RFID芯片是什么?
条形码专利是在1952年颁发的,自那以后,其使用非常广泛,尤其是杂货店和百货大楼内。我们大多数人并未注意到早在上世纪50年代前就有了条形码,因此普遍认为它还是一种新技术。现在有了一种新技术,即RFID标签,条形码即将退出历史舞台。 RFID芯片已成为我们日常生活中的重要组成部分,信不信由你。这是因为人类总是渴望采用更好更先进的技术。RFID技术是1969年发明的,在1973年颁发了专利。RFID标签实际上就是微芯片。RFID芯片是一种转发器,或者我们所谓的发射器/应答器。它总是准备好接收收发信机或RFID阅读器发射的无线信号。RFID芯片接收到特定的无线信号后会作出应答,即将自己的独特ID代码发回给收发信机。大多数RFID芯片自身不带电池,总是在无线信号将它们唤醒并请求应答之后开始工作。 与条形码相比,RFID芯片有着多方面的优势。如何放置RFID芯片方面没有任何限制。RFID芯片的唯一要求是它必须放置在阅读器的覆盖范围内,不能被水或金属隔开。RFID芯片有一种读写保护功能,RFID标签中保存的数据只能由授权的用户读取或修改。RFID芯片可分为2大类,即采用无源技术的芯片和采用有源技术的芯片。 早期,RFID芯片的制作成本很高,但有关专家预测,它们的价格迟早会降低。RFID芯片可用于大多数物品,甚至可用于地球上的生物。 RFID芯片被普遍用于安全领域,如在机场系到行李和物品上,以减少行李丢失,在发生任何技术故障时简化对行李的跟踪。在客户的飞行计划发生变化时,RFID芯片还可帮助工作人员修改行李的运输行程。 目前有几家著名生产商和零售商利用RFID芯片来管理供应链流程:从生产到装运,再到货物摆放到商店的货架上。例如,美国最大的雇主之一RetailGiant采用“智能货架”,可自动提醒管理员和工作人员补充货架上的物品。沃尔玛等大型超市希望所有供应商都支持RFID跟踪,以便他们将RFID阅读器指向任何密封的货物包装箱后就可以知道其中的货物而不必打开每个包装箱或使用条形码扫描仪。 此外,各大银行也尝试发行新的Visa卡,将智能卡和RFID芯片的优势结合在一起,在不需要任何现金或硬币的情况下轻松完成交易。这些智能卡也可以安装到手机或其它电子设备中,帮助用户支付停车费或购买商品而不需要掏钱包。使用RFID芯片跟踪资产可减少资产丢失或放错位置的情况,同时提高这些物品的安全性。RFID芯片的使用可提高敏感物品的安全性,可用作额外的验证手段。
常用的 RFID 标签芯片有哪几种
无源RFID标签收到读写器发送射频信号后,激活内部电路,内部电路开始工作.(空口协议之前会发一段高电平用于激活).读写器发送的波是严格按照协议的编码格式进行编码的,标签电路工作后,内部的芯片会进行解码,并按要求进行回应.有源RFID标签,不需要被激活,直接接收读写器发送的射频信号,进行解码然后回应.
UHF RFID 标签芯片有哪些
Impinj的Monza系列芯片,现在已经出到了Monza5.Monza4D/4E/4DQT等不同牌号具有不同的应用范围. Alien的Higgs 系列标签,牌号有H2、H3、H4系列芯片 NXP的S70等等 其他的芯片就不一一列数了,如果需要更详细的,可以给我消息.谢谢!
rfid标签是什么?
RFID是Radio
Frequency
Identification的缩写,即射频识别,俗称电子标签。
什么是RFID技术?
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。
RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。
什么是RFID的基本组成部分?
标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;
阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;
天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号。
RFID技术的基本工作原理是什么?
RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive
Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active
Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统,
是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,
其工作原理是Reader
发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,
用以驱动
Transponder电路将内部的数据送出,此时
Reader
便依序接收解读数据,
送给应用程序做相应的处理。
以RFID
卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成,
感应偶合(Inductive
Coupling)
及后向散射偶合(Backscatter
Coupling)两种,
一般低频的RFID大都采用第一种式,
而较高频大多采用第二种方式。
阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。
在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体,目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。
是什么让零售商如此推崇RFID?
据Sanford
C.
