RFID原理与实践 课件全套 第1-9章 RFID起源之探-概念、起源与发展 - 典型超高频系统-ETC系统

物联网与识别技术物联网层次架构2传感器RFID二维码物联网网关物联网网关应用集成云计算解析服务网络管理Web服务物联网应用专用网络互联网/通信网中间件应用层网络层感知层嵌入式系统手机/电话智能设备

信息处理

信息传输

信息采集核心技术——感知识别感知识别层位于最底端，是所有上层结构的基础。让物品“开口说话、发布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一环。信息生成设备自动生成方式：传感器、RFID、定位系统等人工生成方式：智能手机、PDA、多媒体播放器、上网本、笔记本电脑等等。传感器温度湿度光照风速压力电信号识别场景感知识别状态信息身份信息物品有感觉能思考会说话AIOT伴随着大数据、云计算等技术的突破，物联网和人工智能的融合越来越紧密，智慧物联网将以全新的方式改变我们的生活。基本概念自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。条码识别条形码扫码器后台应用系统数据载体识别装置信息处理及控制自动识别技术RealWorld自动识别VirtualWorld011011100010101010111010101110101011010001011101010001001010101000011101010101010101010000011101111110110111010010101110101011思考与讨论日常生活中有哪些自动识别技术？说一说你对这些技术的理解？你觉得这些技术各自具有哪些特点？条码识别技术自动识别技术类别自动识别技术条码识别一维条形码二维码光学符号识别（OCR）磁卡识别射频识别（RFID）生物特征识别语音识别指纹识别虹膜识别条码（Barcode）条码技术是在计算机应用发展过程中，为消除数据录入的“瓶颈”问题而产生的，可以说是最“古老”的自动识别技术。早期的“公牛眼”条码条码起源1974年6月，历史上第一次条形码购物扫码发生在美国俄亥俄州特洛伊市一家Marsh超市，扫描的第一件产品是一包箭牌口香糖。条码起源条码（Barcode）条形码是在一维空间由宽度不同、反射率不同的条（黑色）和空（白色），按照一定的编码规则编制而成的，用于表达一组数字或字母符号信息的图形标识符，通过专门的条码识别设备扫描图形即可转化为计算机可识别的数据。目前市场上常见的是一维条形码，信息量约几十位数据和字符；二维条形码相对复杂，但信息量可达几千字符。对于普通的一维条形码，需要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，从而得到物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。常见条码一维码主要有EAN和UPC两种。EAN码是我国主要采取的编码标准。条码识读系统扫描系统信号整形译码模块包含光学系统和光电转换器完成光学扫描，将光信号转换为电信号包含放大、滤波和整形电路将模拟电信号转换为标准数字脉冲信号微处理器对获得的条码脉冲数字信号进行译码，通过接口电路输出到条码应用系统中的数据终端。识别原理激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描仪或终端上的译码软件进行译码。条码识读过程条码的识读过程总结如下。一维码的缺点数据容量较小（30个字符左右）只能包含字母和数字）遭到损坏无法读取空间利用率较低无处不在的二维码二维码成为了时代新的宠儿。这个由黑白小方块所组成的图案，几乎成为了我们生活中不可或缺的一部分！付钱、转账、聊天加好友、网页登陆个人账号、饭店点餐等等，处处可见二维码的身影。二维码二维条形码在水平和垂直方向的二维空间存储信息；使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。常见二维码PDF147AztecCodeQRCodeDataMatrixCode16K想一想

举出一些二维码在日常生活中的应用案例QR码优点高密度编码存储容量大任意角度读取容错能力强译码可靠性高编码范围广成本低，易制作OCR技术自动识别技术类别自动识别技术条码识别一维条形码二维码光学符号识别（OCR）磁卡识别射频识别（RFID）生物特征识别语音识别指纹识别虹膜识别光学字符识别（OCR）光学字符识别(OCR,即OpticalCharacterRecognition)是指通过扫描和摄像等光学输入方式获取文字图像信息，利用各种模式识别算法对字符进行识别，从而转化为可编辑的文本。OCR识别过程对包含文字的图像进行处理以便后续进行特征提取和学习。特征是用来识别文字的关键信息。提取出特征后，由分类器进行分类，识别成对应文字。对分类结果进行优化。预处理特征提取分类器设计和训练后处理光学符号识别（OCR）应用证件OCR识别银行卡OCR识别名片OCR识别文档OCR识别票据OCR识别手写OCR识别车牌OCR识别

OCR凭借自身的智能识别及批量操作性能得以在信息资源数字化工作中广泛应用。OCR技术的发展和挑战目前的技术下，简单环境中的OCR识别准确度已经非常高了。但是复杂环境下的字符识别，仍然是一个具有高度挑战的领域。OCR传统方法在应对复杂图文场景的文字识别显得力不从心，如何排除环境干扰，提高识别率和准确率，是很多研究者努力的方向。OCR应用微信小程序：以图识物OCR通过手机拍照和相册中上传图片，然后帮你提取图片中的文字，可以将文字复制下来。除此之外，该小程序还提供了手写、植物、动物、车型、等众多有意思的识别功能OCR应用微信小程序：传图识字具有印刷字体识别、手写或特殊字体识别、表格识别、表单数据提取等多项功能，使用方法基本都是大同小异。生物识别技术自动识别技术类别自动识别技术条码识别一维条形码二维码光学符号识别（OCR）磁卡识别射频识别（RFID）生物特征识别语音识别指纹识别虹膜识别生物识别技术生物识别技术是指通过对人类生物特征进行身份认定的技术。人的生物特征分为身体特征（人脸、指纹、虹膜、静脉）和行为特征（声纹、签名、步态），指纹识别技术指纹识别是根据人体指纹的纹路和细节特征等信息进行身份鉴定，涉及指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值比对与匹配等过程。指纹图像采集图像预处理提取特征值特征匹配手指静脉识别手指静脉识别技术采用了光传播技术来进行手指静脉对比和识别，利用人体静脉血管特征的差异进行身份认证。近红外线穿过人类的手指时，部分射线就会被血管中的血色素吸收，从而捕捉到独有的手指静脉图样，然后再和预先注册的手指静脉图样进行比较，对个人进行身份鉴定。手指静脉识别过程1、静脉扫描：LED在手指一方发射近红外线，透射手指，在手指另一方，照相机拍摄静脉图像;2、图像记录和校正：调整图像位置和角度，使其符合认证规格;3、特征提取：根据以上得到的图像，提取静脉分布图像，得到特征图;4、图像对比与匹配：将以上得到的特征图与数据库中的原始模版进行比较，计算相关性。如果相匹配则认证通过，不匹配则认证被拒绝。虹膜识别技术虹膜识别是对人体虹膜上可见的外在特征进行计算机识别的生物识别技术。虹膜是环绕着瞳孔的一层有色的细胞组织，呈圆环状，上面分布了大量细密的纹理，每一个人的纹理都独一无二。1、虹膜图像获取虹膜图像获取是指使用特定的数字摄像器材对人的整个眼部进行拍摄，并将拍摄到的图像通过图像采集卡传输到计算机中存储。2、图像预处理是指由于拍摄到的眼部图像包括了很多多余的信息，并且在清晰度等方面不能满足要求，需要对其进行包括图像平滑、边缘检测、图像分离等预处理操作。3、特征提取是指通过一定的算法从分离出的虹膜图像中提取出独特的特征点，并对其进行编码。4、特征匹配是指根据特征编码与数据库中事先存储的虹膜图像特征编码进行比对、验证，从而达到识别的目的。

