RFID射频识别技能能够修置于总共的主动原料撷取范畴, 其紧要由射频 (RF)来供给非接触式的物体识别。目前RFID从工业主动化、门禁打点、动物识别和电子护照, 到医疗、票务与库存追踪不等。目前RFID处分计划正在大型企业的研发计画上备受属目。举例来说, 主动识别范畴的生长, RFID射频识别技能功不成没,它供给了非接触式聪明卡、分娩主动化和电子供应链所需的基础技能。
“近场通讯（NFC）程序以短间隔 RFID 高频技能为根本，增援 13.56 MHz。 现今的 NFC 产物依然应有尽有。
起首我們將先容RFID射频识别技能的生长汗青,再分析RFID技能利用范畴。其次切磋正在RFID体例区别的RF元件间举办原料传输与收罗的技能层面题目。终末则会先容正在研发与安设阶段的RFID测试需求, 以及可用来履行和验证测试协定的RFID测试装备。其余也会夸大操纵最新一代主动调谐频谱理解仪和最新版向量信号理解软件的解调才具的长处。
RFID技能也称为非接触 IC卡或 ID标签技能，也许检测和识别特定目的，而无需与目的直接接触。
区别办法的 RFID射频识别技能依然生长了数十年,早正在二次天下大战光阴就有少少基础办法被开垦和操纵,比方敌我识别体例 (Identification, Friend or Foe - IFF )。
以来 RFID技能生长任务仍接续举办, 而现今技能的根本众半是正在1970和80年代开垦出来的。正在本钱居高不下和集体缺乏程序化的情形下, RFID射频识别技能的通俗实作造成了一大寻事。跟着技能无间地演进, 足以制作本钱低廉、可扔掉式的小型 “电子标签”技能, 让墟市闪现一片欣欣向荣的现象,使得百般区别RFID利用的普及化成为可达成的目的。
RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即无线射频识别，实践上是主动识别技能(AEI ， Automatic Equipment Identification) 正在无线电技能方面的整个利用与生长。该项技能的基础思念是，通过采用射频信号主动识别目的对象并获取联系数据，识别任务无须人工干涉，可任务于百般阴恶处境。RFID技能可识别高速运动物体并可同时识别众个标签，操作敏捷简单。
图3 是一个简化的 RFID体例模子。阅读器 / 纪录器中的环途天线通过电磁耦合与 RFID标签中的环途天线之间举办通讯；阅读器 / 纪录器输出射频信号，RFID标签通过环途天线来吸取该信号。RFID 标签检测集成正在 IC 芯片的检波器电途的直流信号，来获取能量并驱动 IC芯片。
阅读器 / 纪录器和 RFID标签间的数据通讯凡是操纵频率为 13.56 MHz 的 ASK调制。
起首正在卡片上通过印刷或其他格式酿成环途天线，随后将IC 芯片和片状电容器安设正在统一个卡片上。卡上的电容器也能够通过印刷格式来修制。终末，对该标签举办封装，测试和装运。
凡是来讲，RFID标签囊括一个L-C-R 并联电途 (此中“L”示意环途天线，“C”示意片状电容器，“R”示意 IC 芯片）。RFID标签的谐振频率 f0可用公式 1/（2π√LC) 来算计。要是 RFID标签的谐振频率亲近 13.56 MHz，示意 RFID标签也许与阅读器/纪录器连结优良的通讯。验证总共标签的谐振频率是否为 13.56 MHz 短长常紧要的。同时，验证 L 和 C 元器件的特色也有助于抬高总共 RFID标签的产量。
另一个需求研讨的是谐振弧线的敏锐水平 (通讯带宽)，通讯带宽由 IC芯片的 R 值或环途天线的寄生电阻 R 值来确定。
当调制信号带宽过宽时，谐振弧线的敏锐程渡过高，使通讯难以举办；而另一方面，谐振的敏锐程渡过低又会导致通讯间隔特质恶化。以是，必需统统地丈量完好标签的谐振特质，而且逐渐地丈量电阻值，才略助助改正 RFID标签的通讯功能。
