RFID硬件与软件.ppt

RFID的硬件和软件、1阅读器工作原理(王勋)2天线工作原理(曹魏)3电子标签分类和包装(刘瑞光)4标签产品简介：TI标签、IDSIDE标签、Philips标签(曹泰孟)5RFID的中间件(我们通过计算机软件读取或写入标签内的数据信息。标记是非接触式的，因此必须使用读取器在标记和应用程序系统之间进行数据通信。读取器的主要功能、读取器与标签之间的通信功能读取器可以通过标准接口连接到计算机网络、启用多个读取器的网络通信、同时识别读写区域内的多个标签，以及防止冲突的功能，从而确定读写过程中的错误信息。对于活动标签，可以识别与标签电池相关的信息，读取器的工作方式、读取器以及标签的所有行为都由应用程序控制。在系统中，应用程序作为活动用户对读取器执行读写指令，而读取器仅响应应用程序的读写指令。当阅读器收到应用程序的动作命令时，对它的响应是在电子标签上执行适当的动作，从而建立某种通信关系。电子标签回应读取器的指令，因此读取器是指示相对于标签的作用中位置。在RFID系统中的工作程序中，当应用程序对读取器执行读取命令时，读取器和标签之间建立了特定通信，读取器触发标签操作，验证触发的标签，然后开始传输需要标签的数据。阅读器的基本组件，阅读器通常由耦合模块、收发器模块、控制模块和接口单元组成。领导者和标签之间的信息交换通常以半双工通信方式进行，领导者通过与手动标签相结合来提供能量和计时。RFID天线，用于发送和接收无线电波的设备称为天线。天线是在标签和阅读器之间传输数据的发送和接收设备。在实际应用中，不仅系统功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发送和接收。天线的基本原理，一个天线可以被视为许多互相连接的电流元素，称为基本振荡器。基本振荡器是构成天线发射的基本单位，通过求出基本振荡器的辐射场，可以利用叠加原理掌握整个天线的发射情况。基本振荡器包括点辐射元件、电振子元件和磁振荡器元件，是基本振荡器形成的电场和磁场的可计算参考。点电流源天线的字段如下：RFID中线圈天线的工作方式与变压器类似，当RFD中的线圈天线进入由领导者生成的交变磁场时，RFID天线与读取器天线之间的交互作用。两个线圈对应于变压器的一级线圈和二级线圈。RFID的线圈天线形成的谐振电路如下。RFD天线的线圈电感l、寄生电容器CP和并行电容器C2的谐振频率(c是CP，C2的并行等效电容)。(发射时将高频电流转换为电磁波；接收时，常用的ID-1非接触式IC卡为小型塑料卡(85.72mmX54.03mm0.76mm)，天线线圈谐振工作频率通常为13.56MHz。为至少0.4mm0.4mm线圈天线开发了短距离RFD应用系统。某些应用要求RFD天线线圈外形小，用于动物识别的RFID。如果线圈形状小，RFD和阅读器之间的天线线圈互感m完全不适合实际使用。一般来说，在RFD的天线线圈内部插入高电导率u的铁氧体材料，以增加互感，补偿线圈横截面减小的问题。RFID中线圈天线的工作方式、RFID中常用天线的分类、磁场组合天线磁场组合天线是低频和高频RFID应用中广泛使用的天线形式，基本形式由线圈绕路构成。如果线圈中的交流电流流动，线圈周围就会产生大磁场，如果磁场穿过线圈的截面和线圈周围的空间，就可以将阅读器-传感器之间的电磁场简化为交流磁场，进行研究。电磁波后向散射RFID天线在具有多种形式天线的UHF和微波频段上工作。RFID中常用的天线分类，微带天线1。20世纪70年代以来，引起了广泛的关注和研究，在100兆赫到5千赫的大频率领域有多种应用。低轮廓、小、轻便、低成本的主要特点是与微波集成电路集成，并能轻松制作等角天线等。电气特性上，具有容易得到庭院极化，容易进行多波段工作的优点。主要缺点是窄带、低辐射效率和有限的功率容量。2.主要有三种类型：微带贴片天线、微带振荡器天线和微带阵列天线。一些常见的标签天线，UHF射频标签中的一些可选标签天线。因为小标签附着在被标识对象的表面，所以大多数情况下标签大小较小，许多其他标签应该用容易折叠的材料制作。方向图属性通常要求标签天线具有全方位或半球形复盖的方向图，标签可以粘贴到任何地方以与读取器通信。它还提供了标识多个目标的条件。