RFID與數(shù)據(jù)傳輸方式
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RFID的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有三種,如圖1-6所示。
圖1-6 RFID數(shù)據(jù)傳輸方式
這三種方式為:電容耦合(Capacitive Coupling)、電感耦合(Inductive Coupling)、電磁場(chǎng)傳播(EM-WavePropagation)。
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(1)? ? ? ? 電容耦合
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這種方式是利用電容的電場(chǎng)變化原理來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模沁@種方式的局限性很強(qiáng)。首先,Reader和Tag天線之間的距離要非常近,這樣才有電容效應(yīng),Reader電壓的變化才能使Tag識(shí)別到;其次需要Reader和Tag天線面積很大,這樣才能提供足夠的傳輸能量。由于電容耦合技術(shù)弊端非常多,現(xiàn)在已經(jīng)很難看得到這樣的應(yīng)用了。
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(2)? ? ? ? 電感耦合
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這種技術(shù)是現(xiàn)在最常見的RFID傳輸技術(shù)之一,使用廣泛、方法簡(jiǎn)單,即Reader天線和Tag天線都是閉合線圈,根據(jù)之間的電感耦合進(jìn)行傳輸。根據(jù)諧振頻率、匹配不同以及兩個(gè)天線之間的距離,可以計(jì)算出兩個(gè)天線之間的耦合系數(shù)(在不考慮諧振匹配的情況下距離越近,線圈的匝數(shù)越多其耦合系數(shù)越高)。Reader在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí),能量也可以傳輸給Tag。此種電感耦合的工作方式,一般都是近距離(Near Filed)通信技術(shù)。正常情況下Tag的工作距離為10厘米左右,只有非常特殊的情況下可以工作到1米左右的距離,如15693協(xié)議(13.56MHz)下在門型天線的工作環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)中距離的標(biāo)簽讀取。電感耦合的傳輸方式使用于各種頻率,包括從低頻到超高頻的所有頻率。這里重點(diǎn)說一下,在UHF超高頻的應(yīng)用中,有許多環(huán)境中需要近場(chǎng)的應(yīng)用,最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式就是用近場(chǎng)的Reader天線配合近場(chǎng)的標(biāo)簽天線,在后面的應(yīng)用中我們會(huì)著重介紹近場(chǎng)的RFID方案。
(3)? ? ? ? 電磁波傳播
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電磁波傳播也分兩種模式,一種是利用反向散射電磁波傳播(EM-Wave propagation back-scattering)技術(shù),另外一種是主動(dòng)收發(fā)技術(shù)(Bidirectional EM propagation)。這兩種技術(shù)都是利用電磁波的傳播,都可以遠(yuǎn)距離工作,一般工作距離都可以超過3m,最遠(yuǎn)可以到達(dá)幾十米或者上百米。其中反向散射技術(shù)多應(yīng)用于無源超高頻技術(shù),其特點(diǎn)是標(biāo)簽為無源,其能量從閱讀器輻射的電磁波中獲得。當(dāng)標(biāo)簽對(duì)閱讀器進(jìn)行通信時(shí),閱讀器不能停止工作,要不停地向標(biāo)簽發(fā)射射頻載波(RF Continue Waves),標(biāo)簽通過調(diào)制并反射閱讀器的射頻載波使閱讀器接收到標(biāo)簽發(fā)射的數(shù)據(jù)。這種利用反向散射技術(shù)的無源RFID技術(shù)一般標(biāo)簽成本最低,工作距離大概8米左右,只有在非常特殊的環(huán)境中可以達(dá)到20米左右(如在車輛交通管理中,使用超標(biāo)發(fā)射的大天線可以達(dá)到20米左右的距離)。主動(dòng)發(fā)射或者雙工發(fā)射的技術(shù)主要用于有源標(biāo)簽的應(yīng)用中,其特點(diǎn)是每一個(gè)標(biāo)簽都是一個(gè)有源的收發(fā)器,其能量不來自閱讀器而來源于自身攜帶的電池。當(dāng)閱讀器發(fā)出命令后,標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)出應(yīng)答。該技術(shù)有較遠(yuǎn)的通信距離,讀取穩(wěn)定性強(qiáng),但是價(jià)格貴且由于電池的原因壽命短,同樣由于電池的原因其高低溫環(huán)境的要求很高。常用的工作頻率有433MHz、800-900MHz、2.4GHz、5.8GHz。