RFID完整基于射频无线电波不接触神速消息相易和存储技能，通过无线通讯维系数据拜望技能，然后贯串数据库体例，加以达成非接触式的双向通讯，从而到达了识另外主意，用于数据相易，串联起一个极其繁复的体例。正在识别体例中，通过电磁波达成电子标签的读写与通讯。
条形码主动识别体例由条形码标签、条形码天生装备、条形码识读器和算计机組成。条形码紧要基于光学技能。为了阅读出条码所代外的消息，需求一套条形码识别体例，它由条码扫描器、放大整形电途、译码接口电途和算计机体例等个人构成。
条形码识别道理是按照条形码宽度区别、反射率区别的条和空，依据必然的编码法例（码制）编制成的，用以外达一组数字或字母符号消息的图形标识符。即条形码是一组粗细区别，依据必然的法例调理间距的平行线条图形。
RFID的利用万分通俗，目前榜样利用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、泊车场管制、分娩线主动化、物料打点。RFID比条形码更耐用。与条码比拟，RFID具有更大的数据存储空间。RFID能够同时检验众个RFID标签，即RFID批准众次读取。
条形码能够标出物品的分娩邦、制作厂家、商品名称、分娩日期、图书分类号、邮件起止地址、种别、日期等很众消息，所以正在商品畅通、图书打点、邮政打点、银行体例等很众范畴都取得通俗的利用。条形码的数据存储量要少得众，最众惟有 24个字符。条形码一次只可扫描一个条形码，即一次只可读取一张卡。
Norman Woodland 伍德兰基于摩尔斯电码(Morse code)发现确条形码，并于1952年申请了这一观念的专利。美邦人劳雷尔被以为是通用产物代码(UPC)即条形码的合伙发现人。跟着算计机利用的无间普及，条码的利用取得了很大的生长。条形码技能，是跟着算计机与消息技能的生长和利用而出生的，它是集编码、印刷、识别、数据收罗和管制于一身的技能。
RFID是阅读器与标签之间举办非接触式的数据通讯，到达识别目的的射频识别技能。
虽然RFID技能的观念很早就浮现, 但直到近期才被通俗利用。目前的RFID利用还正在接续生长, 囊括库存担任、动物追踪、大楼门禁打点和通行费的付出等等,数不胜数。以下百般RFID利用分析射频识别技能目前最集体的少少用处。
RFID被动标签可用于个体的产物和托盘上, 以追踪区别数目货色 (比方一台手推车、一个托盘或个体品项) 的挪动情状。不像古板的条码, RFID标签可正在必然的间隔内效力。换言之, 读取器不必实践接触到标签。这个特色有助于大幅缩短存放库存所需的时代。读取器凡是可读取数个同时回应的电子标签的反响, 这也可缩短清理库存的时代。由于采近间隔读取格式, 以是也能避免正在算计或扫描每相通产物时浮现人工过错的情状
与产物追踪很好似,间隔读取器可让佩带有用RFID识别证的职员进出。依不怜惜况所需的安静等第而定, 每张识别证可被设定具有程序或特殊的原料回应。这些识别证与磁条或条码的操纵格式很好似, 但由于不必实践接触读取器而显得更耐用。
公司还能够用射频卡守卫和跟踪家当。将射频卡贴正在物品上面，如算计机、传真机、文献、复印机或其它实践室用品上。该射频卡使得公司能够主动跟踪打点这些有价钱的家当，能够跟踪一个物品从某一修造脱离，或是用报警的格式限定物品脱离某地。维系 GPS体例运用射频卡，还能够对货柜车、货舱等举办有用跟踪。
收费站的RFID读取器凡是属于主动式读取器,它们惟有正在吸取到读取器的“叫醒(wakeup)信号时才会耗用电池电力。由于操纵主动式标签, 以是不像库存追踪或识别证相通必需正在近间隔内才略爆发效力, 这类标签的读取间隔可达几百英尺远。这使得高速公途上的驾驶人不必决心放慢速率, 读取器就能收罗到资讯。目前同样的读取器已被试用来算计行车时代。透过沿途设立的众处读取器所收罗到的原料, 可用来监测行车时代。
