电子标签的概念

电子标签的概念
二、RFID电子标签的分类：
三、RFID标签的原理
四、RFID标签的组成
五、RFID的工作原理
- 阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：
- - 电感耦合
  - 电磁反向散射耦合
六、RFID电子标签的数据存储
七、RFID低频简介
八、RFID高频简介
九、RFID超高频简介
十、RFID微波段简介
RFID电子标签的防冲撞机制
- 面向比特的防冲突机制
- 面向时隙的防冲突机制

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电子标签的概念

电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；是一种存储数据识别资料的装置，可以透过无线电波与读写器之间互相传递资讯，用来回应识别资料给读写器。无须人工干预，RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。

二、RFID电子标签的分类：

有源、无源，半有源半无源标签等种类；有源标签即该标签需要额外供电；无源标签的能量直接是由耦合电路传递的，不需要额外的电源；
依据频率的不同可分为低频、高频、超高频和微波电子标签。
依据封装形式的不同可分为信用卡、线形、纸状、玻璃管、圆形及特殊用途的异形标签等。

三、RFID标签的原理

  射频识别标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag,无源或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源或主动标签）；解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。

四、RFID标签的组成

RFID晶片（包含逻辑控制单元、记忆体和收发器，进行解码、解密和错误检查等运算功能）
天线（用于接收读取器发送的射频资料或传送出本身的识别资料）
电力来源（主动式：由标签内部所附电源所提供；被动式：由读写器送出的无线电波提供）
以下是电子标签内部结构:芯片+天线与RFID系统组成示意图

五、RFID的工作原理

    射频识别系统的基本模型如图所示。其中，电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通讯器、读写器(取决于电子标签是否可以无线改写数据)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合、在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。

阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：

电感耦合

变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。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、225kHz和13．56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10～20cra。

电磁反向散射耦合

雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2．45GHz，5．8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3—l0m。

六、RFID电子标签的数据存储

标签根据商家种类的不同能储存从512字节到4兆不等的数据。标签中储存的数据是由系统的应用和相应的标准决定的。例如，标签能够提供产品生产，运输，存储情况，也可以辨别机器，动物和个体的身份。这些类似于条形码中存储的信息。标签还可以连接到数据库，存储产品库存编号，当前位置，状态，售价，批号的信息。相应的，射频标签在读取数据时不用参照数据库可以直接确定代码的含义

七、RFID低频简介

其实 RFID 技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作,也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用。通过读写器交变场的作用的感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。

八、RFID高频简介

在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器

九、RFID超高频简介

RFID超高频系统通过电场来传输能量。电场能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好的进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要通过电容耦合的方式进行实现。

十、RFID微波段简介

2.4G是一种无线技术，由于其频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间，所以简称2.4G无线技术。2.4GHz无线技术的传输距离可以达到10米，这就比27MHz无线技术占有很大优势。所谓的2.4GHz所指的是一个频段，2.4GHz ISM（Industry Science Medicine）是全世界公开通用使用的无线频段，蓝牙、ZigBee等技术即工作在这一频段，在2.4GHz频段下工作可以获得更大的使用范围和更强的抗干扰能力。随着产品向高端化发展，越来越多的2.4GHz无线游戏外设开始在市场里销售。

RFID电子标签的防冲撞机制

RFID读写器正常情况下一个时间点只能对磁场中的一张RFID卡进行读或写操作，但是实际应用中经常有当多张卡片同时进入读写器的射频场，读写器怎么处理呢？读写器需要选出特定的一张卡片进行读或写操作，这就是标签防碰撞。
防碰撞机制是RFID技术中特有的问题。在接触式IC卡的操作中是不存在冲突的，因为接触式智能卡的读写器有一个专门的卡座，而且一个卡座只能插一张卡片，不存在读写器同时面对两张以上卡片的问题。常见的非接触式RFID卡中的防冲突机制主要有以下几种：
面向比特的防冲突机制；
面向时隙的防冲突机制；
位和时隙相结合的防冲突机制；

面向比特的防冲突机制

卡片有一个全球唯一的序列号。比如Mifare1卡，每张卡片有一个全球唯一的32位二进制序列号。显而易见，卡号的每一位上不是“1”就是“0”，而且由于是全世界唯一，所以任何两张卡片的序列号总有一位的值是不一样的，也就说总存在某一位，一张卡片上是“0”，而另一张卡片上是“1”。

面向时隙的防冲突机制

这里的时隙(timeslot)其实就是个序号。这个序号的取值范围由读写器指定，可能的范围有1-1、1-2、1-4、1-8、1-16。当两张以上卡片同时进入射频场，读写器向射频场发出卡呼叫命令，命令中指定了时隙的范围，让卡片在这个指定的范围内随机选择一个数作为自己的临时识别号。然后读写器从1开始叫号，如果叫到某个号恰好只有一张卡片选择了这个号，则这张卡片被选中胜出。如果叫到的号没有卡片应答或者有多于一张卡片应答，则继续向下叫号

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