偏振特性要识别的物品可以在任何方向与读卡器天线上的信号相匹配。为标签芯片提供尽可能大的能源大多数标签是手动的，为了提高标签效率以及读写距离，标签天线必须为标签芯片提供尽可能多的能源。使用成本低、结构简单、布局制作方便的天线结构。RFID标签天线的特性、电子标签分类(a)、射频识别技术根据使用的频率，分为低频系统和高频系统两大类别(更详细地说，低频、高频、UHF和微波)1低频系统通常表示低于30MHz的工作频率，一般工作频率为125KHz、225KHz和13.56M等基本特征是电子标签的成本低、标签中存储的数据量少、阅读距离短(手动阅读距离为10厘米)、电子标签的各种形式(卡形、环形、按钮形、笔形)、读取天线的方向性不强。2高频系统通常表示大于400MHz的操作频率，例如915MHz、2450MHz、5800MHz等。高频系统的基本特点是电子标签和阅读器成本高，标签内存储的数据量大，适合读取距离远(数m 10米)的物体的高速运动性能，一般卡型、读取天线和电子标签天线具有很强的方向性。电子标签分类(2)根据读取电子标签数据的技术实现手段，可以分为广播发射机、倍频和反射调制三大类别：1。广播发射无线识别系统的实现最简单。缺点是电子标签必须不断向外部发射信息，因此也会消耗电力，对环境造成电磁污染，系统没有安全保密。双频射频识别系统存在一些困难。一般来说，读取器发送射频查找信号，电子标签返回的信号返回频率使读取器发出射频。此操作模式使读取器可以轻松接收回显信号，但是对于手动电子标签，如果电子标签将接收的读取射频能量转换为双频回显载波频率，则需要高微波技术，这意味着能量转换效率低，转换效率高。如果实施了三方调制射频识别系统，则为了解决相同频率的发送和接收问题，反射的信号强度比发送信号弱得多，因此技术实现的困难在于相同频率的接收。、电子标签分类(3)、电子标签内是否有电池电源，可以分为主动系统、被动系统和半被动三类。1.活动电子标签内装有电池，通常相距很远，有读取距离，电池寿命有限(3-10年)；被动电子标签内部没有电池，在接收到读取器(读取装置)发出的微波信号后，将一些微波能量转换为DC以实现自身操作，通常免维护。与主动系统相比，被动系统在读取距离和物体移动速度方面有些局限性。3.半手动RF标签。半手动射频标签内的电池电源仅对需要在标签内保持数据的电路或标签芯片运行所需的电压提供辅助支持，并为本身功率低的标签电路提供电源。可以将电子标签分类(4)、电子标签内存储的信息注入到以下三大类别：子集成电路固化、现场有线重写和现场无线重写。1.集成硬化电子标签内的信息通常在集成电路制作时以ROM工艺模式注入信息，存储的信息是静态的。2.现场有线替代电子标签通常将存储电子标签的信息写入其内部的E2存储区域进行替换时，需要专门的程序员或记录器，并在替换过程中提供电力。3.现场无线重写电子标签通常适用于具有特定重写说明的主动类电子标签，存储在电子标签内的信息也位于E2存储区域。电子标签封装(a)，封装方法打印天线与芯片互连，RFID标签操作频率，芯片微超薄，因此最佳方法是具有高性能、低成本、小型化、高可靠性特性的倒装技术。翻转翻转触发器必须用导电胶将芯片和天线襟翼相互连接，以容纳翻转芯片材料。柔性基板实现大规模低成本生产，更有效地降低生产成本，天线与芯片互连的新方法是当前国际国内研究的热点问题。为了配合尺寸较小的RFID芯片，有效降低生产成本，使用芯片和天线基板的组合封装分为两个模块完成，目前发展趋势是电子标签的封装(2)和封装流程RFID标签显示不同的封装形式，包括天线制造、凹凸形成、芯片组合互连等封装流程。(1)天线基板(对应于线连接封装)印刷天线基板(对应于倒装芯片导电胶封装)蚀刻天线基板(对应于线连接封装或模块铆钉封装)，(2)凸包的形成是当前RFID标签产品的多样性不同，但大小并不取决于每个品种的数量。因此，采用灵活的定制凹凸技术，成本低、封装效率高、使用方便、灵活、流程控制简单、自动化程度高。不仅解决了微电子产业可变处理批量、高密度、低成本封装中的紧迫问题，而且为灵活生产当前快速发展的RFID标签提供了条件。