与识别证所操纵的射频识别技能相合,很众区域都将采工具有RFID付费选项的体例。这可让操纵者正在车流量大的时段绕开大排长龙的行列。
很众小宠物饲主依然起先为他们的宠物植入RFID被动标签。这类标签上都有一组特殊的识别名码, 当宠物被送往兽医或动物收留所时可经由读取器读出该号码。正在博得识别名码之后, 能够搜罗原料库寻找饲主的私人资讯(比方姓名、地点和联络电线 軍事物流体例
RFID 技能源于美邦，早正在二战光阴，就用于飞机的敌我识别，正在近来几年的个人奋斗中， RFID 技能依然告捷地利用于美军后勤的物流打点，无论是正在物资定购中、运输途中、照样正在某个栈房存储中，通过该体例，各级引导职员都能够及时左右物流总共消息。 RFID吸取发送装备凡是安设正在运输线检验站以及栈房、车站、船埠、机场等合头节点上。吸取装备收到 RFID标签消息后，连同吸取地的身分消息，传送给后勤更改打点中央，同时存入中央消息数据库。
RFID技能举动一种主动识别体例，它通过非接触的射频信号主动识别目的并收罗数据，可识别高速运动目的并可同时识别众个目的，无须人工干涉，操作敏捷简单，可适合百般阴恶处境。无论军用物资处于采购、运输、仓储、操纵、维修的任何合头，各级引导职员都能够及时左右其消息和形态。 RFID 能够极疾的速率正在读写器和电子标签之间收罗和相易数据；具有智能读写及加密通讯的才具，天下独一性暗号，极强的消息保密性，这对待军事物流央求确实、神速、安静、可控供给了凿凿可行的技能途径。以是，肆意扩大 RFID技能正在军事物流体例的利用短长常迫切和需要的。
这是 RFID技能较新的利用。目前依然开垦出了足够小的、也许封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需求正在汽车上装有读写器，当钥匙插入到焚烧器中时，读写器也许识别钥匙的身份。要是读写器吸取不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会动员。用这种电子验证的手段，汽车的中间算计机也就能容易避免短途焚烧。
是，司机自身带有一射频卡，其发射范畴是正在司机座椅 45~55cm 以内，读写器安设正在座椅的背部。当读写器读取到有用的ID号时，体例发出三声鸣叫，然后汽车引擎才略启动。该防盗体例再有另一庞大效力：倘使司机脱离汽车而且车门打开引擎也没相合闭，这时读写器就需求读取另一有用 ID 号；如果司机将该射频卡带离汽车，如许读写器不行读到有用 ID 号，引擎就会主动合上，同时触发报警装备。
RFID射频识别技能仍正在接续生长, 并且无间地有新的用处被开垦出来。以下是目前正正在搜索或依然被行使的几个风趣的用处:
天线：正在标签和阅读器之间发送射频信号RFID体例紧要由天线、应答器 “电子标签” 和 收发器 “读取器所构成。
当被动式应答器从读取器吸取到信号时, 一小个人的RF信号会启动电子标签。接着它会按照发射器的吸取参数做反响, 将找到的原料经由后向散射 (back-scattering) 反射回读取器 (详睹图12)
射频信号，就能依赖感觉电流所获取的能量发送出存储正在芯片中的产物消息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读撤销息并解码后，送至中间消息体例举办相合数据管制。RFID技能由Auto-ID中央开垦，其利用办法
标帜(tag)、卡和标签装备。 标帜装备由RFID芯片和天线构成，标帜类型分为三种：主动式，半被动式和被动式。现正在墟市