Bernstein公司的零售业分析师估计,通过采用RFID,沃尔玛每年可以节省83.5亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观,但毫无疑问,RFID有助于解决零售业两个最大的难题:商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品),而现在单是盗窃一项,沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元,如果一家合法企业的营业额能达到这个数字,就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计,这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。
RFID是什么
射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触.RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体.系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成.RFID的基本组成部分 标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象 阅读器(Reader):读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式; 天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号.
RFID基本原理是什么?
RFID射频标签是承印物与电子技术的一个典型组合应用.其在承印物上就包含了存有产品信息的IC芯片与天线组成的射频电路,通过天线接收来自专用阅读器所发射的射频信号,并应答出标签芯片中所包含的数据信息,也可送入主计算机进行处理,从而实现产品非接触式的识别、查找与管理,打破了传统条形码识别的局限性.因为RFID有移动数据库的特性,所以有人说,RFID有可能发展成为今后全球商品或物流中最广为采用的技术之一.
何为RFID电子标签
钧普电子标签对RFID电子标签全部解释说明如下:
射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
射频的话,一般是微波,1-100GHz,适用于短距离识别通信。
RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等。
无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。
许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车,厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上,方便对牲畜与宠物的积极识别(积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份)。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分,汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。
某些射频标签附在衣物、个人财物上,甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息,这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。
RFID电子标签和普通的电子标签有什么区别
RFID电子标签里面含有RFID芯片和天线 可以用无线射频识别的方式识别 普通的标签就纸和胶 一般在上面打印条码 用条码扫描枪识别
何谓RFID无源系统,简述其工作原理
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可以识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。
1.2 RFID的基本组成部分
最基本的RFID应用系统由三部分组成:
A 标签(Tag) B 阅读器(Reader) C 天线(Antenna)
1.3 无源RFID的基本原理
读写器通过发射天线发射一定频率的射频信号,当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,标签获得能量被激活;标签将自身编码等信息通过天线发送出去;系统接收天线接收从标签发送过来的载波信号,经天线调节器传送到读写器,读写器对接收到的信号进行解调之送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,根据不同的设定进行相关的处理,并通过天线修改标签的内部信息(可读写标签)。
信息处理系统
阅 读 器
应用程序接口(API) 空中接口
RFID工作原理
1.4 各组成部分的介绍
1) 电子标签