人脸识别技术人脸识别技术是指利用人体面部特征的差异进行身份认证的技术。包括面相检测和面像识别。面相检测是指从输入图像中找到人脸并将其从背景中分割出来，面像识别是对面像进行特征提取、模式匹配与识别。语音识别语音识别，就是将一段语音信号转换成相对应的文本信息，系统主要包含特征提取、声学模型，语言模型以及字典与解码四大部分。为了更有效地提取特征往往还需要对所采集到的声音信号进行滤波、分帧等预处理工作，把要分析的信号从原始信号中提取出来;特征提取工作将声音信号从时域转换到频域，为声学模型提供合适的特征向量;声学模型中再根据声学特性计算每一个特征向量在声学特征上的得分;语言模型则根据语言学相关的理论，计算该声音信号对应可能词组序列的概率;最后根据已有的字典，对词组序列进行解码，得到最后可能的文本表示。生物识别一般流程生物特征识别通过光学、声学、生物传感器等对人的生物特征进行取样，将其转化为数字信号，组成特征模板，最后利用可靠的匹配计算方法来完成验证和个人身份识别。样本采集测量生物特征并转换为计算机能处理的数字信号预处理去除噪声和干扰，加强有用信息特征抽取获取信号重能够凸显个性化差异的本质特征特征匹配计算两个生物特征样本的特征模板的相似度生物特征识别常见生物识别技术比较识别技术信息特征外界影响操作难度安全等级准确率指纹识别手指表面纹路，易伪造表皮状况、磨损、干湿均影响识别接触，手指自然放置低一般人脸识别脸部表面信息环境光线、化妆、整形、胖瘦均影响非接触，面部对准低较低虹膜识别眼睛虹膜表面，不易伪造瞳孔大小、疾病等影响非接触，眼睛对准扫描器高高指静脉识别手指内部信息活体识别，无法伪造不受外界影响非接触，手指自然放置非常高非常高RFID特点及应用自动识别技术类别自动识别技术条码识别一维条形码二维码光学符号识别（OCR）磁卡识别射频识别（RFID）生物特征识别语音识别指纹识别虹膜识别基本概念

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，

即射频识别。射频识别（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。敌我识别系统IdentificationFriend-or-Foe早期RFID的萌芽RFID技术特点形式多样批量识别大容量可读写

非接触快速远距离抗干扰寿命长安全question?RFID已经渗透到衣食住行等各个方面，成为人们生活的一部分。衣——智能门店衣——智能门店食——食品朔源食——食品朔源住——智慧小区行——交通领域RFID发展与前景基本概念

RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，

即射频识别。射频识别（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。RFID与NFC技术NFC是NearFieldCommunication缩写，即近距离无线通讯技术。由飞利浦公司和索尼公司共同开发的NFC是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC脱胎于RFID技术，作为RFID技术的演进版本，NFC将感应式读卡器，感应式卡片和点对点的功能整合进一块单芯片，双方可以近距离交换信息。NFC具有双向连接和识别的特点，在数厘米（通常是15厘米以内）距离内工作于13.56MHz频率，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，任意两个设备（如移动电话）接近而不需要线缆接插，就可以实现相互间的通信，满足任何两个无线设备间的信息交换、内容访问、服务交换。NFC与现有的非接触式智能卡国际标准相兼容NFC技术无线通信技术NFC操作模式NFC可以运行在ISO/IEC18092,Felica（JISX6319-4）和ISO/IEC14443三种无线智能卡标准下（contactlesssmartcardstandard）

1、读/写（PCD）-ProximityCouplingDevice

在这种模式，开启NFC功能的手机可以读写任何支持的标签，读取其中的NFC数据格式标准的数据。

2、点对点在这种模式下，两个NFC设备可以交换数据。例如，你可以分享启动蓝牙或Wi-Fi连接的参数来启动蓝牙或Wi-Fi连接。你可以交换如虚拟名片或数字相片等数据。点对点模式符合ISO/IEC18092标准。

3、模拟卡片（PICC）-ProximityCardorObject

支持NFC的手机在与标签交互时扮演读取器的角色。在这种模式手机也可做为标签或被读取的无线卡片NFC在汽车上的应用宝马NFC车钥匙2013年宝马推出了一款能打开预定酒店的NFC车钥匙车载系统酒店Nfc车钥匙车载搜索附近的合作酒店进行预定酒店将房间信息发送的车载导航车载导航将房间信息写进NFC车钥匙并导航到酒店司机到酒店后，可绕过前台直接走到预订的房门前用车钥匙开启房间电子钱包方案基带芯片和NFC芯片直接通过UART进行通信无线传感器网络传感器网络（WSN）是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量的多种类传感器节点(传感、采集、处理、收发、网络于一体)组成自治的网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。无线传感器网络的发展最初起源于战场监测等军事应用。而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源（通常为电池）。单个传感器节点的尺寸大到一个鞋盒，小到一粒尘埃。传感器节点的成本也是不定的，从几百美元到几美分，这取决于传感器网络的规模以及单个传感器节点所需的复杂度。传感器节点尺寸与复杂度的限制决定了能量、存储、计算速度与带宽的受限。传感器网络由三部分组成，WSN硬件、WSN软件与网络协议。

