Grundläggande principer för RFID-system

1. Grundläggande principer

Ur kommunikations- och energiavkänningsmetoderna mellan elektroniska taggar och läsare kan system generellt delas in i två kategorier, nämligen induktiva kopplingssystem (Inductive Coupling) och elektromagnetiska backscatter-kopplingssystem (Backscatter Coupling). Induktiv koppling realiserar koppling genom högfrekventa växlande magnetfält i rymden, baserat på lagen om elektromagnetisk induktion; elektromagnetisk bakåtspridningskoppling, det vill säga radarns principmodell, den emitterade elektromagnetiska vågen reflekteras efter att ha träffat målet och bär samtidigt tillbaka målinformationen, baserat på de elektromagnetiska vågornas rumsliga utbredningsregler.

2. Induktiv koppling RFID-system

Den induktiva kopplingsmetoden för RFID motsvarar ISO/IEC 14443-protokollet. Induktivt kopplade elektroniska taggar består av en elektronisk databärare, vanligtvis bestående av ett enda mikrochip och en spole med stor yta som används som antenn.

Nästan alla induktivt kopplade elektroniska taggar fungerar passivt. All energi som krävs för driften av mikrochippet i taggen tillhandahålls av den inducerade elektromagnetiska energin som sänds av läsaren. Det högfrekventa starka elektromagnetiska fältet genereras av läsarens antennspole och passerar genom spolens tvärsnitt och det omgivande utrymmet av spolen för att orsaka elektromagnetisk induktion i närliggande elektroniska taggar.

3. Elektromagnetisk backscatterRFID-system

(1) Backscatter-modulering

Radarteknologi ger den teoretiska och tillämpningsgrunden för backscatter-kopplingsmetoden för RFID. När en elektromagnetisk våg möter ett rymdmål absorberas en del av dess energi av målet, och den andra delen sprids i olika riktningar med olika intensitet. Bland den spridda energin reflekteras en liten del tillbaka till sändningsantennen och tas emot av antennen (så sändningsantennen är också en mottagarantenn). Den mottagna signalen förstärks och bearbetas för att erhålla relevant information om målet.

När elektromagnetiska vågor sänds ut från en antenn till det omgivande utrymmet möter de olika mål. En del av den elektromagnetiska vågenergin som når målet (frirumsdämpning) absorberas av målet och den andra delen sprids i olika riktningar med olika intensitet. En del av den reflekterade energin återvänder så småningom till sändningsantennen och kallas ett eko. Inom radarteknik kan denna reflekterade våg användas för att mäta ett måls avstånd och orientering.

För RFID-system kan elektromagnetisk backscattering-koppling användas för att slutföra dataöverföring från elektroniska taggar till läsare genom att använda elektromagnetisk vågreflektion. Denna arbetsmetod används främst i system med 915MHz, 2,45GNz eller högre frekvenser.

(2) RFID-backscattering-kopplingsmetod

Frekvensen vid vilken en elektromagnetisk våg reflekteras från ett mål bestäms av reflektionstvärsnittet. Storleken på reflektionstvärsnittet är relaterat till en serie parametrar, såsom målets storlek, form och material, den elektromagnetiska vågens våglängd och polarisationsriktning, etc. Eftersom målets reflektionsprestanda vanligtvis ökar med frekvensen ökar, RFID-backscatter-kopplingsmetoden använder UHF och UHF, och avståndet mellan transpondern och läsaren är större än 1 m. Läsare, transpondrar (elektroniska taggar) och antenner utgör ett transceiverkommunikationssystem.