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芯片解密
RFID核心技术解密
时间: 2020-07-14 01:33 浏览次数:
射频标签即是含有物品独一标识体例的编码的标签。这种独一标识体例罗产物电子代码EPC、泛正在识别名UCODE、车辆识别代码VIN、国际证券标识号ISIN、以及IPv6等等。 此中,产物电子代

  射频标签即是含有物品独一标识体例的编码的标签。这种独一标识体例罗产物电子代码EPC、泛正在识别名UCODE、车辆识别代码VIN、国际证券标识号ISIN、以及IPv6等等。

  此中,产物电子代码(EPC)是环球产物代码的一个分支,它可能识别视野除表的倾向。电子产物代码并不光仅是一个无线电波条形码,它包罗著一系列的数据和新闻,象产地,日期代码和其他合头的供应新闻,这些新闻贮存正在一个幼的硅片中,诈骗标签,解读器和推算机的联,分娩者和零售商就可能随时领悟切确的产物和库存新闻。

  射频标签凭据商家品种的差异能贮存从512字节到4兆不等的数据。标签中贮存的数据是由编造的使用和相应的轨范裁夺的。比方,标签或许供应产物分娩,运输,存储环境,也可能分辨呆板,动物和个另表身份。这些好像于条形码中存储的新闻。标签还可能连结到数据库,存储产物库存编号,目下名望,形态,售价,批号的新闻。相应的,射频标签正在读取数据时不必参照数据库可能直接确定代码的寄义。

  目前,射频标签价钱凭据标签品种和使用价钱从30美分到50美元不等,总的来说,用正在高级产物中的智能标签正在50美分以上,主动标签要贵的多,带有丰富敏锐元件的价钱正在100美元以上。

  射频标签的方针是利用一种联合轨范的电子产物代码,使产物正在差异周围都能被辨识。

  正在RFID编造中,信号汲取开发寻常叫做阅读器(或读卡器)。阅读器的基础功用即是供应与标签举行数据传输的接口。

  目前分娩RFID产物的良多公司都采用本身的轨范,但国际上还没有造成联合的轨范。现正在,可供射频卡利用的几种轨范有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。使用最多的是ISO14443和ISO15693,这两个轨范都由物理特色、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输合同四个别构成。

  1.按供电方法分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池供应电源,其感化隔断较远,但寿命有限、体积较大、本钱高,且不适合正在阴毒境况下处事;无源卡内无电池,它诈骗波束供电工夫将汲取到的射频能量转化为直流电源为卡内电道供电,其感化隔断相对有源卡短,但寿命长且对处事境况哀求不高。

  2.按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡重要有125kHz和134.2kHz两种,中频射频卡频率重要为13.56MHz,高频射频卡重要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频编造重要用于短隔断、低本钱的使用中,如大都的门禁掌握、校园卡、动物囚系、货品跟踪等。中频编造用于门禁掌握和需传送大宗数据的使用编造;高频编造使用于须要较长的读写隔断和高读写速率的形势,其天线波束偏向较窄且价钱较高,正在火车监控、高速公道收费等编造中使用。

  3.按调造方法的差异可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自己的射频能量主动地发送数据给读写器;被动式射频卡利用调造散射方法发射数据,它必需诈骗读写器的载波来调造本身的信号,该类工夫适适用正在门禁或交通使用中,由于读写器可能确保只激活肯定范畴之内的射频卡。正在有贫穷物的环境下,用调造散射方法,读写器的能量必需来去穿过贫穷物两次。而主动方法的射频卡发射的信号仅穿过贫穷物一次,于是主动方法处事的射频卡重要用于有贫穷物的使用中,隔断更远(可达30米)。

  4.按感化隔断可分为密耦合卡(感化隔断幼于1厘米)、近耦合卡(感化隔断幼于15厘米)、疏耦合卡(感化隔断约1米)和远隔断卡(感化隔断从1米到10米,以至更远)。

  正在RF安装中,处事频率扩大到微波区域的光阴,天线与标签芯片之间的结婚题目变得愈加厉厉。天线的倾向是传输最大的能量进出标签芯片。这须要把稳的安排天线和自正在空间以及其相连的标签芯片的结婚。本文探究的频带是435MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz,正在零售商品中利用。

  这里有两种利用方法:一)贴标签的物品被放正在堆栈中,有一个便携安装,不妨是手持式,扣问通盘的物品,而且须要它们予以新闻反应新闻;二)正在堆栈的门口安置读卡设配,扣问并纪录进出物品。再有一个重要的采用是有源标签照样无源标签[1],[2]。

