https://www.toutiao.com/article/7144182428310176288/?log_from=30201ea86fa5_1669348518314 标签和阅读器:RFID 的工作原理以及如何设计您的第一个 RFID 标签天线射频识别 (RFID) 已经存在了 50 多年,在过去的十年中,它终于便宜到可以大规模生产并放置在日常物品中。这为想要了解射频和天线设计的电子设计人员提供了一些新机会。虽然 RFID 实现了与信用卡上的条码或磁条相同的功能,但它有一些独特的用例,值得学习和设计。在此博客中,我们将介绍 RFID 的工作原理以及如何创建自己的 RFID 标签天线电路。 RFID 的工作原理RFID 系统由三部分组成:扫描天线、包含产品所有信息的 RFID 标签,以及解码和解释标签上数据的阅读器。这三个部分适合一个过程,其中:
标签与阅读器通信以共享数据。(图片来源) RFID标签分为主动和被动两种类型之一: 标签通常包含天线和微芯片。(图片来源) 有源 RFID 标签有源 RFID 标签使用内部电池电源为其电路供电并发送无线电信号。由于它们的电池电量,有源标签可以在 805 到 950 MHz 的更高频率上进行广播。这使它们可以从最远 100 英尺的地方进行扫描。
无源 RFID 标签无源 RFID 标签没有电池电源,依靠天线的电磁耦合供电。这使它们的阅读距离更短,最多可达 20 英尺。但是,由于它们的电路中的组件较少,因此它们的生产和一次性使用也更便宜。这是您可以在消费级产品中找到的那种标签。
所有 RFID 标签都按其世代和类别分类。当前的 Gen-2 RFID标签于 2004 年 12 月采用,与 Gen-1 相比具有多项优势,包括:
RFID 标签类别范围从 0 类到 5 类,并定义了可用的功能。课程详情包括:
RFID的优缺点RFID 无线技术为物流、库存控制和零售行业带来了巨大的好处,但这并不意味着它是一项完美的技术。然而,与条形码和其他手动扫描系统相比,RFID 具有一些明显的优势,包括:
RFID 的缺点分为两类,与 RFID 实施和安全/隐私使用相关的技术问题。
RFID用例由于其较低的制造成本,RFID 的用途正在遍及各种行业和环境。我们今天看到的一些最常见的应用包括: 零售和库存控制RFID 标签贴在零售店的服装和其他消费品上。这使员工无需处理条形码即可扫描物品并跟踪库存水平。 像沃尔玛这样的零售巨头正在将 RFID 整合到他们的零售供应链中。(图片来源) 地铁通票和收费站。RFID 标签通常被添加到收费站和地铁通行证。这允许通勤者刷卡并自动扣除车费。 许多收费站现在都在实施 RFID 技术。(图片来源) 防盗像定制吉他这样的高价奢侈品现在都嵌入了 RFID 标签。然后与当地执法部门、经销商和维修店共享此库存,以帮助防止盗窃。 这把 Gibson 吉他的桁架杆下方的小点是一个 RFID 芯片。(图片来源) 这些只是 RFID 众多用途中的一小部分。未来,这项技术将被证明是亚马逊 Go等概念零售购物体验的主要颠覆者。RFID 的其他一些用例包括:
设计您的第一个 RFID 天线标签电路在设计 RFID 系统时,工程师通常会将现有的标签微芯片(如STMicroelectronics ST25)与定制天线结合使用。在本节中,我们将介绍一些有关如何处理此天线设计过程的实用技巧,以及应用说明中的更多详细信息。 了解您的申请频率在设计定制天线之前,您需要了解应用的频率。几乎所有的 RFID 系统都在两个较低频段运行,即 13.56 MHz 或 125 KHz,这两种频段几乎都适用于每个国家。在 13.56 MHz 频段内,您的应用可分为:
要确定应用的频率,您还需要考虑设备的材料和环境。例如,使用粘合剂将纸质标签粘合在一起的 RFID 标签会将天线频率降低约 300 KHz。这种降低使得有必要将天线调谐到 13.9 MHz,而不是指定的 13.6 MHz。 参考等效电路模型许多天线设计应用笔记将包含一个等效电路模型,您可以在自己设计时遵循该模型。下面的示意图显示了芯片和天线如何在典型电路中组合在一起: (图片来源) 芯片
天线
确定天线线圈的电感在 13.56 MHz 时,您的天线设计将是圆形、螺旋形或方形。您使用什么形状将取决于您的设计要求。以下是可用于快速确定特定天线类型的电感的三个公式: 圆形天线电感r 是以毫米为单位的平均线圈半径R 0是以毫米为单位的导线直径N是匝数0 = 4π x 10 -7 H/mL 以亨利为单位螺旋天线电感 d 是以毫米为单位的平均线圈直径c 是绕组的厚度,以微米为单位N是匝数0 = 4π x 10 -7 H/mL 以亨利为单位方形天线电感
阅读完整的应用说明我们上面介绍的细节只是设计定制 RFID 标签天线的表面。请务必阅读 STMicroelectronics 的完整应用说明,了解如何为 ST25 RFID 标签设计 13.56 MHz 天线。 无线魔法RFID 利用无线电波来读取和捕获存储在标签上的信息,这些标签可以附加到各种物体上。从高价吉他到宠物和集装箱,RFID 的用途几乎是无限的。这项技术有望在未来替代标准条码和磁条,但未来会是什么样子? |
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来自: 山峰云绕 > 《无线电信号技术天线遥控》