基础上是被动式RFID标帜，由于这类装备制价较低，且易于装备。被动标帜装备行使无线电波举办操作和通讯，信号必需正在识别器批准的范畴内，凡是是10英尺(约3米)。这类标帜适合于短间隔消息识别。 RFID芯片能够是只读的，也然则读/写格式，按照利用需求决心。被动式标帜装备采用E2PROM(电擦写可编程只读存储器)，便于行使特定电子管制装备往上面写数据。凡是标帜装备正在出厂时都设定为只读格式。Auto-ID楷模中还包罗有死锁夂箢，以正在恰当情状下阻挠跟踪经过。
整个分析信号发射机 - 正在RFID 体例中，信号发射机为了区别的利用主意，会以区别的办法存正在，榜样的办法是标签(TAG)。标签相当于条码技能
符号，用来存储需求识外传输的消息，其余，与条码区别的是，标签必需也许主动或正在外力的效力下，把存储的消息主动发射出去。完好的 RFID体例需求具备有两种合头才具，起首是主动识别、数据读写才具；然后是能餍足数据存储和数据转换的数据管制才具。 对待 RFID 体例测试来说，咱们合怀的紧要是构成 RFID 体例的三个基础部件：
1) 电子标签 ( 射频卡 )凡是由芯片以及耦合元器件构成，芯片上有 EEPROM 用来储蓄识别码或其它数据，标签内含有内置天线，紧要效力是结束与读写器的通讯。与条码、磁卡、 IC 卡等同期或早期的识别技能比拟，射频卡具有非接触、任务间隔长、适于阴恶处境、可识别运动目的等长处。
依据能量供应格式的区别， RFID 标签能够分为被动标签，半主动标签和主动标签，此中半主动标签和主动标签中芯片的能量由电子标签所附的电池供给，主动标签能够主动发出射频信号。依据任务频率的区别， RFID 标签能够分为低频 (LF) 、高频 (HF) 、超高频 (UHF) 和微波等区别品种。区别频段的 RFID 任务道理区别， LF 和 HF 频段的 RFID 电子标签凡是采用电磁耦合道理，而 UHF 及微波频段的 RFID 凡是采用电磁发射道理。
2) 读 / 写器 ： 读取标签消息的装备RFID 读写器的职业是担任射频模块向标签发射读守信号，并吸取标签的应答，对标签的对象标识消息举办解码，将对象标识消息连带标签上其它联系消息传输到主机以供管制。正在大批 RFID 体例中，读写器正在一个区域内发射电磁波 ( 区域巨细取决于任务频率和天线尺寸 ) 。卡片内有一个 LC 串联谐振电途，其频率与读写器发射的频率沟通。当射频卡进程这个区域时，正在电磁波的勉励下， LC 谐振电途形成共振，从而使电容内有了电荷。正在这个电容的另一端，接有一个单指引通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储蓄。当所积聚的电荷到达 2V 时，此电容可举动电源为其它电途供给任务电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器吸取到卡的数据后，解码并举办过错校验来决心数据的有用性，然后，通过 RS232 、 RS422 、 RS485 或无线格式将数据传送到算计机收集。简易的 RFID 产物即是一种非接触的 IC 卡，而繁复的 RFID 产物能和外部传感器接口贯串来丈量、纪录区别的参数，以至可与 GPS 体例贯串来跟踪物体。3) Antenna 天线
天线是一种以电磁波办法把无线电收发机的射频信号功率吸取或辐射出去的装备金年会。天线按任务频段可分为长波、短波、超短波以及微波天线等；按目标性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。正在 RFID 体例中，天线分为标签天线和读写器天线两种情形，现在的 RFID 体例紧要凑集正在 LF 、 HF (13.56MHz) 、 UHF 和微波频段。天线的道理和计划正在 LF 、 HF 和 UHF 频段有根底上的区别。实际上，因为正在 LF 和 HF 频段体例近场区并没有电磁波的撒播，以是天线的题目紧要凑集正在 UHF 和微波频段。
