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UHF
  • 下面我們一起來了解下其中一款UHF頻段RFID的RF測試要點。
  • 目前歐洲所使用的UHF RFID工作頻段在865MHz～868MHz，功率不超過2W，依據(jù)R&TTE指令，CE認(rèn)證中的射頻測試需要參考協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)EN302 208-2進(jìn)行測試。
  • UHF頻段的RFID技術(shù)更是發(fā)展迅速，它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號可以自動識別目標(biāo)對象、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，適用于各類惡劣環(huán)境。
  • 近年來，由于人們對RFID技術(shù)在認(rèn)知上的不斷深入，以及應(yīng)用成本的不斷降低，RFID在各行各業(yè)中不斷加速滲透。
  • 眾所周知，RFID手持終端分為低頻(LF)，高頻(HF)和超高頻(UHF) 三種頻段。
  • 隨著卷煙生產(chǎn)自動化水平的不斷提高，國家煙草專賣局對行業(yè)卷煙生產(chǎn)經(jīng)營決策實行標(biāo)準(zhǔn)化管理。
  • 近年來興起的射頻識別技術(shù)(RFID)是以無線電磁波信號通過近場或遠(yuǎn)場方式與標(biāo)簽交換能量與信息，實現(xiàn)識別目的的技術(shù)，具有數(shù)據(jù)容量大、無需接觸讀寫、保密性高、壽命長、抗干擾能力強等優(yōu)點。在工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理以及物流管理等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。
  • RFID常用工作頻率包括低頻125kHz、134.2kHz.高頻13.56MHz，超高頻860～930MHz，微波2.45GHz，5.8GHz等。因為低頻125kHz、134.2kHz，高頻13.56MHz系統(tǒng)以線圈作為天線，采用電感禍合的方式，其工作距離較近，一般不超過1.2m，帶寬在歐洲及其他地區(qū)限制為幾千赫茲。但超高頻(860～93Uh1Hz)和微波(2.45GHz，5.8GHz)可以提供更遠(yuǎn)的工作距離，更高的數(shù)據(jù)速率，更小的天線尺寸，因此成為RFID的熱點研究領(lǐng)域。
  • 超高頻無源 RFID 標(biāo)簽(UHF Passive RFIDTag)是指工作頻率 在 300M~3GHz 之間的超高頻頻段內(nèi)，無外接電源供電的 RFID 標(biāo)簽。
  • 首先弄清無源標(biāo)簽的供電機理，繼而針對UHF RFID空中接口的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行分析，才可能尋得完整的解決方案。
  • 超高頻射頻識別(UHF RFID)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于資產(chǎn)管理、服裝零售等領(lǐng)域。
  • 電子標(biāo)簽性能的關(guān)鍵在于標(biāo)簽天線的設(shè)計，用傳統(tǒng)的天線設(shè)計技術(shù)來設(shè)計RFID標(biāo)簽天線面臨許多問題和挑戰(zhàn)。而采用仿真軟件來設(shè)計天線，可起到事半功倍的效果。用一系列圖片說明了如何用射頻仿真軟件ADS設(shè)計UHF RFID標(biāo)簽天線。
  • RFID標(biāo)簽包含天線和芯片，二者均具有復(fù)數(shù)阻抗。對于無源標(biāo)簽來說，因為標(biāo)簽工作所需功耗全部來源于讀寫器發(fā)射的射頻能量，所以天線和芯片之間能否實現(xiàn)良好的匹配和功率傳輸，直接影響到系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，也很大程度上決定了標(biāo)簽的關(guān)鍵性能。
  • 傳統(tǒng)的超高頻RFID讀寫模塊一般都會對天線駐波比較敏感，當(dāng)天線回波過大時將導(dǎo)致發(fā)射機輸出功率泄漏到接收機中能量較多而引起阻塞現(xiàn)象，進(jìn)而使讀寫器性能惡化。在此描述了一種新型超高頻讀寫模塊的電路設(shè)計，通過在天線與耦合器之間嵌入一種閉環(huán)可調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)，有效解決了天線駐波失配情況下導(dǎo)致接收機性能蛻化的現(xiàn)象。實驗結(jié)果證明采用這種新型模塊的讀寫器無論從讀寫距離還是多標(biāo)簽處理性能上都獲得了較大提升，達(dá)到了預(yù)期的效果。
  • 國內(nèi)在超高頻自動識別技術(shù)研發(fā)上滯后國際2-3年，雖形成一批專利技術(shù)，但數(shù)量較少。超高頻RFID的核心技術(shù)主要包括：防碰撞算法、低功耗芯片設(shè)計、UHF電子標(biāo)簽天線設(shè)計、測試認(rèn)證等方面。