(3)RFID芯片互连方法倒装芯片凹凸和柔性基板垫互连可以通过三种方式使用：各向同性导电胶(ICA)和地板填充、各向异性导电胶(ACA、ACF)和不断电胶(NCA)直接对钉头凸台进行挤压。电子标签封装(3)、RFID标签封装设备目前RFID产品的封装设备仅由某些外国公司提供，灵活基板的标签选择从包含基板供应、粘合剂、芯片翻转放置(翻转)、热压固化、测试、基板回收等工艺流程的卷中制作的方法。另一种方法是先制造RFID模块，然后将其与天线基板组合在一起。该方法的优点是，通过由可独立精密定位的芯片传输设备将芯片放置在载波配置芯片模块中，然后将芯片从芯片模块传输到天线基板，两个传输可以独立并行运行，芯片反转通过带的磁盘卷方式实现，从而提高了生产效率。电子标签封装(4)，封装形式(1)卡类(PVC、纸、其他)层压板，熔化和密封。(2)标签类粘贴式，成品是可由人工或标签机器公开的卷形式，应用程序中最多的主流产品，即商标的背面贴上电子标签，可以直接粘贴到避暑地。航空用行李标签，托盘用标签等。与服装、物品相对应的吊桥产品的特点是体积小，可回收利用。(3)大多数电子标签受金属影响，不能正常工作的特殊金属表面设置类型。这些标签经过特殊处理，可以设置、读取和写入金属。用于所有类型金属零件(压力容器、锅炉、消防设备等)的表面。4标签产品，美国德州仪器公司TI(TexasInstruments)，是世界上最大的RFID产品集成制造商。结合半导体产品的开发和封装的优点，提供低频、高频和UHF的所有手动RFID技术平台和传感器、阅读器、天线、评估套件、附件、软件下载等产品，并提供快速、低成本的RFID解决方案，帮助客户轻松开发和使用RFID技术。TI标签，当前标签-it电子标签高频基于13.56MHZ的标签本身不需要单独的电源。读卡器天线发出的电磁波可检测能量，并将自己的IDCode和数据发送给读卡器进行接收。高频标签-it电子标签是具有独立IDCode和可重复读/写内存的射频识别标签。主要用于特快专递、航空行李管理、电子机票、汽车防盗、防止商品伪造、非接触收费、供应链管理等多个方面。Tag-it系列，高频Tag-it电子标签的主要特性，每个Tag-it不能修改能够读取和写入超过100，000次的独立idcode tag。可读/写内存共2kbits，分为64页，每页32bits，可以单独修改或锁定每个页面，锁定后只能读取，不能修改。Tag-it由芯片和软主板组成，复制任务非常困难。6000系列，6000系列使用在13.56MHz频率下工作的高频阅读器，包括读取设备、天线和转发器。工作遵循“领导者呼叫优先”原则。也就是说，收发机保持沉默，直到电子标签要求回应。读取器可以快速识别天线工作范围内的大量电子标签，以便读取和写入。多协议收发器芯片S6700，S6700芯片是TI公司为读取和写入e标签而开发的多协议收发器，如标签-it、iso/iec 15693-2和iso/iec 14443-2(a类)等通信发报机、接收器、电源部分、参考时钟和外部振荡器、串行通信接口等。发射器为5V直流电源供电，提供高达200mW的RF输出，是与SPI端口类似的标准数字接口，主要有3个面向用户的控制接口。基于S6700的电子标签阅读器具有低成本、高可靠性等特性，完全支持ISO/IEC15693协议的完整命令，设计功率放大器时读取和写入距离约达到lm，以满足门禁、校园卡等非高速识别应用程序的需要，并在低成本应用程序中提供了广阔的应用空间。inside电子标签、法国inside主要从事非接触智能卡和电子标签的研究和生产，为交通、访问控制、支付、身份和电子识别等提供了多种解决方案。inside电子标签包括picata、picapath、picko crypt、picata ag系列、storage:8个单独的页面、2kb的应用领域和多个密钥保护，可以集成到16kb页面。使用门天线时，最大通信距离为1.5米；是。使用独立天线时，最长可达70厘米。具有出色的防碰撞功能，可以处理现场同时发生的多个标识电子标签，从而以较低的成本实现远距离通信效果。提供了其他加密安全功能，可用于内部数据的保护和芯片身份验证。使用两个单独的密钥保护两个不同的应用程序，最终授权用户读取和修改芯片内存，有效地防止芯片复制和模拟。您还可以管理