电子标签附着在待识别的物品上,是射频识别系统真正的数据载体,当标签进入天线有效覆盖区域内无源标签就能从天线发出的电磁场中获得能量,从而被激活。一般情况下,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。 2)阅读器
当附着有电子标签的待识别物品通过其读出范围内时,阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出,从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。 3)天线
天线及空间信道天线用于发射信号来形成有效的电磁场覆盖区域和接收标签的返回信号。针对无源标签的任务有两个:一是通过电磁场耦合向标签提供能量,二是通过电磁耦合在标签与阅读器之间建立传送数据的通道。
在RFID系统中应该使用方向性天线,它与全向天线相比具有更少的辐射模式和返回损耗的干扰。天线类型的选择必须使它的阻抗与自由空间和ASIC(为专
门目的所设计的集成电路)相匹配。
2 无源RFID的数据与能量传输
2.1 阅读器与电子标签之间的耦合类型
1) 电感耦合
一种变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,所依据的是电磁感应原理。适用于中低频。例如:125KHZ,225KHZ,13.56MHZ等。作用距离有限。
电感耦合
2) 电磁反向散射耦合
雷达原理模型,碰到目标后反射同时携带回目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律。适用于高频、微波工作的远距离射频识别系统。常用的频率有433MHZ,915MHZ,2.45GHZ,5.8GHZ等。作用距离可达3-10m。根据本方案的应用需求选用电磁反向散射耦合。
电磁反向散射耦合
利用电磁反向散射耦合的反向散射调制技术是指无源RFID将数据发挥阅读器所采用的方式。标签返回数据的方式是控制天线的阻抗,方法有多种,都是基于一种阻抗开关的方法。实际采用的阻抗开关有,变容二极管、逻辑门与高速开关等。
RFID电子标签电路组成及原理
一个完整超高频无源RFID标签由天线和标签芯片两部分组成,其中,标签芯片一般包括以下几部分电路:
– 电源恢复电路
– 电源稳压电路
– 反向散射调制电路
– 解调电路
– 时钟恢复/产生电路
– 启动信号产生电路
– 参考源产生电路
– 控制单元
– 存储器
电源恢复电路
电源恢复电路将RFID标签天线所接收到的超高频信号通过整流、升压等方式转换为直流电压,为芯片工作提供能量。
电源恢复电路具有多种可行的电路结构。如图2所示是目前常用的几种电源恢复电路[3][4]。
在这些电源恢复电路中,并不存在最理想的电路结构,每种电路都有各自的优点及缺陷[3]。在不同的负载情况、不同的输入电压情况、不同的输出电压要求以及可用的工艺条件下,需要选择不同的电路以使其达到最优的性能。图2(a)所示的多级二极管倍压电路,一般采用肖特基势垒二极管。它具有倍压效率高、输入信号幅度小的优点,应用十分广泛[5]。但是,一般代工厂的普通CMOS工艺不提供肖特基势垒二极管,在工艺的选择上会给设计者带来麻烦。图2(b)是用接成二极管形式的PMOS管来代替肖特基二极管,避免了工艺上的特殊要求。这种结构的倍压电路需要有较高的输入信号幅度,在输出电压较高时具有较好倍压效率。图2(c)是传统的二极管全波整流电路。与Dickson倍压电路相比,倍压效果更好,但引入了更多的二极管元件,功率转换效率一般略低于Dickson倍压电路。另外,由于它的天线输入端与芯片地分离,从天线输入端向芯片看去,是一个电容隔直的全对称结构,避免了芯片地与天线的相互影响,适合于与对称天线(例如偶极子天线)相接。图2(d)是许多文献提出的全波整流电路的CMOS管解决方案[4]。在工艺受限的情况下,可以获得较好的功率转换效率,并且对输入信号幅度的要求也相对较低[3]。 在一般的无源UHF RFID标签的应用中,出于成本的考虑,希望芯片电路适合于普通CMOS工艺的制造。而远距离读写的要求对电源恢复电路的功率转换效率提出了较高的要求。为此,很多设计者采用标准CMOS工艺来实现肖特基势垒二极管[6],从而可以方便地采用多级Dickson倍压电路结构来提高电源转换的性能[3]。图3所示是普通CMOS工艺制造的肖特基二极管结构示意图。在设计中,不需要更改工艺步骤和掩膜板生成规则,只需在版图上作一些修改,就可以制作出肖特基二极管。
图4所示是在UMC 0.18um CMOS工艺下设计的几种肖特基二极管的版图。它们的直流特性测试曲线如图5所示。从直流特性的测试结果上可以看到,标准CMOS工艺制造的肖特基二极管具有典型的二极管特性,并且开启电压只有0.2V左右,非常适合应用于RFID标签。
3 电源稳压电路
在输入信号幅度较高时,电源稳压电路必须能保证输出的直流电源电压不超过芯片所能承受的最高电压;同时,在输入信号较小时,稳压电路所消耗的功率要尽量的小,以减小芯片的总功耗。
从稳压原理上看,稳压电路结构可以分为并联式稳压电路和串联式稳压电路两种。并联式稳压电路的基本原理如图6所示。