  • FID技術(shù)有很多種，頻率從125KHz到5.8GHz，標(biāo)簽分有源和無源，還有雙頻芯片及有源無源組合系統(tǒng)等，每一種技術(shù)都有不同的特點，所以要根據(jù)應(yīng)用的需求選擇不同的技術(shù)，同時由于它是一種無線通訊技術(shù)，容易受到空中的各種無線信號的干擾和空間環(huán)境的影響，所以它的應(yīng)用效果是和現(xiàn)場空間環(huán)境有關(guān)的，很難有一個統(tǒng)一不變的效果指標(biāo)，因此，針對不同應(yīng)用環(huán)境的應(yīng)用技術(shù)研究是必不可少的，這就決定了RFID技術(shù)不是一下子就能夠迅速普及的，它需要有一個不斷探索和積累的過程。
  • 由于超高頻RFID的接收和發(fā)射頻率相同，讀卡器結(jié)構(gòu)基本為零中頻結(jié)構(gòu)。零中頻結(jié)構(gòu)的接收機射頻前端沒有選擇濾波器，對鄰近頻率的信號抗干擾能力很弱。我國在《800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應(yīng)用規(guī)定(試行)》中規(guī)定的跳頻間隔為250 kHz，這對零中頻結(jié)構(gòu)的RFID讀卡器在多詢問機環(huán)境下工作是一個很大的技術(shù)難點。所以，在現(xiàn)階段的多詢問機環(huán)境下工作的UHF RFID讀卡器，基本是工作于時分復(fù)用方式。在讀卡器中加入單刀多擲開關(guān)(Single Pole 4Throw，SP4T)，本機輪詢4個天線，可以取代另外的3個讀卡器，降低整個系統(tǒng)成本。
  • 工作在125或134kHz低頻(LF)或者13.56MHz高頻(HF)范圍內(nèi)的電感回路無源RFID系統(tǒng)，其工作距離僅限于大約1m的范圍。UHF RFID系統(tǒng)工作在860至960MHz以及2.4GHZ的工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段。其具有更長的工作距離，對無源標(biāo)簽而言典型工作范圍為3至10m。標(biāo)簽從閱讀器的射頻信號接收信息和工作能量。如果標(biāo)簽在閱讀器的范圍內(nèi)，就會在標(biāo)簽的天線上感應(yīng)出交變的射頻電壓。該電壓經(jīng)過整流后為標(biāo)簽提供直流(DC)電源電壓。通過調(diào)制天線端口的阻抗來實現(xiàn)標(biāo)簽對閱讀器的響應(yīng)。這樣一來，標(biāo)簽將信號反向散射給閱讀器。
  • 閱讀器主要由控制單元、高頻收發(fā)模塊、天線以及其他與后臺設(shè)備相連的接口組成。應(yīng)答器，又叫作標(biāo)簽，是RFID讀取數(shù)據(jù)的來源，主要由天線和微電子芯片組成。RFID系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是閱讀器，實現(xiàn)閱讀器的核心技術(shù)是接收電路。本文主要分析和構(gòu)造了UHF無源RFID閱讀器接收電路。
  • 無線射頻識技術(shù)是利用射頻信號來識別物體的自動識別技術(shù).RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(包括芯片和標(biāo)簽天線)、閱讀器(含閱讀器天線)和后臺主機組成。當(dāng)前，射頻識別工作頻率包括頻率為低頻(125KHz、134KHz)、高頻頻段(13.56MHz)、UHF超高頻段(860～960MHz)和 2.45GHz以上的微波頻段等。
  • 近年來射頻識別(Radio Frequency of IdenTIficaTIo，RFID)技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時也倍受重視。特別是UHF頻段的RFID系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無源標(biāo)簽依靠RFID閱讀器發(fā)射的電磁信號供電，并通過反射調(diào)制電磁信號與閱讀器通信。因此，RFID標(biāo)簽天線設(shè)計的優(yōu)劣對其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。
  • 隨著物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流和生態(tài)監(jiān)視等國民經(jīng)濟方方面面的大量應(yīng)用，UHF頻段的RFID技術(shù)更是發(fā)展迅速，它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號可以自動識別目標(biāo)對象、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，適用于各類惡劣環(huán)境。RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀寫器和天線三部分構(gòu)成，其中RFID讀寫器最為關(guān)鍵。
  • 被測天線是一款工作在RFID全頻段(860 MHz-960 MHz)的陣列天線，可安裝于吊頂、安檢門、珠寶柜內(nèi)部，適用于各種通道場景。