RFID与无线传感网（WSN）的融合RFID与WSN有着各自不同的起源、发展和应用侧重点，然而随着两种技术的不断发展，RFID与WSN的融合越来越成为一种趋势。RFID侧重识别，其标签具有全球惟一的标志，利用RFID的目标识别功能，可实现对目标的信息采集、标识和管理，但同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰较差、实时感应能力差，实现成本高等不足WSN可监测感应到各种信息，侧重组网和信息的传递，但传感器节点不一定具有全球惟一的标志，它们往往只有域内标志号，缺乏对物品标识的能力，无法获得目标详细信息。将WSN和RFID结合起来，利用WSN高达100m的有效半径，形成WSID（WirelessSensorIdentification，传感射频识别）网络，实现长距离射频识别系统，其应用前景广阔；二者融合还能有效解决RFID系统的信号碰撞问题。这种融合充分发挥了射频识别技术的信息标识功能和无线传感网络自组网的成本低、传输距离远等优点，以此来扩展传统射频识别系统的覆盖范围和传输距离。WSID网络不仅能够揭示监测对象的位置和身份，而且能够显示对象当前所处的环境状态。WSID继承了RFID利用射频信号自动识别目标的特性，同时实现了WSN主动感知与通信的功能。WSID能够主动对环境进行监测并记录相关数据，必要的时候能够主动发出警报。RFID与WSN融合形成的WSID网络将推动更多的技术改进，促进新的业务和应用的产生，应用前景不可限量。RFID与无线传感网（WSN）的融合生物特征识别与RFID生物特征识别技术是基于某人的生理特征或行为特征用自动化的方法予以辨识或认证的技术。目前已利用的生理特征和行为特征包括：（1）生理特征：手指、手掌、眼睛（包括虹膜、视网膜）、面孔等。（2）行为特征：签字、语音等。生物识别技术特点（1）广泛性：每个人都应该具有这种特性。（2）唯一性：每个人拥有的特征应该各不相同。（3）稳定性：所选择的特征应该不随时间的变化而发生变化。（4）可采集性：所选择的特征应该便于测量。生物特征识别与RFID技术融合生物特征识别技术被列为21世纪对人类社会带来革命性影响的十大技术之一。包含声音识别、人脸识别、签字识别、指纹识别、掌形识别、眼虹膜识别等人体生物特征的鉴别的生物识别技术已部分应用到公安、安全、海关、金融、军队、机场、边防口岸、安防等多个重要行业及领域，以及智能门禁、考勤等民用市场。生物特征识别技术将成为RFID重要组成部分，并促进RFID技术更快地发展。例如，利用生物特征识别技术的特点，基于射频识别技术，将人体信息如指纹、面像及DNA等，通过信息融合技术储存在后台数据库中，并将检索关键信息载入RFID卡，作为身份准确识别的唯一依据，并通过计算机终端与网络数据库服务器组建成身份识别系统。2.1射频基础解释频谱含义1描述天线的特点和基本参数2描述电磁波的传播特性3任务要求描述RFID系统构成及工作原理4分析各种不同频率RFID系统的特点5反映信号幅值在时间域上的变化关系反映信号幅值在频率域上的分布情况时间幅值频率时域分析频域分析傅立叶变换时域和频域信号：随着时间随机变化的电压或电流频谱概念频谱——频，就是频率，谱，就是一系列的内容。频谱，就是一个信号包含了哪些频率内容，即组成信号的全部频率分量的集合。任何非正弦信号都可以分解为一系列幅度不同，频率不同和相位不同的正弦分量。周期性信号由基波和高次谐波叠加而成。将各正弦分量的幅度按其频率的高低依次排列，就可以得到幅度频谱，简称幅谱；将各正弦分量的初相位也按其频率的高低依次排列，即为相位频谱，简称相谱。幅谱和相谱总称为频谱。通常频谱指幅谱。频谱谱线的幅度反映了音频信号的峰值大小，频谱谱线距频率轴原点的远近反映了音频信号频率的高低。频谱概念通常实际音频信号并非单频正弦波，因此其频谱也是由多条谱线组成，图中所示为“啊…”音信号的波形。频谱概念电信号中包含了各种频率的信息，就需要有一定的频带宽度。一般语音通信时，带宽为3kHz就可以满足要求。而传输高质量的音乐信号，所需要的频率范围为30Hz～16kHz一个矩形脉冲波的波形和频谱带宽电磁波是一个大家族按波长分：宇宙射线，γ射线，X射线，紫外线，可见光，红外线（反射红外，热红外，微波），无线电波和长波，不仅无线电波是电磁波，光、X射线、γ射线也都是电磁波。可见光:visiblelight

无线电波:radiowaves

微波:microwaves

红外:infraredlight

紫外:ultravioletlight

X-射线:X-rays

γ-射线:γ-rays各种电磁波的产生机理不同无线电波由振荡电路中自由电子的运动产生；红外线、可见光和紫外线是原子的外层受到激发后产生的；X射线是原子内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。电磁波光波的频率比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长短很多；而X射线和γ射线的频率则更高，波长则更短。不同频率的电磁波在传输过程中具有不同的特性电磁波谱无线电波与无线电频谱

无线电波（radiowaves）频率在3000GHz以下，不用人工波导而在空间传播的电磁波。无线电频谱（radiospectrum）一般指9KHz－3000GHz频率范围内发射无线电波的无线电频率的总称。作为传输载体的无线电波都具有一定的频率和波长，即位于无线电频谱中的一定位置，并占据一定的宽度。无线电频谱资源所有的无线电业务都离不开无线电频率，就像车辆必须行驶在道路上。无线电频谱是看不见、摸不着的自然资源，它具有下述特性。无线电频谱特性有限性排他性复用性非耗竭性固有传播特性易污染性无线通信频谱

