UHF RFID是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号来自动的识别目标,并且获得目标中的相关信息。它能够自动的收集产品以及时间和地点的信息,而且还能够快速的把信息传递出去,可以有效的减少人为的错误或者干扰,在电力行业中得到了比较广泛的应用。
0 引言
RFID即Radio Frequency Identification,是无线射频识别技术的简称,也就是人们经常所说的电子标签,是上个世纪出现的一种新的识别技术。RFID的工作频段按照频率的大小可以分为低频——LF、高频——HF、超高频——UHF和微波——MW,UHF RFID的频率位于860~960MHz的范围内,是无源超高射频识别技术,其具有高速度、远距离、比较强的抗干扰能力、低成本的优势以及标签小等优点,成为了RFID技术中的研究热点,得到了比较广泛的应用。
一、UHF RFID电子标签系统简介
UHF RFID系统主要由电子标签、数据管理系统、阅读器三部分组成,其中电子标签是RFID系统中数据的载体,存储了被识别物体的信息,它主要通过标签的形式附着在需要被识别的物探上。阅读器是用来进行信息的读/写或者读设备,主要用来阅读电子标签中的信息,并且将识别的信息传递给数据管理系统,其性能与其设计的结构和技术有很大的关系;其中读写阅读器还能够通过电子标签根据需要写入数据。一般的阅读器主要由高频模块即频率的发送器和接收器,和应答单元相连接的耦合元件即线圈和微波天线以及控制单元组成,还有部分阅读器还安装有附加的接口,如常用的USB接口等可以和电子计算机等其它设备相连接,可以将读取的数据传递给数据管理系统,然后进行后期的分类、统计、存储等处理工作。RFID结构如图1所示。
UHF RFID的工作原理是通过射频识别系统来进行工作,电子标签通常也被称为应答器、射频标签、数据载体,阅读器也被称为读取设备,通讯器、扫描器或者读写器。电子标签和之间通过耦合元件来完成射频信号的无线耦合,在耦合的过程中按照时间的顺序来完成数据的交换和能量的传递。在电子标签和阅读器之间的射频信号的耦合方式主要由以下两种,其中一种是电磁反向散射耦合,这种耦合方式和雷达的工作原理相似,通过发射设备发射电磁波,电磁波在遇到目标后向接收设备产生反射,反射信号中也同时带有目标的信息,这种方式主要利用了电磁波在空间中传播的原理;第二种方式是电感耦合,这种方式和变压器的工作原理类似,通过高频的交变电磁场来实现空间上的耦合,主要应用了法拉第的电磁感应定律。电磁反向散射耦合方式主要用在微波、高频率远距离的视频识别设备中,其主要的工作频率范围有433、915MHz以及2.45、5.8GHz,UHF RFID主要应用的就是这种耦合方式,其识别的距离大于1m,一般的作用距离为3~10m左右。电感耦合方式主要用在影响中、低频的近距离的射频识别系统中,其工作的频率有13.6、125、225MHz,其识别距离小于1m,其作用距离一般为10~20cm.
二、UHF RFID电子标签系统的设计
在UHF RFID电子标签系统的设计中主要包含了以下关键的技术,编码和调制,数字调制,检错纠错、基带中的编码等技术。
1.编码和调制