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有源rfid
阅读:983时间:2017-06-21 16:48:06

  有源RFID,又称为主动式RFID(Active tag),计算机术语。指依据电子标签供电方式的不同进行划分的电子标签一种类型,通常支持远距离识别。

什么是

  有源RFID,又称为主动式RFID(Active tag),依据电子标签供电方式的不同进行划分的电子标签一种类型,通常支持远距离识别。电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标 签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi-passivetag)。有源电子标签内装有电池,无源射频标签没有内装电池,半无源电子标签(Semi-passive tag)部分依靠电池工作。

RFID常识

  有源RFID如何构成
  RFID是一种简单的无线系统,由两个基本器件组成,询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签),同时辅以天线、外围网络、中间件、管理系统,从而形成完整的RFID应用系统。
  有源电子标签如何构成
  有源RFID电子标签由中心处理器(MCU)、通讯芯片和外围电路组成。
  有源阅读器如何构成
  有源RFID阅读器由中心处理器(MCU)、通讯芯片、接口电路、存储单元和外围电路组成,可以实现对接收数据的解析、处理和分析。
  有源电子标签如何划分
  有源电子标签按照工作频率可以分为433MHz、900MHz、2.45GHz。
  按照通讯方式可以分为单向标签、双向标签。
  按照封装方式可以分为卡式标签、腕式标签、封条标签、钥匙式标签等
  有源阅读器如何划分
  有源阅读器一般按照接口的方式进行划分,可分为串口型、网口型、CAN总线型等。
  按照有源阅读器的形式可以分为固定式阅读器、手持式阅读器、天线阅读器一体机。
  还可以按照阅读器的功能进行划分。
  有源电子标签如何工作
  RFID标签俗称电子标签,RFID标签中存储一个唯一编码,其地址空间大大高于条码所能提供的空间,因此可以实现单品级的物品编码。标签上电后,按照预设的规则周期性的进行信号发射,当RFID标签进入读写器的作用区域,阅读器获取到标签发射出来的信息,即完成了对标签的识别过程。
  有源阅读器如何工作
  阅读器是对RFID标签进行读/写操作的设备,主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。读写器是RFID系统中最重要的基础设施,一方面,RFID标签返回的电磁信号通过天线进入读写器的射频模块中转换为数字信号,再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形,最后从中解调出返回的信息,完成对RFID标签的识别或读/写操作;另一方面,上层中间件及应用软件与读写器进行交互,实现操作指令的执行和数据汇总上传。在上传数据时,读写器会对RFID标签原子事件进行去重过滤或简单的条件过滤,将其加工为读写器事件后再上传,以减少与中间件及应用软件之间数据交换的流量,因此在很多读写器中还集成了微处理器和嵌入式系统,实现一部分中间件的功能,如信号状态控制、奇偶位错误校验与修正等。
  决定有源RFID的主要参数
  1)工作频段
  2)读写器读取距离
  3)防碰撞性能(读写器同时读取标签数量)
  4)读写器灵敏度
  5)标签存储器容量
  6)标签电池寿命、发射功率、接收灵敏度
  7)标签尺寸、形状、防护(防水、防尘、防腐、防爆性)等级
  8)抗干扰能力(同频信号干扰下是否正常工作)
  9)稳定性(标签漏读率)
  10)安全性(加密方式)
  11)扩展性(是否支持RSSI、TDOA等算法定位、传感器结合)
  有源RFID的频段
  目前有源RFID的主要频段为:433MHz、900MHz、2.45GHz、5.8GHz
  频段对RFID性能的影响
  如何选择合适的频段?频率越高,波长越短,信号的直射能力越强,绕射能力越差。频率越低,波长越长,信号的绕射能力越强,直射能力越差。
  有源RFID的通讯方式
  RFID技术的基本工作原理并不复杂,标签进入磁场后主动发送某一频率的信号,阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。
  一般来说有源RFID的通讯方式分为两种类型:
  1)单工:信息在两点之间只能单方向发送的工作方式,一般对应单向标签;
  2) 半双工:信息在两点之间能够在两个方向上进行发送,但不能同时发送的工作方式。一般对应双向标签或是双频标签。
  有源RFID的通讯距离
  有源RFID的通讯距离在百米以上,一般为120-150米。可以通过软硬件的调整在最远通讯范围内调节通讯距离。
  什么是标签发射功率
  标签发射功率是指标签发射信号的能量,一般用功率(W)或分贝毫瓦(dBm)来表示。
  什么是RFID通讯协议
  通信协议又称通信规程,是指通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式,同步方式,传送速度,传送步骤,检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定,通信双方必须共同遵守。RFID通讯协议即标签与阅读器之间通讯的一种约定。