读写器通过发射天线发送必然频率的射频信号，当射频卡进入发射天线任务区域时形成感觉电流，射频卡获取能量被激活；射频卡将本身编码 等消息通过卡内置发送天线发送出去；体例吸取天线吸取到从射频卡发送来的载波信号，经天线调动器传送到读写器，读写器对吸取的信号举办解妥洽 解码 然后送到后台主体例举办联系管制；主体例按照逻辑运算鉴定该卡的合法性，针对区别的设定做出相应的管制和担任，发出指令信号担任履行机构举措。
RFID利用为工程量测带来很众寻事, 加倍是正在暂态信号、紧要频宽调变和后向散射原料的理解上。
正在图13中, 具备神速主动调谐(AUTOTUNE) 效力和内修向量信号理解的扫描调谐(swept-tuned) 频谱理解仪、示波器、功率外和逻辑理解仪,可正在研发与制作处境顶用来履行无线开垦测试。
环球各个政府单元都针对 RFID信号正在功率、频宽和频域上的测试需求协议法例。这些法例可保护操纵者和其他装备免于受到无益的作梗, 并确保发射器不会爆发串音 (cross-talk) 或与频带内其他用户的附近通道相角逐。
RFID体例采用简易的调变和编码/解码演算法, 其正在频谱上恐怕有所亏空。以是为达特定的转换速度需求有较大的RF频宽,发射的原料必需以串列资讯串流来设定,但这会使编码息争码的流程变得更繁复。
主动调谐频谱理解仪加上内修的向量信号理解 (VSA) 软件和光谱图, 可简单地舆解繁复的RFID传输之功率特色。这类理解仪能够识别RFID暂态信号的调变, 并透过单键式操作来履行功率、频率和频宽量测, 囊括神速的频率联系转变。图14, 主动调谐频谱理解仪以逛标效力来顷刻主动显示暂态信号。
图15 操纵89601A VSA软件的众重画面设定, 即时监测解调后的暂态信号
透过彩色3D光谱图,操纵者能够即时监测暂态信号及观看其生长趋向。其余, 正在轨迹上主动设定临界值和逛标的效力, 可就迟缓更动的信号举办数值理解。终末, AVERAGE、MAXHOLD和MINHOLD的众轨迹萤幕设定加上逛标和侦测器, 可用来识别信号始末最彰彰的暂态转变之频率区段。图16以外列格式显示ASK摘要原料, 并以3D光谱图形式来显示RFID暂态信号解调后的频谱。
图16 以外列格式显示ASK摘要原料, 并以3D光谱图形式来显示RFID暂态信号解调后的频谱
当整合RFID通信体例时,会浮现很众信号一数位、基频、IF和RF。各个元件间间隔的拉近会导致串音, 并使信号输出中浮现不念要的信号。
中央频率和频距的设定与待理解信号有亲昵的合联。对少少信号来说, 这个设定很简易。只消操纵载波频率举动中央频率并将频距设为恰当值即可。这个值依工程师祈望正在通道宽度以外看到众少比例的信号而定。
EPC GIobal CIass1-Gen2程序援救跳频信号, 这将会增补信号量测的疾苦度。然而可采用好似的手段, 将中央频率设为通道跳再三带当中的一个值。正在美邦, 依信号的20 dB频宽而定, 可操纵25或50个通道举动跳频通道。这时频距必需设定为通道的总共频率范畴, 并且正在角落处能够有特地的频谱。
要是输入范畴设得太高,杂讯会大幅增补而抬高过错机率。要是设得太低, 会越过ADC的负荷。以是必需设定最理念的输入范畴以博得最佳原料。
很众RFID信号都邑从基础振幅转嫁成较低振幅,古板上则是会抬高。 89600 VSA软件以below level 触发形式来援救这些信号,当振幅掉到某个值以下时信号便会触发
很众新型向量信号理解仪都援救百般区别的解调花样和程序。 89601A VSA软件供给一卓殊的RFID解调形式,以及可针对很众现行程序挑选预设值的效力。