频谱是我们区别各种电波的一个重要依据，无线通信的频谱在RF(RadioFrequency)这一段包括了我们常见的调频收音机，各种手机，无线电话，无线卫星电视等等，由于从几十兆到几千兆的频谱上，集中了各种不同的无线应用，而且这些无线电传播都使用同一个通讯媒介——空气，所以为了保证各种无线通讯之间不相互干扰，就需要对无线频道的使用进行必要的管理。频谱的使用与管理频谱分配必须以频谱利用的有效性和合理性为基础，既要充分有效地利用频谱资源，又要保证相互之间不存在电磁干扰，即满足电磁兼容性。频谱管理就是为了实现电磁频谱的有效管理、保护和合理利用等，确保各类无线电业务的有效进行，包括了无线电频谱资源的频率划分、指配和控制。国际电信联盟（ITU）规定了各个频段的用途。各个国家根据国际电信公约和国际无线电规则设立国家级的频谱管理机构，为本国分配和管理电磁频谱。在我国则由全国无线电管理委员会负责频谱的分配、协调和管理。人类目前利用的电磁频谱大约在0Hz---3000GHz，并向更高的频段发展。应用最多的仍然在中频300-3000kHz、高频3-30MHz、甚高频30-300MHz、超高频300-3000MHz、特高频3-30GHz。通信、电视、广播、导航、雷达、测控均在此频段范围内。电磁波传播特性无线电磁波是无色、无味，但又是客观存在的物质，它在均匀媒质中以恒定的速度沿直线传播。在不均匀的媒质中（相对介电系数和相对导磁系数不等的两种或两种以上的媒质），不仅电磁波的传播速度会发生变化，而且电磁波的传播方向也会发生变化，产生反射、折射、绕射及散射现象。在电磁波传播的过程中，电磁波之间将发生叠加，使电磁波得到加强、衰减或相互抵消。由于能量的扩散和媒质的吸收，电磁波在传播过程中，能量将逐渐减小，场强逐渐减弱。电磁波只能在绝缘体中传播而不能穿过导体。因为导体内部不可能存在交变电场和交变磁场，所以，电磁波不能在导体中存在，当电磁波射向导体时将全部被反射。电磁波传播特性无线信号最基本的四种传播机制为直射、反射、绕射和散射。不同频率电磁波的传播特点电波的频率不同，或者说波长不同，其传播特点也不完全相同，甚至很不相同。按照无线电波的波长人为地把电波分为长波（波长1000米以上），中波（波长100-1000米），短波（波长10-100米），超短波和微波（波长为10米以下）等。长波传播的特点由于长波的波长很长，地面的凹凸与其他参数的变化对长波传播的影响可以忽略。在通信距离小于300km时，到达接收点的电波，基本上是表面波。长波穿入电离层的深度很浅，受电离层变化的影响很小，电离层对长波的吸收也不大。因而长波的传播比较稳定。虽然长波通信在接收点的场强相当稳定，但是它有两个重要的缺点：①由于表面波衰减慢，发射台发出的表面波对其他接受台干扰很强烈。②天电干扰对长波的接收影响严重，特别是雷雨较多的夏季。不同频率电磁波的传播特点中波传播的特点中波能以表面波或天波的形式传播，这一点和长波一样。但长波穿入电离层极浅，在电离层的下界面即能反射。中波较长波频率高，故需要在比较深入的电离层处才能发生反射。波长在3000－2000米的无线电通信，用无线或表面波传播，接收场强都很稳定，可用以完成可靠的通信，如船舶通信与导航等。波长在2000－200m的中短波主要用于广播，故此波段又称广播波段。短波传播的特点与长，中波一样，短波可以靠表面波和天波传播。由于短波频率较高，地面吸收较强，用表面波传播时，衰减很快，在一般情况下，短波的表面波传播的距离只有几十公里，不适合用于远距离通信和广播。与表面波相反，频率增高，天波在电离层中的损耗却减小。因此可利用电离层对天波的一次或多次反射，进行远距离无线电通信。不同频率电磁波的传播特点超短波和微波传播的特点超短波，微波的频率很高，表面波衰减很大；电波穿入电离层很深，甚至不能反射回来，所以超短波，微波一般不用表面波，天波的传播方式，而只能用空间波，散射波和穿透外层空间的传播方式。超短波，微波，由于他们的频带很宽，因此应用很广。超短波广泛应用于电视，调频广播，雷达等方面。利用微波通信时，可同时传送几千路电话或几套电视节目而互不干扰。常见参数1、功率/电平（dBm）：功率的一般定义：P=U×I。单位W、mW等。在射频频率下，使用的功率值往往范围(差距)较大，如0.00001mW和1000mW，这样一来使用十进制的功率表述时带来不便。将十进制的功率(称之为线性功率Linearpower)表示成对数功率形式(logarithmicpower),以便于使用。dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。5W→10lg5000=37dBm10W→10lg10000=40dBm20W→10lg20000=43dBm不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm常见参数2、增益（dB）：

即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。

即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）3、插损：

当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。4、选择性：

衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽，-40dB、-60dB同理。5、噪声系数：

一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值，实际使用中化为分贝来计算。单位用dB。常见参数6、耦合度：

耦合端口与输入端口的功率比,单位用dB。7、隔离度：

本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比，单位dB。8、滤波器：(filter)通过有用频率信号抑制无用频率信号的部件或设备9、负载：

终端在某一电路（如放大器）或电器输出端口，接收电功率的元/器件、部件或装置统称为负载。对负载最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。天线基础天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置；它能够将高频振荡能量和电磁波能量作可逆转换，是一种“换能器”。天线基础电磁波的辐射导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。必须指出，当导线的长度L远小于波长λ时，辐射很微弱；导线的长度L增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。对称振子

对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子。另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子。1/4波长对称振子1/4波长1/2波长天线的基本参数天线既然是空间无线电波信号和电路中的交流电流信号的转换装置，必然一端和电路中的交流电流信号接触，一端和自由空间中的无线电波信号接触。因此，天线的基本参数可分两部分，一部分描述天线在电路中的特性（即阻抗特性）；一部分描述天线与自由空间中电波的关系（即辐射特性）；另外从实际应用方面出发引入了工作频带这一参数。描述天线辐射特性的主要参数：效率、方向图、增益、极化描述天线阻抗特性的主要参数：输入阻抗

天线效率天线效率描述了天线将输入端功率转化为辐射功率的能力。天线效率为天线辐射功率Pr与天线输入功率Pin之比。天线效率＝辐射功率÷输入功率假如在天线端口的输入功率是1，由于匹配不好，有0.2的功率在端口处被反射回去了，剩下0.8的功率送入了天线，由于天线材料损耗使得0.1的功率损失了，还由于表面波或者天线周围物体的存在，0.1的功率沿其他途径传输到其他地方消散了，没有辐射出去，最后还有0.6的功率转化成了空间电磁波辐射到周围空间中去了，那么天线的效率就是(1－0.2－0.1－0.1)÷1＝60%方向图天线的方向图可以反映出天线的辐射特性，一般情况下天线的方向图表示天线辐射电磁波的功率或场强在空间各个方向的分布图形。垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈”形的立体方向图。该天线在水平方向的辐射最强，在垂直方向的辐射几乎为零。立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，通常我们可以选择在两个相互垂直的平面，用水平面和垂直面的方向图曲线来表示该天线的方向图特性。增益天线增益描述了天线在某个方向的辐射强弱程度，是衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力。增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线在最大辐射方向与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以这样来理解增益的物理含义------为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为G=13dB（20倍）的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100/20=5W。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。表征天线增益的参数有DBd和DBi.DBi是相对于点源天线（全向天线）的增益；DBd是相对于对称振子天线的增益。半波对称振子的增益为G=2.15dBi或者G=0dBd（因为是自己跟自己比，比值为1，取对数得零值。）极化天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。电场的极化最普遍的是椭圆极化。如图所示，电场在向前传播的过程中，电场的方向也在绕着传播方向旋转，图中用长度表示电场的大小，用箭头表示了电场的方向，那么沿电波传播方向看过去，电场矢量的末端沿着一个椭圆的轨迹在旋转，椭圆长轴为a短轴为b。极化电场的极化是根据沿电波传播方向看过去，电场矢量末端的移动轨迹来定义的。当轨迹是椭圆时，就是椭圆极化；当轨迹是圆时，就是圆极化；当轨迹是一条线是，就是线极化——若电场矢量与地面垂直时，称为垂直极化，与地面平行时称为水平极化。圆极化和线极化是椭圆极化的特殊情况，当椭圆的长轴a和短轴b相等时，就是圆了；当椭圆的长轴a远远大于短轴b时，就是一条线了。垂直极化水平极化EE+45°