在RFID标签芯片中,需要有一个较大电容值的储能电容存储足够的电荷以供标签在接收调制信号时,仍可在输入能量较小的时刻(例如OOK调制中无载波发出的时刻),维持芯片的电源电压。如果输入能量过高,电源电压升高到一定程度,稳压电路中电压感应器将控制泄流源将储能电容上的多余电荷释放掉,以此达到稳压的目的。图7是其中一种并联型稳压电路。三个串联的二极管D1、D2、D3与电阻R1组成电压感应器,控制泄流管M1的栅极电压。当电源电压超过三个二极管开启电压之和后,M1栅极电压升高,M1导通,开始对储能电容C1放电。
另外一类稳压电路的原理则是采用串联式的稳压方案。它的原理图如图8所示。基准电压源是被设计成一个与电源电压无关的参考源。输出电源电压经电阻分压后与基准电压相比较,通过运算放大器放大其差值来控制M1管的栅极电位,使得输出电压与参考源基本保持相同的稳定状态。
这种串联型稳压电路可以输出较为准确的电源电压,但是由于M1管串联在未稳压电源与稳压电源之间,在负载电流较大时,M1管上的压降会造成较高的功耗损失。因此,这种电路结构一般应用于功耗较小的标签电路中。
4 调制与解调电路
A.解调电路
出于减小芯片面积和功耗的考虑,目前大部分无源RFID标签均采用了ASK调制。对于标签芯片的ASK解调电路,常用的解调方式是包络检波的方式,如图9所示[1]。
包络检波部分与电源恢复部分的倍压电路基本相同,但是不必提供大的负载电流。在包络检波电路的末级并联一个泄电流源。当输入信号被调制时,输入能量减小,泄流源将包络输出电压降低,从而使得后面的比较器电路判断出调制信号。由于输入射频信号的能量变化范围较大,泄流源的电流大小必须能够动态的进行调整,以适应近场、远场不同场强的变化。例如,如果泄流电源的电流较小,在场强较弱时,可以满足比较器的需要,但是当标签处于场强很强的近场时,泄放的电流将不足以使得检波后的信号产生较大的幅度变化,后级比较器无法正常工作。
在输入载波未受调制时,泄流管M1的栅极电位与漏极电位相同,形成一个二极管接法的NMOS管,将包络输出钳位在M1的阈值电压附近,此时输入功率与在M1上消耗的功率相平衡;当输入载波受调制后,芯片输入能量减小,而此时由于延时电路R1、C1的作用,M1的栅极电位仍然保持在原有电平上,M1上泄放的电流仍保持不变,这就使得包络输出信号幅度迅速减小;同样,在载波恢复后,R1和C1的延时使得包络输出可以迅速回复到原有高电平。采用这种电路结构,并通过合理选择R1、C1的大小以及M1的尺寸,即可满足在不同场强下解调的需要。
包络输出后面所接的比较器电路也有多种可以选择的方案,常用的有迟滞比较器、运算放大器等。也可以简化为用反相器来实现。
B.调制电路
无源UHF RFID标签一般采用反向散射的调制方法,即通过改变芯片输入阻抗来改变芯片与天线间的反射系数,从而达到调制的目的。一般设计天线阻抗与芯片输入阻抗使其在未调制时接近功率匹配,而在调制时,使其反射系数增加。常用的反向散射方法是在天线的两个输入端间并联一个接有开关的电容,如图11所示,调制信号通过控制开关的开启,决定了电容是否接入芯片输入端,从而改变了芯片的输入阻抗。 5 启动信号产生电路
电源启动复位信号产生电路在RFID标签中的作用是在电源恢复完成后,为数字电路的启动工作提供复位信号。它的设计必须要考虑以下几点问题[7]:
– 如果电源电压上升时间过长,会使得复位信号的高电平幅度较低,达不到数字电路复位的需要;
– 启动信号产生电路对电源的波动比较敏感,有可能因此产生误动作;
– 静态功耗必须尽可能的低。
通常,无源RFID标签进入场区后,电源电压上升的时间并不确定,有可能很长。这就要求设计的启动信号产生电路产生启动信号的时刻与电源电压相关。图12所示是一种常见的启动信号产生电路[8]。
它的基本原理是利用电阻R0和NMOS管M1组成的支路产生一个相对固定的电压Va,当电源电压vdd超过NMOS管的阈值电压后,Va电压基本保持不变。随着vdd的继续升高,当电源电压达到Va+|Vtp|时,PMOS管M0导通使得Vb升高,而此前由于M0截止,Vb一直处于低电平。
这种电路的主要问题是存在着静态功耗。并且由于CMOS工艺下MOS管的阈值电压随工艺的变化比较大,容易受工艺偏差的影响。因此,利用pn结二极管作启动电压的产生会大大减小工艺的不确定性,如图13所示。
当VDD上升到两个pn结二极管的开启电压之前,PMOS管M0栅极与电源电压相等,PMOS管关断,此时电容C1上的电压为低电平。当VDD 上升到超过两个二极管阈值电压后,M0开始导通,而M1栅极电压保持不变,流过M1的电流保持不变,电容C1上电压逐渐升高,当其升高到反相器发生翻转后,就产生了启动信号。因此,这种电路产生启动信号的时间取决于电源电压是否达到两个二极管的阈值电压,具有较高的稳定性,避免了一般启动电路在电源电压上升过慢时,会导致开启信号出现过早的问题。
如果电源电压上升的时间过快,电阻R1和M0的栅电容构成了低通延时电路,会使得M0的栅极电压不能迅速跟上电源电压的变化,仍然维持在低电平上,这时M0就会对电容C1充电,导致电路不能正确工作。为解决这一问题,引入电容C5。如果电源电压上升速度很快,电容C5的耦合作用能够使得M0的栅极电位保持与电源电压一致,避免了上述问题的发生。
该电路仍然存在的静态功耗的问题,可以通过增大电阻值,合理选择MOS管尺寸来降低静态功耗的影响。要想完全解决静态功耗的问题则需要设计额外的反馈控制电路,在启动信号产生后关断这部分电路。但是,需要特别注意引入反馈后产生的不稳定态的问题[7]。