内容发布更新时间 : 2024/12/24 11:04:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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第二章RFID系统概论
一、RFID——Radio Frequency Identification
RFID利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递达到识别目标的技术。系统通常读写器、电子标签及应用软件组成。可用于物流，电子票证，动物或资产追踪管理，供应冷链，高速公路智能收费等领域。
二、工作原理：读写器控制射频模块发出射频信号，电子标签主动发送（有源标签）或者凭借感应电流所获得的能量（无源标签）发送出芯片中的存储信息，接收标签的应答，读写器对标签的传递过来的信息进行解码，并传输到主机进行数据处理。 1）在低频段(100MHz以下)基于电感耦合（近距）
2）在高频段(400MHz以上)基于电磁反向散射耦合（雷达，远距）
三、按工作频段分类： 工作频段 低频（LF） <125KHz 通信标准协议 ISO18000-2 技术简单可靠成熟 ISO11785 无频率限制 与标准CMOS工艺兼容 ISO18000-3 高频（HF） ISO14443 13.56MHz ISO15693 广泛 超高频（UHF） 840-845MHz和 ISO18000-6 ISO18000-7 长距离定向识别 天线尺寸小，可绕射，无各国有不同的频段管制， 受金属和液体等材料影响在交通智能卡等领域应用受金属材料等影响大 技术可靠成熟 天线尺寸大， 距离不够远(<75cm) 天线尺寸大 识别距离短(<10cm) 优点 标准CMOS工艺 缺点 通信速度低 920-925 MHz 需可视距离， 发展潜力巨大 较大 对人体有伤害，限制发射功率 除了UHF特性外 微波 2.45～5.8GHz ISO18000-4 DSRC 更高的带宽和通信速率 更长识别距离，更小的天线尺寸
第三章RFID的工作原理
一、RFID工作原理
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ISM频段共享产品多 易受干扰，技术相对复杂 对人体有伤害，限制发射功率 阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;
标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流，获得能量被激活;激活
标签将自身信息编码后经天线发送出去;
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阅读器接收该信息，经过解码后必要时送至后台网络;
后台网络中主机鉴定标签身份的合法性，只对合法标签进行相关处理，通过向
前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作;
二、RFID的三种工作模型
1）以能量供给为基础的工作模型
无源电子标签：当标签进入阅读器的工作范围内以后，标签收到阅读器发
送的信号，产生感应电流从而激活内部的电路，内部整流电路将射频能量转化为电能，将该能量存储在标签内部的大电容里，进而为其正常工作提供了所需的能量。
半有源电子标签：阅读器发送的射频信号只用来激活标签。
有源电子标签：只要标签处于阅读器的工作范围以内，就可以主动向阅读器发送信号。
2）以时序方式完成数据传输的工作模型
阅读器先发言模式（RTF, Reader Talk First）
如果阅读器不主动激活电子标签的话，电子标签不会向阅读器发送信
号，通常用于无源标签。
电子标签先发言模式（TTF, Tag Talk First）
就算阅读器不激活标签，标签也会主动向阅读器发送信号
3）以数据传输为目的的工作模型
上行链路传输
电子标签向阅读器的数据传输。 下行链路传输
阅读器向电子标签的数据传输。
离线写入：无论是哪一类电子标签都有离线写入这种情况。所有
电子标签在出厂之前都要由生产厂家将标签的ID号（EPC）固化写入，该ID号是标签的身份标识，是唯一的，一旦写入以后将永远不能修改。
在线写入：拓展高级功能，可写标签，结构复杂，成本高。
三、 RFID防碰撞理论
1）碰撞的种类
阅读器碰撞：多个阅读器同时与一个标签通信，致使标签无法区分阅读器的信号。
电子标签碰撞：多个标签同时响应阅读器的命令而发送信息，使阅读器无
法识别标签。
2）传统解决方案
1）空分多址（SDMA） 2）频分多址（FDMA） 3）码分多址（CDMA） 4）时分多址（TDMA）
应用最广泛，又可以分为基于概率的ALOHA算法（饿死）和确定的二进制
算法两种。
3）ALOHA反碰撞算法
1、纯ALOHA算法 ?
主要采用标签先发言（Tag-Talk-First）的方式，即电子标签一旦进
入阅读器的工作范围获得能量后，便向阅读器主动发送自身的序列号。
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在某个电子标签向阅读器发送数据的过程中，如果有其它电子标签也
同时向该阅读器发送数据，此时阅读器接收到的信号就会产生重叠，导致阅读器无法正确识别和读取数据。
?
阅读器通过检测并判断接收到的信号是否发生碰撞，一旦发生碰撞，
阅读器则向标签发送指令使电子标签停止数据的传送，电子标签接到阅读器的指令后，便随机的延迟一段时间再重新发送数据。
在纯ALOHA算法中，假设电子标签在t时刻向阅读器发送数据，与阅读器的通信
时间为To，则碰撞时间为2T0。G为数据包交换量，S为吞吐率。
2、Slotted ALOHA算法：
? 为提高RFID系统的吞吐率，可以把时间划分为多段等长的时隙，
时隙的长度由系统时钟确定，并且规定电子标签只能在每个时隙的开始时才能向阅读器发送数据帧，这就是Slotted ALOHA算法；
? 根据上述规定可得，数据帧要么成功发送，要么完全碰撞，避免
了纯ALOHA算法中部分碰撞的发生，使碰撞周期变为To；
? 它是纯ALOHA算法的简单改进，也属于时分多址法，它的缺点是
需要同步时钟的控制；