  • 射頻識別(RFID)技術(shù)近年來得到了廣泛的重視和應(yīng)用。UHF頻段的RFID 系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID 閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無源標(biāo)簽依靠RFID 閱讀器發(fā)射的電磁信號供電，并通過反射調(diào)制電磁信號與閱讀器通信。因此，RFID讀寫器天線設(shè)計的優(yōu)劣對其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。
  • 近年來射頻識別(Radio Frequency of Identificatio，RFID)技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時也倍受重視。特別是UHF頻段的RFID系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無源標(biāo)簽依靠RFID閱讀器發(fā)射的電磁信號供電，并通過反射調(diào)制電磁信號與閱讀器通信。因此，RFID標(biāo)簽天線設(shè)計的優(yōu)劣對其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。
  • 隨著射頻識別(RFID)技術(shù)的快速發(fā)展，射頻識別系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于分米波波段(UHF)的RFID系統(tǒng)具有高的讀取速率以及較長的讀取距離，因此近年來關(guān)于UHF波段的RFID系統(tǒng)的研究越來越多。無源的RFID標(biāo)簽(Tag)通常由RFID標(biāo)簽芯片和RFID標(biāo)簽天線構(gòu)成。
  • RFID技術(shù)是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)的無線通信技術(shù)。它可實現(xiàn)對運動目標(biāo)的快速識別和多目標(biāo)識別，識 別的距離可達(dá)幾十厘米至幾十米;根據(jù)讀寫的方式，可以輸入數(shù)千字節(jié)的自定義信息到電子標(biāo)簽，間接管理附帶有電子標(biāo)簽的產(chǎn)品的信息;RFID技術(shù)具有非接觸 性，識別工作無須人工干預(yù)，具有極高的保密性;RFID電子標(biāo)簽不同于磁卡或IC卡，無暴露的觸點，且不易損壞，使用壽命長，可工作于各種惡劣環(huán)境。
  • 本方案將基于UHF RFID技術(shù)，提出一套適合于建筑工地人員自動化考勤管理系統(tǒng)，幫助管理企業(yè)實現(xiàn)對人員考勤的自動化、實時精準(zhǔn)管理。
  • 本文采用Impinj最新的R2000進(jìn)行UHF RFID設(shè)計，可支持多協(xié)議兼容，標(biāo)簽處理速度高達(dá)每秒400多張，此超高頻射頻識別系統(tǒng)尤其適用于物流、供應(yīng)鏈領(lǐng)域。實驗表明，以此為核心的讀寫器防碰撞性能好、高級DRM算法支持每秒處理400個標(biāo)簽。這些特性減小了設(shè)備的開發(fā)復(fù)雜度，縮短了設(shè)備的研發(fā)周期，提高了系統(tǒng)性能，加快了設(shè)備的上市時間。
  • 為徹底解決圖書館亂架問題，根據(jù)RFID技術(shù)特點，利用C#和SQL Sever2008，設(shè)計了一個基于RFID的圖書館智能書架系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件主要由頻率為920MHz的UHF電子標(biāo)簽、RFID讀取器、天線組成，軟件系統(tǒng)包含書庫檢查和亂架檢查兩大部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對在架、外借圖書的清點、統(tǒng)計工作。通過RFID讀取器讀取電子標(biāo)簽信息，并將結(jié)果與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，從而檢查并找出亂架圖書以及相對應(yīng)的正確架位。經(jīng)過測試，結(jié)果表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)讀取精確度較高，查找、比對結(jié)果達(dá)到預(yù)期目的，在實際工作中既可以節(jié)省人力，又可以提高工作效率。
  • 介紹了UHF RFID無源標(biāo)簽的供電特點，即采用無線功率傳輸供電，或利用片上儲能電容充放電實現(xiàn)對芯片電路供電。同時為保證通信需求，應(yīng)該做到充電與放電供需平衡，可取的設(shè)計是將標(biāo)簽所接收的射頻能量大部分用于浮充供電；為集中更多能量用于浮充供電，應(yīng)當(dāng)盡量減少射頻能量的其它應(yīng)用消耗，包括接收時段的解調(diào)解碼、應(yīng)答時段的調(diào)制和發(fā)送。
  • 使用虛擬儀器技術(shù)，搭配數(shù)字信號處理技術(shù)，最后以NI的軟件定義無線電(SDR)為基礎(chǔ)，打造出通用的多重協(xié)議UHF RFID測試平臺。 此平臺適用于所有RFID標(biāo)準(zhǔn)的即時測試作業(yè)，同時支持新協(xié)議的自定義功能。