  什么是标签低压保护
  就是当标签电压低于额定电压的一种保护装置,防止电压过低,导致线圈电流激增,烧毁标签线路。
  什么是标签ID
  标签ID即区别标签的符号,每个标签都有一个专属的ID号用于表示自己的身份,即表示所对应物品/人的身份。
  标签ID有什么作用
  标签ID是RFID识别的核心,即建立起唯一的、独立的表示方式,把标签与所示的人/物绑定在一起,通过唯一不可复制的标签ID进行身份识别。
  如何设置标签参数
  标签参数设置可以在MCU程序中植入,直接写入标签,也可以在标签成产完成后,在标签上电初始化时,通过阅读器进行无线写入。
  那些标签参数可以进行设置
  一般来说电子标签可以设置的参数有:发射时间间隔、标签ID、发射功率;其他参数如:传感器数据处理等需要根据标签定制化设计来确定。
  什么是标签发射时间
  标签发射一次信号所需要的时间,一般为ms级。
  什么是标签发射电流
  标签发射一次信号时所产生的电流,一般为mA级。
  什么是标签发射时间间隔
  标签发射两次信号之间的时间,即标签信号的发射频率,可以根据需求进行设定。
  什么是标签待机电流
  标签处于发射状态之外的情况下所产生的电流,也可以理解为标签不发射信号的状态所产生的电流,一般为uA级。
  影响通讯距离的因素
  1) 标签发射功率;
  2) 标签与阅读器两端的天线匹配;
  3) 阅读器接收灵敏度;
  4) 工作环境;
  如何提高通讯距离
  1) 提升标签发射功率;
  2) 选用高增益,接收效果好的阅读器天线;
  3) 选择良好的使用环境;
  4) 提升阅读器接收灵敏度
  通讯调制方式
  GFSK(高斯频移键控)调制是把输入数据经高斯低通滤波器预调制滤波后,再进行FSK调制的数字调制方式。它在保持恒定幅度的同时,能够通过改变高斯低通滤波器的3dB带宽对已调信号的频谱进行控制,具有恒幅包络、功率谱集中、频谱较窄等无线通信系统所希望的特性。因此,GFSK调制解调技术被广泛地应用在移动通信、航空与航海通信等诸多领域中。
  有源电子标签的使用寿命
  即电子标签使用的时间,由于有源电子标签需要电池供电,因此有源电子标签有一定的使用时长,超过一定时间后电子标签由于缺少电能将无法工作。
  如何提升有源电子标签的使用寿命
  1) 增加电池容量;
  2) 延长标签发射时间间隔;
  3) 降低标签发射功率;
  主要的解决方法还是以配备性能优良、尺寸小的大容量电池为主。
  如何选择有源电子标签的电池
  有源电子标签电池主要以CR纽扣电池和柔性锂电池为主,电池的选择需要以尺寸符合外形要求,电池电量大为前提,这可以保证电子标签有较长的使用寿命。
  有源电子标签的扩展性
  有源标签与无源标签的最大差异性在于有源标签是电子线路构成,可以通过中心处理器MCU控制外围电路实现开关控制、LED灯闪烁、传感器控制、数据采集等诸多扩展功能。
  标签的扩展性有何限制
  标签可以扩展各种类型的传感器,主要的限制就是中心处理器(MCU)的数据处理能力能否支持,同时是否有足够的I/O接口能用于采集传感器数据。
  如何知道何时更换标签电池
  1)电池低压时,标签信息的标签低电压报警位置,上位机接收到报警信息后发出警告;
  2)电池低压时,标签上的电池低压灯闪烁,发出报警信息;
  多个标签同时使用是否可以
  标签可以同时工作,由于电子标签是MCU控制发射,采用灵活主动的发射方式,因此支持多个标签同时进行工作。
  什么是标签的防碰撞性
  多个标签处于阅读器通讯范围之内,他们将同时和阅读器进行通讯,阅读器不知道该和那个标签进行“对话”,这就是所谓的标签碰撞问题。
  如何改善标签的防碰撞性
  1)合理控制标签与阅读器的使用比例;
  2)降低标签发射时间间隔;
  3)良好的防碰撞算法;
  阅读器与标签最优配合比例
  一般来说,使用433MHz频段时,同一台阅读器接受范围内标签数最高不能超过150个,以80~100为合理最高上限;使用2.45GHz频段时,同一台阅读器接受范围内标签数最高不能超过250个,以100~150为合理最高上限,视标签工作复杂度而定。
  电子标签的封装形式
  标签的封装可以辅助实现标签的防拆卸、一次性使用等要求,并且决定了标签电池的使用类型,直接决定标签寿命,一般封装形式为卡式、腕带式、钥匙式、一次性封条式、防拆卸腕式等。一般封装材质为PVC、ABS,尽量避免用金属液体等封装以防止对标签发射信号产生严重干扰。
  电子标签的安装佩戴
  一般用于物品安装的电子标签上面附有固定孔、磁铁钉,其他佩戴于人身上的标签有扣、环、卡槽等固定安装位置。
  什么是防拆卸型电子标签
  当电子标签被拆卸时,能发出报警信息的电子标签即为防拆卸性电子标签,一般的报警方式为使标签发射的ID信息中报警位改变,或让标签无法工作。
  什么是单向电子标签
  单向电子标签就是标签上电工作后只能按照预设的参数进行周期性发射工作,不能接收阅读器发出的指令。
  什么是双向电子标签
  双向电子标签就是标签上电工作后仍然可以与阅读器进行通讯,可以接收阅读器发出的指令并给予回应。
  什么是传感器型电子标签
  传感器型标签是指利用RFID实现识别、采集的标签,在标签外端外置多个传感器进行数据采集,采集后通过RFID通讯传输数据至上位机。

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