极化E-45°

极化E极化损失垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收，而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极化损失。例如：当用+45°极化天线接收垂直极化或水平极化波时，或者，当用垂直极化天线接收+45°极化或-45°极化波时，等等情况下，都要产生极化损失。用圆极化天线接收任一线极化波，或者，用线极化天线接收任一圆极化波，等等情况下，也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波，或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况下极化损失为最大，称极化完全隔离。输入阻抗天线输入阻抗的意义在于天线和电路的匹配方面。天线的输入阻抗是天线输入端输入电压与输入电流的比值。输入阻抗具有电阻分量Rin和电抗分量Xin，即Zin=Rin+jXin。电抗分量的存在会减少天线从馈线对信号功率的提取，因此，必须使电抗分量尽可能为零。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。通常，电路的输出阻抗都设计成50Ω或者75Ω，要使天线和电路连接时匹配，那么天线的输入阻抗应设计成和电路的输出阻抗相等。工作频带天线的工作频率范围（频带宽度）无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作的，天线的频带宽度有两种不同的定义------一种是指：在驻波比SWR≤1.5条件下，天线的工作频带宽度；一种是指：天线增益下降3分贝范围内的频带宽度。在移动通信系统中，通常是按前一种定义的，具体的说，天线的频带宽度就是天线的驻波比SWR不超过1.5时，天线的工作频率范围。一般说来，在工作频带宽度内的各个频率点上,天线性能是有差异的，但这种差异造成的性能下降是可以接受的。传输线基础传输线是传输电磁能的一种装置。连接天线和发射机输出端（或接收机输入端）的电缆称为传输线或馈线。传输线的主要任务是有效地传输信号能量，因此，它应能将发射机发出的信号功率以最小的损耗传送到发射天线的输入端，或将天线接收到的信号以最小的损耗传送到接收机输入端，同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。常见传输线有：平行双线传输线、同轴电缆传输线、波导和微带线等。平行双线传输线由两根平行的导线组成，它是对称式或平衡式的传输线，这种馈线损耗大，不能用于UHF频段。同轴电缆传输线的两根导线分别为芯线和屏蔽铜网，因铜网接地，两根导体对地不对称，因此叫做不对称式或不平衡式传输线。同轴电缆工作频率范围宽，损耗小，对静电耦合有一定的屏蔽作用，但对磁场的干扰却无能为力。使用时切忌与有强电流的线路并行走向，也不能靠近低频信号线路。基本参数特性阻抗当传输线上载行波时，其沿线电压与电流的比值是一个常数，该常数被定义为传输线的特性阻抗，记作Z0。通常我们认馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关，常用同轴电缆特性阻抗为Z0=50欧，也有Z0=75欧的。输入阻抗输入阻抗是传输线理论中一个很重要的概念，它可以很方便地分析传输线的工作状态。传输线上某点向负载方向“看”的输入阻抗定义为该点总电压与总电流之比。输入阻抗与观察点、传输线工作频率、传输线的特性阻抗、传输线所接负载等有关。基本参数传输线的反射系数一般来讲，传输线工作时线上即有入射波还有反射波，为了表征传输线的反射特性，可引入“反射系数”的概念。均匀无耗传输线上某处的反射波电压与入射波电压之比定义为该处的电压反射系数。显然，反射系数模的变化范围为0≤|Γ（z）|≤1。传输线的驻波系数为了定量评价传输线的反射情况，除了用反射系数来描述外，还常常采用能直接测量的电压驻波比（VSWR）来衡量。电压（或电流）驻波比定义为沿线电压（或电流）最大值与最小值之比。驻波比的变化范围为阻抗匹配什么叫匹配？简单地说，馈线终端所接负载阻抗等于馈线特性阻抗Z0时，称为馈线终端是匹配连接的。匹配时，馈线上只存在传向终端负载的入射波，而没有由终端负载产生的反射波，因此，当天线作为终端负载时，匹配能保证天线取得全部信号功率。而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。传输线

50ohms天线75ohms朝前10W返回0.4W这里的反射损耗为10Lg(10/0.4)=14dB辐射9.6W例如，在右图中，由于天线与馈线的阻抗不同，一个为75ohms，一个为50ohms，阻抗不匹配，其结果是阻抗匹配天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般通信天线的输入阻抗为50Ω。如果天线振子直径较粗，天线输入阻抗随频率的变化较小，容易和馈线保持匹配，这时天线的工作频率范围就较宽。反之，则较窄。在实际工作中，天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。为了使馈线与天线良好匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的局部结构，或加装匹配装置。RFID系统构成基本概念射频识别（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。典型应用之———智盘智盘介绍智盘系统智能餐盘智能结算台应用系统RFID系统电子标签读写器后台应用系统数据载体识别装置信息处理及控制硬件设备从数据采集的角度，RFID技术所需的主要设备包括标签（Tag）、读卡器（Reader）系统构成中间件中间件——Middleware中间件屏蔽了底层硬件的复杂性为上层的应用软件提供运行与开发的环境帮助用户灵活和高效地开发和集成复杂的应用软件缩短了应用系统的开发周期利于系统的维护和管理RFID系统为什么需要中间件1.减少原始数据的冗余性存在大量冗余数据对数据进行清理、筛选、整合和汇总让有价值的数据进入中央处理系统屏蔽各种错误与异常，避免给中央处理系统带来压力RFID系统为什么需要中间件2.提炼有效的业务逻辑RFID应用领域面临着大量简单事件实现简单事件向有价值的事件的转化中间件功能应用架构RFID系统的工作频率系统构成基本概念RFID系统利用无线电波在读写器和标签之间交换信息。系统工作就像我们平时收听调频广播一样，射频标签和读写器也要调制到相同的频率才能正常工作。工作频率工作频率工作原理识别距离识别速度设备成本实施难易工作频段LF低频30Khz-300KhzUHF超高频300Mhz-3GhzHF高频3Mhz-30MhzSHF/Microwave微波3Ghz-30GhzLF低频频段LF频段涵盖30KHz至300KHz的频率。工作频率：125KHz，

134KHz读取距离：约为10厘米左右应用：动物跟踪、门禁、汽车钥匙等。优点：在液体和金属环境下工作良好,

对无线电波的干扰不太敏感缺点：读取范围很短，内存数量有限

数据传输率低，生产成本高HF高频频段HF频段范围从3MHz到30MHz。工作频率：13.56MHz读取范围：30cm以内。应用：票务、电子支付、身份证、图书管理等。优点：技术成熟、标准完善，

相对于低频系统有更大的容量，生产成本低缺点：较低的传输速率，较小的读取范围HF系统对干扰具有中等灵敏度UHF超高频频段UHF频段覆盖范围从300MHz到3GHz。工作频率：860MHz~