依操纵的程序而定,有好几种区别类型的前向(询查器)调变可供挑选,囊括DSB-ASK、SSB-ASK、PR-ASK、FSK2和00K。请留神, 询查器和电子标签不必然要操纵沟通的调变形式, 回向调变类型, 囊括DSB-ASK、FSK2和00K 与前向和回向调变形式很好似, 询查器和电子标签都有区别的线途编码( line coding ) 格式。线途编码可避免原料因其他体例的杂讯和作梗而受到毁损。每一种编码格式都有其优弱点。宛若调变类型相通,程序会法则可被操纵及凡是会被选用来抬高原料正在特定频带下的传输确实度之线A VSA软件具备变化区别调变花样和线途编码的弹性。图中再有一个 Preset to Standard” 按键 (上方圈选处), 操纵者能够选用它来主动设定调变和线 VSA软件中 RFID解调实质画面
正在RFID解调中必需设定两个紧要的参数以配合待理解信号 : tari和位元率。 Tari是原料0的长度,由程序所界说。正在89601A VSA软件中, 逛标器材可用来量测这个值。至于位元率的量测则是必需先放大原料丛发,再量测高-低-高转换间的时代
正在图15中有一个 ASK Auto Bit Rate/Tari方块可供核选(下方圈选处)。但tari和位元率值必需相当亲近, 理解仪才略锁定信号并设天命值。操纵逛标来履行原始量测以博得tan和位元率值, 可让工程师锁定信号。这项量测必需起码履行一次以确认数值, 纵使工程师依然显露信号的这些值。
设定撷取长度可查看信号中区别的时代宽度。当89601A VSA软件中的Burst Search效力被启动时, 撷取长度和同步搜罗长度是相通的。由于此软件不需求符号时脉时序, 以是可透过手动的格式来调节时脉以分析信号中的非线 挑选滤波器形式和alpha参数(量测和参考)
正在数位解调中,于查看信号时参预滤波凡是会很有效。正在操纵数位解调时参预滤波器, 有助于节减符号间作梗(intersymbol lnterference)。89601A VSA软件供给了几种常睹的滤波器供操纵者挑选,每一种区别的滤波器正在时域或频域中的解析度各有优劣。操纵者能够指定alpha或BT (针对高斯滤波器)参数,其可界说滤波器的形式和宽度(比方速率有众疾,云云便可针对每个信号订制最佳的理解)。请记得总共的程序都未纳入滤波, 它纯粹被当成量测器材操纵。
图19界说RFID信号的区别个人。正在RFID解调形式下,89601A VSA供给了调变理解、一连波 (CW) 理解或同时履行以上二种理解等选项。 CW选项供给一个摘要外, 此中包罗上升、消重和不乱时代等值,以及有助于确保信号适当程序需求的其他值。除了CW理解以外, 还可操纵Burst lndex来检验个体的丛发原料。相合更仔细的资讯, 请参考底下相合丛发和CW(询查器功率)时域理解一节。
侦测后启动 (Activate-upon-detection) 的测试
将主动调谐频谱理解仪搭配89601AVSA软件操纵,再加相合RFID利用的线所示), 便能处分以上总共的量测需求。正在频域和时域以外的范畴, 让读取器(询查器) 与电子标签间的原料流量调节到最佳形态所需操纵的其他装备, 请睹图23的分析。
图22 将主动调谐频谱理解仪搭配 89601A VSA软件操纵,供给相合RFID利用的线上教学实质
RFID射频识别技能是正正在神速生长的一个物业族群，固然目前正在百般利用中都能够看到它，但正在研发与安设阶段RFID测试体例相识一大寻事。最新一代主动挑选频谱理解仪和最新版向量信号理解软件的解调才具，组成认识决这些寻事的可行计划，对待推进 RFID射频识别技能的通俗利用何有助助。
“无线射频识别（RFID）标签的共振频率是决心标签和读取器之间有用通信间隔的合头要素。操纵频谱理解仪您可稳操胜算地量测RFID标签的共振频率。