区域：（）近场（感应场）区本场区紧邻天线，与距离的高次幂成反比，随着离开天线距离的增大而迅速减小，这一场区内电抗性储能场占绝对优势，故而又称电抗近场区，通常取其界限为距天线口径表面的忽石处。该场区中的电场和磁场的相位差为，这说明电磁能流的玻印廷矢量是纯虚数，没有辐射能量，只是电场与磁场的交瞀震荡，所以又称为感应场区或无功近场区。（）远场（辐射场）区在远离场源的区域，电磁场矢量之比为定值，这里的电磁场已经脱离了天线的束缚，场的分布与距离无关。因此，辐射的问题常常只讨论电场而不关心磁场。这里的玻印廷矢量为实数，电磁能量沿传播方向向外而不返回，这就是电磁辐射，辐射场区又称为夫郎荷费区严格来讲，只有离天线无穷远处才是远场区，但当超出某一距离而使得辐射场的角度分布与无穷远处的角度分布误差在允许范围内时，就可认为己到达远场区，公认的这一距离为，五（为天线直径，为波长，）（）中间区（菲涅尔区）中间区就是在近场区和远场区之间的区域。这里的感应场和辐射场均不占绝对优势，电磁场的分布与天线问的距离有关，电磁场的结构相对复杂，也叫菲涅尔区。综上可知：近场为感应场，远场为辐射场。这一结论对射频识别很有意义，因为低频系统（、）中电磁能量的传送是在感应场区内完成的，故而可称为感应耦合系统；高频（）以上的系统电磁能量的传送则主要在辐射场区内完成因此又称为微波辐射系统。上述两个系统的能量产生和传送方式均不相同，在设计天线及前端部分时存在一定的差别。天线的近场和远场的距离可以根据波长进行计算，表给出了几个常北京交通大学硕士学位论文射频识别技术基础用工作频率的波长对应的近场和远场距离的估算结果，可作为基本的参考数值，从表中也可看出不同频率的系统其作用场区及有效距离也各不相同。表各频率远、近场边界的估算值频率：）波长（）置（）射频识别系统的基本作用原理【，】射频识别系统的工作方式可分为全双”（）、半双工（）以及时序系统（）。在全双工和半双工系统中，读写器的应答响应是在读写器接通高频电，磁场的情况下发送出去的，电子标签与读写器相比信号微弱了许多，所以般对从电子标签到读写器的信号采取负载调制，这样就可区分开电子标签的有负载波的负载调制信号和读写器的谐波信号了。而时序系统则完全相反，其读写器的电，磁场是短时间周期性间断的，电子标签就是利用这些、日隔来识别信号并向读写器传输数据，其缺点是：由于在这些间隔期间电子标签的能量供应中断，就需要足够大的辅助电容或电池来进行能量补偿。射频识别系统中将读写器发送时使用的频率称作系统的工作频率，大体可划分为三个范围：低频（）、高频或射频（）、超高频（）。与此相对应的是作用距离，根据作用距离的不同可分为；密耦合（）、遥耦合（）和远距离系统（）。（）密耦合具有很小作用距离的射频识别系统，典型距离为，通常称为密耦合系统。密耦合系统是利用电子标签与读写器天线的无功近场区之间的电感耦合构成的无接触的空间信息传输通道工作的，因此需要将标签插入到读写器中或放置到读写器天线的表面力能完成信息的传输。这种系统一般局限在以下。由于密耦合的方式电磁泄漏少，耦合获得的能量大，甚至可供电流消耗较大的微处理器工作，因而适合对安全性要求较高而对作用距离没有要求的设备或系统中，如电子门锁或带有计数功能的非接触式卡系统。（）遥耦合北京交通大学硕士学位论文射频识别技术基础遥耦合系统在读写器和标签之间都是电感耦合，其典型作用距离可以达到，典型工作频率为，这种系统也可称作电感无线电装置。目前所用的绝大多数射频识别系统都工作于，使用的是电感耦合，这是现在技术最成熟系统最简单的射频识别系统，也有一些其它频率的系统如、等。（）远距离系统远距离系统的典型作用距离为，个别系统可能更远。工作频率有、等。这一系统利用的是标签与读写器天线辐射远场间的电磁耦合（电磁波的发射和反向散射）所构成的无接触空间信息传输通道来工作的。通过上面的分析可知，射频识别系统的信息传输是通过电磁波来实现的，按照通信距离可分为远场和近场，标签与读写器间的数据交换方式也相应地有负载调制和反向散射调制两种。负载调制指的是读写器和标签问的能量交换类似于变压器结构的一种通信方式，在和的系统中得到了广泛的应用。反向散射谲锖技术是指无源标签将数据发送给读写器所采用的通信方式，电子标签返回数据的方式是控制天线的阻抗，是基于一种称为“阻抗开关”的方法要发送的数据信号有两种电平信号，通过一个简单的混频器（逻辑门）与中频信号完成调制，将调制的结果连接到一个“阻抗开关”上，由阻抗开关改变天线的反射系数，从而完成对载波信号的调制。简单讲就是，标签发送“”和“”时将读写器发送的辐射反射回读写器的能量相差很大。读写器据此来区分所要读的数掘为“城“”，从而完成对标签的读写，这种调制方法多用于、或更高频率的系统中。射频识别系统的相关技术通信的过程主要包含了信息的传输和接收：信息被调制到载波上。通过空间信道的传输媒质而发送出去；接收机则通过接收载波信息经过解调、解码等数字信号处理技术将信息显示给用户。图就是一个数字通信系统的数据流图，射频识别系统与之类似。对系统而言，读写器与电子标签之间的数据传输需要三个主要的功能块，按读写器到电子标签的数掘传输方向来看，分别是读写器（发送器）中的信号编码（信号处理）和调制器（载波回路）传输介质（通