復習與回想RFID天線技術了解天線作用、分類及其設計現(xiàn)狀掌握低頻和高頻RFID天線特點掌握微波RFID天線特點和常用設計方法熟習RFID天線的制造工藝2024/1/71第5章RFID電子標簽電子標簽是攜帶物品信息的數(shù)據(jù)載體。根據(jù)任務原理不同，可將電子標簽的數(shù)據(jù)載體分為兩類：無芯片電子標簽有芯片電子標簽2024/1/73RFID電子標簽5.1一位電子標簽5.2采用聲波外表技術的標簽5.3含有芯片的電子標簽5.4具有存儲功能的電子標簽5.5含有微處置器的電子標簽5.6電子標簽的開展趨勢2024/1/745.1一位電子標簽1位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量為1位，當電子標簽是1位〔1b〕系統(tǒng)時，電子標簽只需1和0兩種形狀。該系統(tǒng)讀寫器只能發(fā)出兩種形狀，這兩種形狀分別是“在讀寫器任務區(qū)有電子標簽〞和“在讀寫器任務區(qū)沒有電子標簽〞。如，運用商店的防盜系統(tǒng)。1位的電子標簽不需求芯片，可以采用射頻法、微波法、分頻法、智能型、電磁法和聲磁法等多種方法進展任務。下面以射頻法為例，引見1位電子標簽的任務原理。2024/1/751．射頻法任務原理射頻法任務系統(tǒng)由讀寫器〔檢測器〕、電子標簽和去激活器三部分組成。 〔1〕讀寫器〔檢測器〕 〔2〕電子標簽 〔3〕去激活器 2024/1/76〔1〕讀寫器包括兩個部分：發(fā)射器和接納器。系統(tǒng)利用電磁波的共振原理來搜索特定范圍內能否有電子標簽存在。〔2〕電子標簽電子標簽內部是一個L-C構造的的振蕩回路。去激活器可以產生足夠強的磁場，該磁場可以將電子標簽中的薄膜電容破壞，是電子標簽內的L-C構造失效。2024/1/77現(xiàn)今電子商品防盜系統(tǒng)〔ElectronicArticleSurveillance，EAS〕在零售商業(yè)系統(tǒng)的運用越來越廣泛。它是一種為零售商業(yè)減少開架售貨時商品失竊，從而添加銷售利潤的電子防盜產品，是目前大型零售行業(yè)廣泛采用的商品平安措施之一。2．電子商品防盜系統(tǒng)簡介2024/1/78EAS系統(tǒng)防盜檢測的步驟如下:〔1〕將防盜標簽附著在商品上。〔2〕在商場出口通道或收銀通道處安裝檢測器。〔3〕付款后的商品經過公用解碼器使標簽解碼失效或開鎖取下標簽。〔4〕未付款商品〔附著標簽〕經過出口時，門道檢測器測出標簽并發(fā)出警報，攔截商品出門。2024/1/79RFID電子標簽5.1一位電子標簽5.2采用聲波外表技術的標簽5.3含有芯片的電子標簽5.4具有存儲功能的電子標簽5.5含有微處置器的電子標簽5.6電子標簽的開展趨勢2024/1/7105.2采用聲外表波技術的標簽聲外表波〔SurfaceAcousticWave，SAW〕是傳播于壓電晶體外表的機械波。聲外表波標簽不需求芯片，運用了電子學、聲學、雷達、半導體平面技術及信號處置技術，是有別于IC芯片的另一種新型標簽。利用聲外表波技術制造標簽，始于20世紀80年代，近年來對聲外表波標簽的研討曾經成為一個熱點。2024/1/7111．聲外表波器件所謂SAW，就是在壓電固體資料外表產生和傳播彈性波，該波振幅隨深化固體資料深度的添加而迅速減小。典型的聲外表波器件構造原理圖如圖5-3所示。電信號經過叉指發(fā)射換能器轉換成聲信號〔聲外表波〕，在介質中傳播一定間隔后到達接納叉指換能器，又轉換成電信號，從而得到對輸入電信號模擬處置的輸出電信號。2024/1/7122．聲外表波的特點〔1〕實現(xiàn)電子器件的超小型化。〔2〕實現(xiàn)電子器件的優(yōu)越性能。〔3〕易于工業(yè)化消費。〔4〕性能穩(wěn)定。2024/1/7133．聲外表波標簽采用先進微電子加工技術制造的聲外表波器件，具有體積小、分量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設計靈敏等優(yōu)點。隨著加工工藝的飛速開展，SAW器件的任務頻率已覆蓋10MHz～2.5GHz，是現(xiàn)代信息化產業(yè)不可或缺的關鍵元器件。SAW標簽目前的任務頻率主要為2.45GHz，這種標簽無源，而且抗電磁干擾才干強，具有一定獨特的優(yōu)勢，是對集成電路技術的補充。2024/1/714SAW標簽是由叉指換能器和假設干反射器組成由于聲外表波傳播速度低，有效的反射脈沖串在經過幾微秒的延遲時間后才回到讀寫器，在此延遲期間，來自讀寫器周圍的干擾反射已衰減，不會對聲外表波電子標簽的有效信號產生干擾。