集近距离的定位与远距离的识别与数据采集功能为一体的有源三元双频RFID系统,在实现了通常RFID的功能外,更提供了定位的功能。这项功能拓展了市场,给各行各业用户带来新的惊喜。同时,在RFID技术领域,这一系统的开发具有极大的应用潜力。
对系统的分析是RFID技术研究的一个重要方面。通常一个最小化的RFID系统只包含两个部分,即标签(Tag)和读写器(Reader)。标签用于携带标识信息,读写器用于无接触地读取标签携带的标识信息,达到自动采集识别数据的目的。这样的RFID系统可以称为二元RFID系统,其中标签是一元,读写器是又一元。根据标签与读写器之间能量传递及信息传递的物理实现原理,这种二元系统有单频系统和倍频系统两大类。单频系统是常见的RFID系统,有低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)甚至微波频段。倍频系统的典型方式是由标签返回读写器的射频频率是读写器发向标签射频频率的倍数,其中二倍频是最为可行的系统。此外,根据标签的不同供电方式,可以分为有源、半有源和无源这三种。其中无源标签必须通过读写器为它提供能量;有源标签完全靠自身的电池提供能量;半有源标签的基带部分由电池供电,收发部分由读写器提供能量。
那么,何谓有源三元双频RFID系统?
显然,三元系统应有三个基本单元,双频就是系统工作时采用两个不同的频率实现系统的整体功能。三元系统除了可实现二元RFID系统的正常功能之外,还可以附加一个定位功能。概括起来,有源三元双频RFID系统即是:可实现近距离的定位与远距离的识别与数据采集功能的RFID系统。
系统简介
所谓有源三元双频RFID系统,是指RFID系统除了具有荷载识别信息的标签以及阅读标签识别信息的读写器之外,还有一个标签位置定位器。即,标签为有源标签,可设定多种工作模式,为一元;读写器可以直接唤醒标签并与标签进行有源通信,为二元;标签位置定位器可向标签传送位置预置信息,并由标签将合并其自身的标识信息向读写器传送标签位置及标签的标识信息,为三元。如果将标签位置定位器看成标签拟行通过的路标,也可将标签位置定位器称为“路标激励器”,即当标签从路标激励器旁通过时,路标激励器将其激励并传给其路标信息,标签被激励唤醒后,接收路标激励器的定位信息,并将其与自身的ID信息发向读写器。
基本工作原理
根据电磁传播的基本规律,要实现有源三元RFID系统的近距离定位与远距离的识别与数据采集,三元系统宜采用双频实现系统预设的功能。系统基本定位如下:
1.标签与路标激励器之间的激励与通信宜采用低频频率进行。通信方式可设定为激励器向标签单向传送路标信息即可。低频工作频率一般可选在300kHz以下。例如:123kHz,125kHz,132kHz,134kHz等。
2.标签与读写器之间的唤醒与通信宜采用超高频频率进行。通信方式可采用广播命令与侦听接收方式。超高频频率一般可选在433MHz、915MHz或2.45GHz频段内的单频点进行。为简化系统设计,标签与读写器之间的通信频率可选为同一频率。
3.有源标签依然是系统的核心。标签受到路标激励器激励或收到读写器发送的唤醒命令时均会进入激活状态。根据接受的命令或预设的工作模式,有源标签进入工作状态发送内存信息或接受读写器的进一步指令。
系统的特点
不同工作频段的RFID系统及系统组成有各自的特点。有源三元双频系统的特点可归结如下:
1.低频RFID系统是利用电感耦合来传递能量和数据,它的工作距离相当近,数据传送速率也较低,但受到的空间电磁干扰的影响相对也较小,并且低频波能绕射和穿过很多材质,譬如木头、水、铝、人体等等。因而由路标激励器可以有效地覆盖一个适当的小区域(参考范围约为4米以内),譬如仓库入口等。此外,低频系统的实现成本通常较低,通信距离短也可以是一个优势,即能比较精确的标定标签的位置。
2.超高频系统拥有相当长的读写距离以及较大的带宽,这就意味着系统可以实现较高的数据速率。采用有源RFID系统的工作原理,从通信能量角度来说,相当于单程传输,可以用几个毫瓦的发射功率实现较远的数百米的通信距离。
3.由于采用有源通信方式进行数据传递,因而也适合较大数据量的传送。
总体上来说,如果应用中既有用到小范围、小数据量操作,又有大范围、大数据量操作的时候,使用低频系统显然不能满足大范围、