960MHz读取范围：数十米应用：供应链管理、药品防伪、资产跟踪等优点：传输速率快，读取范围远、标签成本低

标签大小和形状种类繁多缺点：读卡器成本高，对干扰敏感

在金属和液体环境下信号衰减大微波频段SHF频段覆盖范围从3G到30GHz。工作频率：2.45GHZ,5.8GHZ读取范围：数十米应用：车辆识别、公路收费、医学研究等优点：传输速率级快，读取范围远缺点：成本高，能耗高，检测标签的方向性强，

容易受到干扰，对金属和液体环境的敏感度高小结LFHFUHFMicrowave工作125/13413.56860-9602.45/5.8频率KHzMHzMHzGHz识别距离近远识别速度慢快环境影响迟钝敏感全球UHFRFID频段分配UHFRFID常用频段在856/960MHz的UHF频率范围内，需要重点关注a）FCC（美国）标准频率范围为902-928MHzb）ETSI（EU）标准频率范围为865-868MHzFCC标准在整个北美以及大多数加勒比和南美洲大部分地区使用。ETSI标准在整个欧盟和大多数遵守欧盟标准的国家/地区使用。上述范围内的各种其他子集在世界各地使用。中国为UHFRFID划分的频段是920-925M以及840-845M.RFID系统的工作原理RFID工作原理RFID的基本工作原理并不复杂：标签进入电磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；读写器读取信息并解码后，送至后台主机系统。主机对接收到的信息进行处理和判断，并发送指令给系统相关设备。为了分析系统的工作原理，主要需要解决两个问题：1.大部分的电子标签自身不携带电源，电路正常工作所需的能量从哪里来？2.电子标签通过什么方式将芯片信息传输给读写器？依据RFID读写器及电子标签之间的通讯及能量感应方式的不同，分为两种：电感耦合（InductiveCoupling）

低频和高频系统电磁反向散射耦合（BackscatterCoupling）。

超高频和微波系统能量传输随着标签和读写器天线的接近，LED灯亮了。说明标签靠近读写器获得了能量！有什么理论可以解释这一现象呢？电感耦合芯片控制电路u标签等效电路读写器等效电路电感耦合以低频标签为例，线圈形式的天线相当于电感，读写器工作时，读写器线圈天线周围产生交变磁场，根据法拉第电磁感应定律，通过标签线圈中的磁通发生变化时，会产生感应电压，当电路谐振到读写器的发射频率上时，能够获得最大的感应电压，经过后续的整流、滤波、稳压等处理，为芯片的正常工作提供能量。这种方式非常类似于变压器的工作原理，我们称为电感耦合。电感耦合模式中，电子标签几乎都是无源工作的，微型芯片工作所需的全部能量由读写器供应。电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz、13.56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cm。负载调制标签线圈通过电感耦合获得的能量本来就很小，加上电路的复杂程度受限，标签无法直接发射信号。读写器如何获取标签中存储的数据呢？仍然以变压器为例，我们都有这样的常识，如果变压器的副边突然接入一个大的负载，变压器原边电压就会瞬间降低，切除负载，变压器的原边电压就会马上恢复。如果利用要传输的数据信息来控制标签电路中负载电阻的接通和断开，读写器端就能感应到电压的变化。开关的接通与断开，使得读写器线圈两端电压的振幅发生变化，达到对电压的调幅效果。这一方法称为负载调制。利用负载调制，巧妙的实现了以微弱的能量从电子标签到读写器的数据传输。负载调制读写器等效电路标签等效电路芯片控制电路芯片控制电路读写器等效电路标签等效电路10100负载调制芯片控制电路读写器等效电路标签等效电路10100负载调制水管里的水好比能量，它连接了读卡器和标签。水流从读卡器流向标签，标签就获得了能量。我们以常见的水流做比喻，模拟RFID的工作原理。从读写器向标签的数据传输很简单，通过控制水流的大小就能实现。对于标签来说，它的传信方式就是去堵水管，读卡器感受到水流畅通还是不畅通，就知道标签向它传输的数据了。电磁反向散射耦合感耦合原理适用于低频和高频标签，因为此时系统的工作频率较低，电磁能量大部分被束缚在线圈天线周围的磁场中。可遇到超高频标签时，情况就发生了变化。此时能量以电磁波的形式辐射到整个空间。雷达模型能够很好的解释这一原理。雷达的基本工作原理是将发射机产生的电磁振荡通过天线发射到空中，集中在某一个较窄的方向上形成波束并传播。当电磁波遇到空间目标时，将沿着各个方向产生反射，其中有一部分电磁波反射回去并被雷达天线接收，形成雷达的回波信号。对接收信号进行放大和处理，即可获得目标的有关信息。发射到空间中的电磁波，遇到目标会反射，这个反射信号就携带了目标信息。电子标签通过改变反射信号的强度完成与读写器之间的通信。这个模式定义为电磁反向散射耦合。雷达原理模型，发射到空间中的电磁波，遇到目标会反射，这个反射信号就携带了目标信息。标签通过改变反射信号的强度完成与读写器之间的通信。电子标签读写器电磁反向散射耦合电子标签的分类和特征标签分类及特征射频识别系统可以应用于不同的领域和场合，不同的应用场合对RFID系统中电子标签的要求也不尽相同。为了满足这些多种多样的需求，电子标签的种类也多种多样。①按照标签的工作频率分类②按照标签获取能量的方式分类③按照标签工作方式分类④按照存储器类型分类⑤按照标签封装类型分类有源标签电子标签使用内置电池来供电，有源系统的识别距离相比较下较长。