RFID标签读写操作与特性测试.pptx

电子车牌识别系统设计（一电子车牌识别系统设计（一）RFIDRFID标签读写操作标签读写操作与特性测试与特性测试课 程 目 标 RFID RFID标签读写操作与特性测试标签读写操作与特性测试 RFIDRFID标签的频谱特性标签的频谱特性 RFIDRFID标签封装基材与贴标材料特性标签封装基材与贴标材料特性 RFIDRFID标签天线特性标签天线特性项目开发电子车牌识别系统系统需求分析：1.自动识别车辆的车牌号码，识别率不低于99.5%；2.识读距离2-8米；3.汽车行驶状态下能够可靠识别车牌信息；4.车辆标签安全可靠，防拆、防伪造、防水、防污损；5.车辆标签使用寿命与汽车使用寿命等效（10年），并在使用寿命期内完全免维护；6.完全符合汽车车内装置的使用标准和安全标准；7.符合国际范围内的主流标准什么是RFID?射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification Technology）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并获取相关数据。电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体或获取物品信息的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行相关处理。RFID技术与条码的比较注：通过使用防冲撞技术，RFID系统可以同时处理多个标签，例如TI的13.56MHz系统每秒钟能处理大约50张标签。RFID工作原理（一）电感耦合电感耦合变压器模型典型工作距离10-20cm典型工作频率125KHz、13.56MHzRFID工作原理（二）电磁反向散射耦合电磁反向散射耦合雷达原理典型工作距离3-10m典型工作频率433M915M2.4G5.8GRFID的标准ISO/IECISO 11784和11785：动物识别ISO 14443(Proximity cards)、ISO 15693(Vicinity cards)、ISO 10536(Close coupled cards)：非接触智能卡ISO 10374：集装箱识别ISO 18000：整合了一些现有RFID厂商的产品规格和EAN-UCC所提出的标签架构要求而订出的一系列规范，可用于物流供应链RFID for Item Management Air Interface(ISO 18000)ISO/IEC 18000-1-Generic parameters-Air interfaceISO/IEC 18000-2-Parameters for air interface below 135 kHzISO/IEC 18000-3-Parameters for air interface at 13.56 MHzincludes Mode 1(15693)and Mode 2(PJM)draft includes Mode 3(13,56 physical-Gen 2 logical)ISO/IEC 18000-4-Parameters for air interface at 2.45 GHzISO/IEC 18000-6-Parameters for air interface at 860-960 MHzincludes Type A and Type B(INCITS 256)includes Type C(EPCglobal Gen2)draft includes battery-assist(PowerPaper and Intelleflex)new proposed revision for TOTALISO/IEC 18000-7-Parameters for active air interface at 433.92 MHzNP 18000-8-Parameters for long range/high performance active air interface at 860-960 MHzRFID的标准EPCGlobalEPCGlobal：空中接口协议标准（数据采集即读写器与标签之间进行通信的方式）+物品编码规则和数据采集后处理。可视化供应链管理：RFID标签贴在物品上，其中储存的EPC代码，可以通过无线数据通信网络自动采集到中央信息系统，以实现对物品的识别，进而通过计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的透明化管理。RFID技术典型应用分类分类领域领域主要业务主要业务适用技术适用技术物流/流通制造业附着在部件，TQM及部件传送915MHz物流、仓储管理附着在托盘，集装箱，降低费用及提供配送信息，搜集CRM信息；货物出入管理，减少错误发生，降低劳动力433M915M支付加油、道桥收费13.56MHz零售商品及货架检索，库存管理，防盗，个性化广告915M装船附着在托盘，集装箱，缩短装船时间433M通信移动支付手机支付，NFC，RF-SIM卡915M健康管理/食品制药/健康管理在药品包装标签中存储处方用药方法警告及防伪等信息915M畜牧业管理附着于家畜身体，中央数据库存储对应饲养及宰杀过程信息125K134K身份认证/支付游乐公园/活动给访客附带RFID的腕带，门票，位置确认及防止走失433M图书文件管理附着在图书或文件上，借还管理，防盗，检索13.56/915M身份认证/出入控制个人ID，身份证，电子护照等，确认身份及控制出入，出入记录、跟踪、防盗13.56M2.45G近场支付非接触智能卡，电子存折、电子钱包、电子现金13.56MHz运输交通附着在车辆上，车辆管理及交通实时监控城市一卡通433M/915M2.4G产品开发之第一步：车牌标签选型产品开发之第一步：车牌标签选型高频标签 vs 超高频标签？无源标签 vs 有源标签？