RFID电子标签


RFID(无线射频识别)技术也被称为电子标签技术,它通过无线射频信号实现非接触方式下的双向通信,完成对目标对象的自动识别和数据的读写操作。

RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点,可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域,被公认为二十一世纪十大重要技术之一。

RFID标签的构成

一个完整超高频无源RFID标签由天线和标签芯片两部分组成,其中,标签芯片一般包括以下几部分电路:

- 电源恢复电路

- 电源稳压电路

- 反向散射调制电路

- 解调电路

- 时钟恢复/产生电路

- 启动信号产生电路

- 参考源产生电路

- 控制单元

- 存储器

<1>电源恢复电路
电源恢复电路将RFID标签天线所接收到的超高频信号通过整流、升压等方式转换为直流电压,为芯片工作提供能量。
电源恢复电路具有多种可行的电路结构。在这些电源恢复电路中,并不存在最理想的电路结构,每种电路都有各自的优点及缺陷。在不同的负载情况、不同的输入电压情况、不同的输出电压要求以及可用的工艺条件下,需要选择不同的电路以使其达到最优的性能。
<2> 电源稳压电路
在输入信号幅度较高时,电源稳压电路必须能保证输出的直流电源电压不超过芯片所能承受的最高电压;同时,在输入信号较小时,稳压电路所消耗的功率要尽量的小,以减小芯片的总功耗。
从稳压原理上看,稳压电路结构可以分为并联式稳压电路和串联式稳压电路两种。
在RFID标签芯片中,需要有一个较大电容值的储能电容存储足够的电荷以供标签在接收调制信号时,仍可在输入能量较小的时刻(例如OOK调制中无载波发出的时刻),维持芯片的电源电压。如果输入能量过高,电源电压升高到一定程度,稳压电路中电压感应器将控制泄流源将储能电容上的多余电荷释放掉,以此达到稳压的目的。    
<3>解调电路
出于减小芯片面积和功耗的考虑,目前大部分无源RFID标签均采用了ASK调制。对于标签芯片的ASK解调电路,常用的解调方式是包络检波的方式。
包络检波部分与电源恢复部分的倍压电路基本相同,但是不必提供大的负载电流。在包络检波电路的末级并联一个泄电流源。当输入信号被调制时,输入能量减小,泄流源将包络输出电压降低,从而使得后面的比较器电路判断出调制信号。由于输入射频信号的能量变化范围较大,泄流源的电流大小必须能够动态的进行调整,以适应近场、远场不同场强的变化。例如,如果泄流电源的电流较小,在场强较弱时,可以满足比较器的需要,但是当标签处于场强很强的近场时,泄放的电流将不足以使得检波后的信号产生较大的幅度变化,后级比较器无法正常工作。
<4>调制电路
无源UHF RFID标签一般采用反向散射的调制方法,即通过改变芯片输入阻抗来改变芯片与天线间的反射系数,从而达到调制的目的。一般设计天线阻抗与芯片输入阻抗使其在未调制时接近功率匹配,而在调制时,使其反射系数增加。
RFID标签的分类
按供电方式分:有源(Active)标签和无源(Passive)标签。
按工作频率分:低频(LF)标签、高频(HF)标签、超高频(UHF)标签以及微波(uW)标签。
按通信方式分:主动式标签(TTF)和被动式标签(RTF)。 
按标签芯片分:只读(R/O)标签、读写(R/W)标签和CPU标签。
RFID标签行业应用
门禁管制: 人员出入门禁监控管理
动物监控: 畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪
交通运输: 高速公路的收费系统
物流管理: 航空运输的行李识别,存货、物流运输管理
自动控制: 汽车、家电、电子业之分类、组装生产线管理
医疗应用: 医院的病历系统、仪器仪表设备管理
物料管控: 工厂物料的自动化盘点及控制系统
质量追踪: 成品质量追踪、回馈
资源回收: 栈板、可回收容器等管理
防盗应用: 超市、图书馆或书店的防盗管理
防仿假冒: 名牌烟酒及贵重物品的打假防伪
废物处理: 垃圾回收处理、废弃物管控系统
联合票证: 多种用途的智能型储值卡、一卡通等
危险物品: 军械枪支、雷管炸药管制

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