由于不需要担心功耗的问题，有源系统可以实现的功能也比较多。缺点是受限于内置的电池，使用周期比较短并且成本相对比较高。能量来源分类根据能源的来源不同，标签可以分为有源标签、无源标签和半有源标签。无源标签电子标签没有内置电池，主要通过读写器发射的电磁场能量来唤醒标签的芯片工作。系统特点是体积小、寿命长、成本低，但是实现的功能简单。半有源标签标签带有内置电池，但只是起到激活系统的作用。电子标签首先被内置电池激活，激活后的操作就无需电池供电，即可进入无源电子标签工作模式。有源标签（activetags）无源标签（passivetags）有源标签和无源标签主动式标签主动式标签就是利用自身的射频能量主动发射数据给读写器的电子标签，主动式标签一般含有电源，和被动式标签相比，它的识别距离更远。被动式标签在读写器发出查询信号触发后才进入通信状态的电子标签。它使用调制散射方式发射数据，必须利用读写器的载波来调至自己的信号，主要应用在门禁或交通应用中。被动式标签既可以是有源标签，也可以是无源标签。12工作方式分类根据工作方式分类，可以将标签分为主动式标签和被动式标签只读标签信息存储在ROM（READONLYMEMORY）中。这些信息可以在标签制造过程中由制造商写入ROM中，也可以在标签开始使用时由使用者根据特定的应用目的写入特殊的编码信息。这种信息只能是一次写入，多次读出。可读写标签一般采用EEPROM（电可擦除可编程只读存储器），除了存储数据功能外，还具有在适当的条件下允许多次对原有数据的擦除以及重新写入数据的功能。可读写标签还可能有RAM（RANDOMACCESSMEMORY），用于存储标签反应和数据传输过程中临时产生的数据。12存储类型分类根据标签内部的信息存储器的类型不同，可以将标签分为只读标签和可读写标签标签封装分类电子标签虽然结构基本类似，但是为了满足不同应用的需求，标签有着不同的类型、封装和尺寸，常见的封装材料有纸质、玻璃、塑料、硅胶等。为了更好的被识别，标签需要正确的放置在被识别物品上，人们可以根据实际应用的需要，设计出各种外形与结构的RFID标签，甚至可以直接镶嵌在服装、手机、家电、书籍、药瓶上。1、标签类这种标签一般由面层、芯片线路（INLAY）层、胶层、底层组成。2、卡片类绕制、印刷或蚀刻等工艺制备的标签天线与芯片连接后制成Inlay，之后被夹在两层PET材料之间进行层压，再进行冲切，制备成白卡或者彩卡，3、异形类按应用场合的不同，采用各种塑料或者硅胶等材质进行加工封装，制成筹码、钥匙牌、手表、戒指、手环等异形产品。不同封装的标签工作频率分类电子标签的工作频率是其最重要的特点之一。根据工作频率的不同，我们将标签分为低频标签、高频标签、超高频和微波标签。1、低频标签典型工作频率有：125KHz，134KHz。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从读写器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与读写器之间传送数据时，低频标签需位于读写器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。低频标签的主要优势体现在：标签芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿透水、有机组织、木材等；非常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用（例如：动物识别）等标签分类及特征2、高频标签典型工作频率为：13.56MHz。高频标签一般为无源标签，采用电感耦合方式工作。高频标签的阅读距离一般情况下小于1米（最大读取距离为1.5米）。典型应用包括：电子车票、二代身份证、一卡通等。高频标准的基本特点与低频标签相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。电子标签天线设计相对简单，标准卡片形状为最常见的形式标签分类及特征3、超高频和微波标签超高频与微波电子标签，其典型工作频率为：860~960MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波电子标签可分为有源标签与无源标签两类。工作时，电子标签位于读写器天线辐射场的远场区，采用电磁反向散射耦合方式工作。相应的射频识别系统阅读距离较远，最远可达数十米以上。由于阅读距离的增加，应用中有可能在阅读区域中同时出现多个电子标签的情况，从而提出了多标签同时读取的需求，多标签识读是超高频标签的一个重要特征。不同频率射频标签1：低频125kHzInlay由铜线圈和低频芯片组成。铜线圈非常薄，容易报废。由于天线和模块不容易弯曲和影响外观，市场上的低频RFID产品大多采用硬材料封装，如卡片、钥匙链、ABS等，很少用于灵活的标签或RFID贴纸。2：高频13.56MHzInlay由高频芯片和蚀刻铝天线或铜线圈组成。HF嵌入的厚度为0.08毫米。铜线的性能与蚀刻铝天线相似，但铜线具有较好的导电性，蚀刻铝在生产和交付时间上具有明显的优势。对于RFID卡，则两者都可以使用，但对于RFID贴纸，则只能使用蚀刻铝天线镶嵌物。3.超高频UHFInlay通常由超高频芯片和偶极子天线组成，大多数UHF天线是对称的。UHF嵌入的厚度为0.05毫米。UHFRFID贴纸适用于860+960MHz，符合第2代1级和18000-6C或6B协议，适用于服装标签、物流跟踪、文件归档管理、图书馆管理等。标签的结构电子标签结构

