远距离无源射频识别系统设计-Read.PDF

2004 年 7 月 遥　测　遥　控 ·45 · 远距离无源射频识别系统设计 张益强　郑　铭　张其善 (北京航空航天大学电子信息工程学院　北京　100083) 文　摘　文中给出射频识别系统的设计方案, 系统采用反向散射调制技术完成从电子标签到读写器的数据传输。接 收机采用零中频直接变频方案, 电路简化, 可有效地降低成本。抗冲突协议采用两种模式。测试结果表明, 该方案达到了 设计指标, 可满足实际射频识别应用系统的要求。 主题词　射频识别　反向散射调制　零中频接收　抗冲突技术 前　言 射频识别技术(R F ID , R adio F requency Iden tification) 是从 80 年代起走向成熟的一项自动识别技术。 它利用射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别目的并交换数据。和传统的磁卡、 卡相比, 射频卡最 IC 大的优点就在于非接触。因此, 完成识别工作时无需人工干预, 适于实现自动化且不易损坏, 可识别高速运 动物体并可同时识别多个射频卡, 操作快捷方便。射频卡不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境, 短距离的射频 卡可以在这样的环境中替代条码, 例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距离的产品多用于交通上, 可达 几十米, 如自动收费或识别车辆身份。 1　射频识别系统 ( ) 射频识别系统至少包括读写器和电子标签 或称射频卡、应答器等 两个部分。后者统称为电子标签。另外还包括天线、主机等。射频识别系 统的组成概况示于图 1。 射频识别系统工作过程如下。在一般状态下, 电子标签处于“等待”或 称为“休眠”的工作状态, 当电子标签进入读写器的作用范围时, 检测到一 定特征的射频信号, 便从“休眠”状态转到“接收”状态, 接收读写器发出的 命令后, 进行相应的处理, 并将相应结果返回读写器。这类只有接收到读 写器特殊命令才发送数据的电子标签被称为R T F (R eader T alk F irst 即 ) ( 读写器先发言 方式; 与此相反, 进入读写器的能量场即主动发送自身 ID 号的电子标签被称为 T T F T ag ) T alk F irst, 即标签先发言 方式。和R T F 相比, T T F 方式的射频卡具有识别速度快等特点, 适用于需要高 速应用的场合。射频识别系统按电子标签的供电方式可分为有源标签和无源标签两类。无源标签需从读 写器发出的射频波束中获取能量, 经过整流、存储后提供电子标签所需的工作电压。与有源标签相比, 它具 有成本低, 无需维护、使用寿命长等特点。缺点是读写器要发射更大的射频功率, 识别距离相对较近等。然 而, 目前的集成电路设计技术使所需工作电压进一步降低至1 甚至 0. 42 [ 6 ] , 这使无源 系统可以 V V R F ID 达到 20 以上的识别距离。在不同的无线电规则限制情况下可以满足大部分实际应用系统的需要。 m 2　射频识别系统设计 2. 1　系统技术指标 远距离射频识别系统主要应用领域有物流、高速公路不停车收费、车辆识别、无线认证等领域。我们的 　收稿日期:　收修改稿日期: © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ·46 · 远距离无源射频识别系统设计 第 25 卷第 4 期 射频识别系统指标