纸质标签 vs 陶瓷标签 vs 金属标签？准备：1、连接超高频读写模块的天线及馈线；2、连接智能卡与RFID实训设备主控模块与PC机的通信线，开启电源；3、启动读写测试软件，完成智能卡与RFID实训设备主控模块与PC机通信连接。若不能正确通信，请检查通信线及通信设置（包括波特率、串口设置或USB口驱动等）。实训 RFID标签读写操作与特性测试第一项 标签读写距离与读写方向测试：1、高频标签：将读写器设置为“读写测试”模式，将HF标签（13.56MHz）置于读写器天线前，标签面向天线逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止；逐渐转动标签，改变标签相对于天线的方向，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止。将测试结果填入测试表中。2、超高频标签：将读写器功率设置为“最大”，打开射频开关，将UHF（900MHz）标签置于读写器天线前，标签面向天线，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止；逐渐转动标签，改变标签相对于天线的方向，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止。将测试结果填入测试表中。实训 RFID标签读写操作与特性测试第二项 贴标物体材质对标签的影响测试：1、高频标签：将读写器设置为“读写测试”模式，将高频（13.56MHz）标签紧贴装满水的水瓶（液体）、手掌（人体）、带锡箔纸的包装袋（金属）置于读写器天线前，标签面向天线，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止；逐渐转动标签，改变标签相对于天线的方向，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止。将测试结果填入测试表中。2、超高频标签：将读写器功率设置为“最大”，打开射频开关，将超高频（900MHz）标签紧贴装满水的水瓶（液体）、手掌（人体）、带锡箔纸的包装袋（金属）置于读写器天线前，标签面向天线，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止；逐渐转动标签，改变标签相对于天线的方向，逐渐加大标签与读写器之间的距离，直至不能读到为止。将测试结果填入测试表中。实训 RFID标签读写操作与特性测试第三项 标签防冲突性能测试：1、高频：将读写器设置为“读写测试”模式，将高频（13.56MHz）标签置于读写器天线前，标签面向天线，逐渐在标签上叠加标签，直至不能读到新加入的标签为止。将测试结果填入测试表中。（2）超高频：将读写器功率设置为“最大”，打开射频开关，将超高频（900MHz）标签置于读写器天线前，标签面向天线，逐渐在标签上叠加标签，直至不能读到新加入的标签为止。将测试结果填入测试表中。注意，叠加的标签不能完全重合在一起，需保证相互间方向稍稍错开。实训 RFID标签读写操作与特性测试RFID频率特性频率低频高频超高频微波125kHz13.56MHz433MHz860960MHz2.45GHz识别距离1m1m50100m1m10m3m一般特性成本较高几乎没有环境变化引起的性能下降适合短识别距离和需要多重标签识别的应用领域长识别距离，实时跟踪，对湿度、冲击等环境敏感长距离多标签识别先进的技术使最低廉的生产成本成为可能与900M频带类似受环境影响最多供电方式无源无源有源无源/有源有源/无源识别速度低速-高速环境影响迟钝-敏感标签尺寸大型-小型（但有源标签体积较大）RFID系统工作频率低频(Low Frequency)：125kHz 中短识别距离，0.1-1米，低数据传输速率，对环境不敏感，低成本高频(High Frequency)：13.56MHz 短识别距离，0.1-0.5米，高数据传输速率，对可导媒介（如液体、高湿和碳介质等）穿透性很差，成本适中超高频(Ultra High Frequency)：433MHz，860-960MHz 远识别距离，1-10米，甚高数据传输速率，对于如金属等可导媒介完全不能穿透，对环境如湿度、冲击等影响敏感，较高成本微波(Mcro Wave)：2.45GHz，5.8GHz 中识别距离，1-2米，高数据传输速率，受环境的影响最多，较高成本RFID贴标材料特性u RF透明材料（透波）纸张、大多数塑料、布料、纸板u RF不透明材料（不透波）导体阻碍和反射RF能量 金属、金属化的塑料/纸张、胶、高碳物体（黑的）、导电塑料、金属箔包装、某些液体 吸波材料消弱RF能量 大多数液体和潮湿的纤维、动物体RFID工作环境u 反射物 墙壁、金属板u 高湿度u 多射频信号干扰RFID天线频段划分频段划分低频长波段低频长波段（LF）KHz高频短波高频短波（HF）MHz超高频分米超高频分米波波（UHF）MHz特高频微波特高频微波（SHF）GHz典型频率12513.56433/9152.45以上天线原理磁场耦合电磁场耦合电磁波发射电磁波发射方向特性接近全方位接近全方位定向=50度 定向=3.0M以上电子车牌标签消除金属干扰的方式：做标签模具垫高INLAY与金属之间的距离；标签背面贴专用吸波材料；使用高介电常数的中间介质将标签天线与金属隔开；采用专门的天线设计，把金属表面变为标签天线本身的一部分,即作为一个能量反射器来加以利用。产品开发之第一步：车牌标签选型产品开发之第一步：车牌标签选型 高频标签 vs 超高频标签超高频标签 无源标签无源标签 vs 有源标签纸质标签 vs 陶瓷标签陶瓷标签 vs 金属标签根据电子车牌系统需求分析，车牌识读距离要求在28米，同时要求在行车中识别运动的标签，并具备防拆卸、防伪造、防水、防污损性能，因此应选择超高频陶瓷标签作为挡风玻璃标签超高频陶瓷标签作为挡风玻璃标签超高频抗金属标签作为车架标签超高频抗金属标签作为车架标签