电子标签是一个微型的无线收发装置，主要由内置天线和芯片组成。

线圈天线标签芯片基材电子标签结构芯片和标签天线是电子标签最重要的组成部分。芯片——标签的核心，用于生成和处理信号，一般是内部包含集成电路的硅片，体积很小。是射频识别系统真正的数据载体，存储目标信息。芯片内部包含：逻辑控制单元、存储单元、用来对输入输出信号的调制和解调的射频前端电路以及电源电路。天线——发射和接收射频信号的关键部件，一般由金属材料制成，天线的设计好坏将直接影响标签性能。基材——标签的支撑结构，可以由不同的材料构成，如塑料、PET、纸、玻璃、环氧树脂等，为芯片和天线提供机械强度。一般根据实际情况来选择刚性或柔性的衬底材料。标签天线标签天线针对不同的射频识别系统、不同的工作频率和不同的应用领域会有差别。天线结构决定了天线的方向图、阻抗特性、极化特性、天线增益和工作频段等特性；天线增益和阻抗特性对RFID系统的作用距离有较大影响；工作频段对天线尺寸及辐射损耗有较大影响。一般而言，设计标签天线需考虑以下要求：（1）保证性能的前提下尽可能小巧，一般而言，天线的大小决定了电子标签的尺寸。（2）具有较大的增益及功率传输系数。能够为标签芯片提供最大的射频能量，达到较远的读写距离。（3）注意天线的极化特性，避免产生极化隔离。（4）关注与天线连接的芯片的阻抗匹配问题。如果匹配不佳，会导致读写距离的严重下降。（5）加工简单，工艺适合批量生产，严格控制天线的生产成本。按照系统工作原理的不同，标签天线的原理和设计在LF、HF、UHF频段上有根本的不同。电子标签的天线一般可分为近场感应线圈天线和远场辐射天线。线圈天线距离小于1m的低频、高频近距离应用系统的RFID天线一般采用工艺简单、成本低廉的线圈型天线。近场感应线圈天线通常由多匝电感线圈组成，是将金属线盘绕成平面或将金属线缠绕在磁芯上，电感线圈和电容构成并联谐振回路，一般而言线圈获取的能量和匝数成正比。当标签线圈天线进入读写器所引发的电磁场中时，标签天线与读写器天线之间就会产生类似于变压器的作用，读写器的线圈和标签天线的线圈就好比是变压器的初级线圈和次级线圈。图3.2-2线圈天线微带天线远场辐射天线主要包括微带天线、偶极子天线等。偶极子天线（又称对称振子天线）具有准全向的辐射方向图，微带天线具有半球形辐射方向图，这两类天线结构简单、加工方便，易与IC电路集成，非常适合作为标签天线。微带天线具有体积、重量轻、加工简单、易于与物体共形、电性能多样化、易于集成等特点，适合大规模生产，从而大大降低成本。微带天线分两类，一类是微带贴片天线，另一类是微带缝隙天线。微带贴片天线是由贴在带有金属底板的介质基片上的辐射贴片导体构成的。在一个薄介质基板上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法做出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。图3.2-3微带天线偶极子天线偶极子天线被广泛应用于RFID标签天线的设计，尤其是在远距离RFID系统中。偶极子天线有多种变形，可分为折叠偶极子、折合偶极子、分形偶极子等类型。直线形偶极子天线由两端同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成，信号从偶极子天线中间的两个端点馈入，在偶极子的两臂上产生一定的电流分布，从而在天线周围空间激发起电磁场。而从具体的工程时间和经济角度考虑，变形偶极子天线有更广泛的应用，如具有尺寸缩减特性的弯折偶极子天线，方便调节阻抗的折合偶极子天线。图3.2-4偶极子天线标签天线制造工艺目前天线制作的方法主要有四种：绕线法、蚀刻法、电镀法和印刷法。绕线法是直接在底基载体上绕上一定的铜线或铝线作为天线，在频率较低的标签中，通常采用线圈天线形式。传统标签天线一般都采用蚀刻或电镀天线为主，其材料一般为铝或者铜，在天线性能方面有很好的表现，缺点就是成本太高。蚀刻法蚀刻法：也称印制腐蚀法，也称减成法印制。先在一个底基载体（如塑料上面覆盖一层20mm~25mm厚的铜或铝，另外制作一张天线阳图的丝网印版，用网印的方法将抗蚀剂印在铜或铝的表面上，保护下面的铜或铝不受腐蚀剂侵蚀，而未被抗蚀剂膜覆盖的铜或铝会被腐蚀剂溶化，露出底基成为天线电路线的间隔线，最后涂上脱膜液去除抗蚀膜，进而制成天线。具体工艺流程如图。电镀法电镀法：也叫印制电镀法，也称加成法印制。在底基上通过网印的方法涂覆一层薄的（几微米）起催化作用的油墨，呈天线的阳图形状。此种特殊油墨含有金属颗粒，在印制之后，印过的材料再经过电镀过程，铜被镀在材料上，只附着在油墨形成的图形上。电镀过程持续到材料上沉积的铜的量达到一定的厚度使之具有合适的导电性，进而形成天线。印刷法直接用导电油墨在绝缘基板（薄膜、纸张等）上印制导电线路，形成天线和电路。导电油墨是由细微导电粒子或其他特殊材料(如导电的聚合物等)组成，印刷到承印物上后，起到导线、天线和电阻的作用。这种油墨印刷在柔性或硬质承印物上可制成印刷电路，用导电油墨印制的天线可接收RFID专用的无线电信号。其优势表现在导电效果出色和成本降低。由于导电油墨的诸多优势，其研制成为RFID印制技术的一个发展热点。标签芯片作为电子标签的数据载体和协议执行核心，标签芯片的基本结构大同小异。芯片内部包含：逻辑控制单元、存储单元、用来对输入输出信号的调制和解调的射频前端电路以及电源电路。射频前端射频前端的作用是为芯片提供能量，完成信号的调制与解调，提供数字基带所需的复位和时钟信号，其中主要包括解调电路、调制电路、电源管理电路、上电复位和时钟电路。电源电路的功能是将电子标签天线获得的射频能量经过整流、滤波、稳压处理后为标签工作提供直流能量。电源产生电路包括耦合电路、整流滤波电路和限幅稳压电路。设计电源电路时，需要综合考虑电子标签天线的匹配问题、功率和电压的效率问题、数据调制的兼容问题和电路结构复杂度问题。时钟电路提供标签所需的时钟信号。时钟信号的同步是实现数据同步的前提。电子标签天线获取的载波信号，经过分频后可以作为电子标签编解码器、存储器和控制器的时钟信号。复位电路可以设置初始状态，防止逻辑混乱，保证电源电路的正常工作，也为系统可能出现的意外情况提供保护。解调电路对接收信号中载波包含的有用信号还原出来再送给数字电路进行处理。当标签向读写器发送信号时，需要将编码后的数据信号调制到载波上，通过调制电路改变天线负载的大小，将信号返回给读写器。数字基带电路数字基带处理器按照空中接口协议约定完成对读写器发送命令的解析，根据解析的命令，操作存储器，完成数据的读取或写入；对需要返回给读写器的数据进行编码，并控制调制电路来完成调制。基带处理器是整个芯片系统的“大脑”，需要生成对标签芯片各模块的控制信号，包括调制解调、基带处理以及系统时钟校准等。低功耗要求是数字基带设计的重点和难点。存储模块存储模块存放电子编码和用户数据。存储器主要性能参数包括存储容量、读功耗、写功耗等指标，电子标签中采用的主要有以下几种类型：只读存储器（ROM）。一次写入只读电子标签存储器，电子标签内部有只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。可读写标签存储器。主要有以下几种方式：电可擦除只读存储器(EEPROM)。具有静止存取功能的存储器（SRAM）。铁电存储器（FRAM）。标签封装为了保护标签芯片和天线，也为了使用方便，电子标签需要用不同的材料、不同的形式进行封装，以适应不同的应用领域和使用环境。封装在电子标签的硬件成本中占据了一半以上的比重，是产业链中重要的一环。标签封装不管RFID电子标签的形态千变万化，其封装制造工艺过程都包含两次封装。分别在RFID芯片上制作凸点，基板材料上制作天线，然后封装芯片实现芯片和基板天线的互连，经检验合格后制成RFID标签内核层（Inlay），至此完成RFID标签的第一次封装；第一次封装的另一种方法是AlienTechnology、Philips首先采用的芯片引线框架法。安放在引线框架上的微小芯片通过引线框架把它的引脚延伸出来，使其外形尺寸更有利于高速组装（芯片0.8×0.8mm2芯片引线框架10×10mm2）。由于芯片引线框架还可再大，就可采用更大的贴装范围，因此就能允许更高的组装速度。RFID标签根据不同的应用，需要经过层压、冲裁、印刷等第二次封装，也就是外包装，制成最终的RFID标签产品。标签制造过程认知读写器复习回顾电子标签的结构1电子标签的封装方法2标签天线的工艺3标签分类和特征4描述读写器功能与分类1操作典型读写器设备2能够根据要求选择合适的读写器设备3任务要求读写器功能读写器主要具备以下功能1. 实现与电子标签的通讯：在射频区域内与电子标签进行数据交换2. 与后端应用系统通信：读写器可以通过标准接口如RS232，以太网等与后台主机系统连接，反馈自身状态，接受系统控制； 3. 多标签识别功能：具备防碰撞功能，能够在工作范围内能正确的识别多个标签；4. 提供无源标签工作能量：读写器以射频方式为无源或半有源电子标签提供能量，激活标签；5. 移动目标识别：可以对固定对象和移动对象进行识别6. 安全设置功能：对读写器与标签之间的数据进行加密解密等安全设置和身份验证。7. 错误信息提示：可以提示