  编造中,可选的天线有几种,见下表,它们中心探究了天线的尺寸。如此的幼天线的增益是有限的,增益的巨细取决于辐射形式的类型,全向的天线dBi;偏向性的天线dBi。增益巨细影响天线的感化隔断。下表中的前三个品种的天线是线极化的,不过微带面天线可能使圆极化的,对数螺旋天线仅仅是圆极化的。因为RFID标签的偏向性是不成控的,因此读卡机必需是圆极化的。一个圆极化的标签天线dB 以强的信号。阻抗题目

  为了最大功率传输,天线后的芯片的输入阻抗必需和天线的输出阻抗结婚。几十年来,安排天线欧姆的阻抗结婚,不过不妨安排天线拥有其他的特色阻抗。比方,一个漏洞天线可能安排拥有几百欧姆的阻抗。一个折叠偶极子的阻抗可能是一做个轨范半波偶极子阻抗的20倍。印刷贴片天线的引出点或许供应一个很宽范畴的阻抗(平时是40 到100欧姆)。采用天线的类型,乃至于它的阻抗或许和标签芯片的输入阻抗结婚是万分合头的。另一个题目是其他的与天线亲密的物体可能下降天线的返回损耗。关于全向天线,比方双偶极子天线,这个影响是明显的。更动双偶极子天线和一听番茄酱的间距做了极少现实丈量,显示了极少改观,见图4和图5。其他的物体也有形似的影响。别的是物体的介电常数,而不是金属,更动了谐振频率。一塑料瓶子水下降了最幼返回损耗频率16%。当物体与天线mm的光阴,返回损耗将导致一个3.0 dB的插入损耗,而天线dB。可能安排天线使它与亲密物体的环境相结婚,不过天线的行动关于差异的物体和差异的物体隔断而差异。关于全向天线是不成行的,因此安排偏向性强的天线,它们不受这个题方针影响。

  正在一个无反射的境况中测试了天线的形式,罗了种种须要贴标签的物体,正在利用全向天线的光阴职能首要降低。圆柱金属听惹起的职能降低是最首要的,正在它与天线mm的光阴,反回的信号降低大于20dB (见图6)。天线与物体的中央隔断分裂到100—150mm的光阴,反回信号降低约10 到12dB。正在与天线mm的光阴,丈量了几瓶水(塑料和玻璃),见图7,反回信号下降大于10dB。 正在蜡纸盒的液体,以至苹果上做试验取得了好像的结果。

  正在利用手持的仪器的光阴,大宗的其他邻近物体的使读卡机天线和标签天线的辐射形式首要失线GHz的处事频率推算,假设一个代表性的几何样式,见图8,9,10,和自正在空间比拟,显示返回信号下降了10dB,正在双天线同时利用的光阴,比预感的形式降低的更多。图11和图12是正在一个天线前的一个横截平面的汲取信号等高线图,显示了首要的失真。正在堆栈的利用境况下,一个物品盒子拥有一个标签会有题目,几个标签贴正在一个盒子上以确保通盘光阴都有一个标签是可能瞥见的。便携编造的利用有几个天线的题目。每个盒子两个天线足够适合门禁安装探测,如此局限组织的影响变得不再紧要,由于门禁安装的读卡机天线被固定正在堆栈的进出,而且直接指向贴标签的物体。

  RFID天线的增益和是否利用有源的标签芯片将影响编造的利用隔断。笑观的探究,正在电磁场的辐射强度合适UK的联系轨范时,2.45GHz 的无源环境下,全波整流,驱动电压不大于3伏,优化的RFID天线欧姆),利用隔断约莫是1米[3]。要是利用WHO限度[4]则更适合于环球范畴的利用,不过感化隔断降低了一半。这些限度了读卡机到标签的电磁场功率。感化隔断跟着频率升高而降低。要是利用有源芯片感化隔断可能抵达5到10米。

  全向天线应当避免正在标签中利用,然而是可能利用偏向性天线,它拥有更少的辐射形式和返回损耗的作对。天线类型的采用必需使它的阻抗与自正在空间和ASIC结婚。正在一个堆栈中利用天线彷佛是不成行的,除非利用有源标签,不过正在职何环境下,堆栈内的天线辐射形式将首要失真。一个门禁编造的利用将是好的采用,可能利用短感化隔断的无源标签。当然门禁编造比手持的仪器腾贵,不过手持仪器处事职员须要利用它到堆栈搜求物品,职员用度同样腾贵。正在门禁编造中,每一个物品盒子,仅须要2个而不是4个或6个RFID标签。

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