RFID技术在物联网的应用 第五章 RFID读写器,2019年5月25日,提纲,5.1 RFID读写器的构成 5.2 RFID读写器的作用与工作方式 5.3 RFID读写器的设计 5.4 RFID读写器的分类 5.5 RFID读写器技术的发展趋势 小结,5.1 RFID读写器的构成,通常由天线、射频接口和逻辑控制单元3部分组成,RFID读写器组成图,RFID读写器详细结构图,5.1 RFID读写器的构成,天线 将电流信号转换成电磁波发送出去，或将接收到的电磁波转换为电流信号的装置 射频模块 射频模块由射频振荡器、射频处理器、射频接收器以及前置放大器组成。 读写模块 由放大器、解码及纠错电路、微处理器、时钟电路、标准接口以及电源组成。完成对RFID电子标签进行读写的控制操作 电源、时钟等基本功能模块,5.2 RFID读写器的作用与工作方式,RFID读写器的基本任务是触发作为数据载体的RFID电子标签，与这个电子标签建立通信联系，并且在中央信息系统和一个非接触的数据载体之间传输数据。 工作方式 读写器先发言（RTF） 标签先发言（TFT） TTF方式的识别速度快适用于需要高速应用的场合；另外，它在处理标签数量动态变化的场合更为实用，在噪声环境中也更稳健。因此，TTF方式更适于工业环境的追踪应用。,5.3 RFID读写器的设计,硬件设计方面 根据应用环境（供电条件、功耗要求）的不同需求来设计发射基站电路。 根据应用环境（各个网点和售卡中心）的不同需求来设计微控制器的数据存储能力和数据通信方式。 软件设计方面 读写程序 与计算机通信程序 与Modem通信程序,5.4 RFID读写器的分类,工作方式 全双工 半双工 通信方式 读写器先发言 标签先发言 工作频率分类 低频（LF） 高频（HF） 超高频（UHF）,5.4.1 低频读写器,低频读写器主要工作频率为125KHz，可以用于畜牧业的管理、门禁考勤、汽车防盗等方面,5.4.2 高频读写器,主要工作频率为13.56MHz，主要应用在二代身份证、电子车票、物流管理等方面。,5.4.2 高频读写器,系统工作流程,5.4.3 微波读写器,常见的工作频率有433MHz、860/960MHz、2.45GHz和5.8GHz等，该系统可以同时对多个电子标签进行操作，主要应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合。是物联网的关键技术。 微波读写器的射频电路与低频和高频有本质上的差别，需要考虑分布参数的影响，可以采用高级设计系统（Advanced Design System, ADS）软件进行仿真设计。,ADS的仿真设计,ADS电子设计自动化软件是美国安捷伦（Agilent）公司所生产的电子设计自动化软件；ADS功能十分强大 时域电路仿真 、频域电路仿真 、三维电磁仿真 、通信系统仿真和数字信号处理仿真设计（DSP） 支持射频和系统设计工程师开发所有类型的 RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成MMIC，是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。,ADS的仿真设计,ADS的仿真设计方法 高频SPICE分析和卷积分析（Convolution） 线性分析 谐波平衡分析（ Harmonic Balance） 电路包络分析（Circuit Envelope） 射频系统分析 拖勒密分析（Ptolemy） 电磁仿真分析（Momentum）,ADS的仿真设计,ADS的设计辅助功能 设计指南（Design Guide） 仿真向导（Simulation Wizard） 仿真与结果显示模板（Simulation & Data Display Template） 电子笔记本（Electronic Notebook）,ADS的仿真设计,ADS与其它EDA软件和测试设备的连接 SPICE电路转换器（SPICE Netlist Translator） 电路与布局文件格式转换器（IFF Schematic and Layout Translator） 布局转换器（Artwork Translator） SPICE模型产生器（SPICE Model Generator） 设计工具箱（Design Kit） 仪器伺服器,5.5 RFID读写技术的发展趋势,标准化、集成化。读写器射频模块与基带处理模块的标准化、模块化使得读写器设计更加简单，功能更加完善。 推出智能化的多天线接口，智能天线相位控制技术，定位跟踪技术。 多种数据通信接口，适应不同的应用系统需求，接口之间可以转化。 读写器小型化、便携化、嵌入化。 多种自动识别技术集成，如条码与RFID集成。 更强的防冲撞能力，使得多标签读写更有效、更便捷。 更多技术的应用，如智能信道分配技术、扩频技术、码分多址技术等。,小结,RFID读写器通常由天线、射频接口和逻辑控制单元3部分组成 RFID读写器是RFID系统构成的主要部分之一，完成对RFID电子标签写入或读取其所携带的数据信息。 RFID读写器的设计包括硬件设计和软件设计，设计过程中还需要考虑基本功能、应用环境、电气性能和电路设计等因素。 按照工作频率分类，RFID读写器可分为低频（LF）、高频（HF）和超高频 （UHF）以及微波读写器,