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基于RFID的ETC系统设计应用

导读: 无线射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。该技术是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性实现对被识别物体的自动识别。

  RFID简介

  无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。该技术是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性实现对被识别物体的自动识别。其核心技术包括无线电射频、计算机软件硬件、编码学和芯片加工技术等多种现代高新科学技术,是多种跨门类科学技术的综合体。被广泛应用于工业自动化、商业自动化、现代服务业、交通运输控制管理等众多领域。

  一、RFID的系统组成及工作原理和工作频率

  RFID系统因应用不同其组成会有所不同,但基本的RFID系统都由电子标签、阅读器和天线三部分组成。各部分功能如下:

  (1)标签(Tag,即射频卡):也称为非接触IC卡、ID卡、RF卡等,由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信,每个标签具有惟一的电子编码(EPC),附着在要标识的目标物体上。它具有智能读写和加密通信的功能,它通过无线电波与读写设备进行数据交换,工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供的。

  (2)阅读器:也称读写器、读出装置等,是用来读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。它可将主机的读写命令传送到电子标签,再把从主机发往电子标签的数据加密,将电子标签返回的数据解密后送到主机。

  (3)天线:在标签和读取器间传递射频信号。在低频段和高频段主要使用平板天线、八木天线和阵列天线等。

  此外,一个完整的RFID应用系统还包括:中间件(Application Interface),又称RFID管理软件,它屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性,能够为后台业务系统提供强大的支撑;应用系统硬件(Application Hardware);应用系统软件(Application Software),记录数据、实现企业管理功能等。

  典型的射频识别系统的工作原理如下:系统通电工作后,读出器通过其内部的线圈周期性地发出一个固有频率的电磁波(激发信号)。当射频识别卡放在读出器的感应范围内时,卡内的线圈在“激发信号”的感应下产生微弱电流作为卡内集成芯片的电源。卡片上电复位后,原本处于“休眠状态”的卡片被激活并将含有自身种类识别码标志、制造商标志等信息代码调制到载波上,经卡内天线发射出去。读卡模块将接收到的无线信号传给现场控制器,由现场控制器进行信号处理并对执行装置发出指令。读出器采用微处理器控制,通过韦根一485转换模块实现与主控机之间的信息交流,其原理框图如图1所示。

基于RFID的ETC系统设计应用

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