2024/1/7154．聲外表波技術的開展方向提高任務頻率微型化、片式化、組合化降低插入損耗寬帶化提升耐電力特性2024/1/716RFID電子標簽5.1一位電子標簽5.2采用聲波外表技術的標簽5.3含有芯片的電子標簽5.4具有存儲功能的電子標簽5.5含有微處置器的電子標簽5.6電子標簽的開展趨勢2024/1/7175.3含有芯片的電子標簽含有芯片的電子標簽是以集成電路芯片為根底的電子數(shù)據(jù)載體，這也是目前運用最多的電子標簽。含有芯片的電子標簽根本由天線、模擬前端〔射頻前端〕和控制電路三部分組成。從讀寫器發(fā)出的信號，被電子標簽的天線接納，該信號經過模擬前端〔射頻前端〕電路，進入電子標簽的控制部分，控制部分對數(shù)據(jù)流做各種邏輯處置。為了將處置后的數(shù)據(jù)流前往到讀寫器，射頻前端采用負載調制器或反向散射調制器等多種任務方式。2024/1/7185.3.1模擬前端1．電感耦合任務方式的模擬前端當電子標簽進入讀寫器產生的磁場區(qū)域后，電子標簽經過與讀寫器電感耦合，產生交變電壓，該交變電壓經過整流、濾波和穩(wěn)壓后，給電子標簽的芯片提供所需的直流電壓。2024/1/7192．電磁反向散射任務方式的射頻前端當電子標簽采用電磁反向散射的任務方式時，射頻前端有發(fā)送電路、接納電路和公共電路三部分2024/1/720發(fā)送電路的主要功能是對控制部分處置好的數(shù)字基帶信號進展處置，然后經過電子標簽的天線將信息發(fā)送給讀寫器。2024/1/721接納電路的主要功能是對天線接納到的已調信號進展解調，恢復數(shù)字基帶信號，然后送到電子標簽的控制部分。2024/1/722公共電路是射頻發(fā)送和射頻接納電路共同涉及的電路。2024/1/723〔1〕射頻前端發(fā)送電路 ?調制電路：對數(shù)字基帶信號進展調制 ?上變頻混頻器：將頻率移到射頻頻率 ?帶通濾波器：對射頻頻率進展濾波，濾除不需求的頻率 ?功率放大器：對信號進展放大，由天線輻射出去2024/1/724〔2〕射頻前端接納電路 ?射頻濾波電路 ?放大電路 ?下變頻混頻器 ?中頻濾波電路 ?電壓比較器：經過電壓比較恢復出原來的數(shù)字信號2024/1/725〔3〕公共電路 ?電源產生電路 ?限幅電路：交流電變?yōu)橹绷麟姾笠獙ζ浞冗M展如今，不能超越三極管和MOS管的擊穿電壓。 ?時鐘恢復電路：恢復出與接納信號頻率一樣的時鐘信號 ?復位電路：是電源電壓堅持在一定的電壓值區(qū)間2024/1/7265.3.2控制部分的電路構造控制部分的電路根本分為兩類：一類是具有存儲功能、但不含微處置器的電子標簽一類是含有微處置器的電子標簽2024/1/7271．具有存儲功能的電子標簽具有存儲功能的電子標簽，控制部分主要由地址和平安邏輯、存儲器組成，這種電子標簽的主要特點是利用形狀自動機在芯片上實現(xiàn)尋址和平安邏輯。2024/1/7282．含有微處置器的電子標簽含有微處置器的電子標簽，控制部分主要由編解碼電路、微處置器和存儲器組成。2024/1/729RFID電子標簽5.1一位電子標簽5.2采用聲波外表技術的標簽5.3含有芯片的電子標簽5.4具有存儲功能的電子標簽5.5含有微處置器的電子標簽5.6電子標簽的開展趨勢2024/1/7305.4具有存儲功能的電子標簽本節(jié)討論具有存儲功能、但不含微處置器的電子標簽，并只討論這類電子標簽的控制電路部分2024/1/7315.4.1地址和平安邏輯這種電子標簽沒有微處置器，地址和平安邏輯是數(shù)據(jù)載體的心臟，經過形狀機對一切的過程和形狀進展有關的控制。1．地址和平安邏輯電路的構成地址和平安邏輯電路主要由電源電路、時鐘電路、I/O存放器、加密部件和形狀機構成。

2024/1/7322．形狀機形狀機可以了解為一種安裝，能采取某種操作來呼應一個外部事件。詳細采取的操作不僅取決于接納到的事件，還取決于各個事件的相對發(fā)生順序。之所以能做到這一點，是由于安裝能跟蹤一個內部形狀，會在收到事件后進展更新。這樣一來，任何邏輯都可以建模成一系列事件與形狀的組合。2024/1/733形狀機可歸納為4個要素：現(xiàn)態(tài)、條件、動作和次態(tài)。現(xiàn)態(tài)是指當前所處的形狀。條件又稱為“事件〞，當一個條件被滿足，將會觸發(fā)一個動作，或執(zhí)行一次形狀的遷移。動作是指條件滿足后執(zhí)行的動作，動作執(zhí)行終了后，可以遷移到新的形狀，也可以仍舊堅持原形狀。動作不是必需的，當條件滿足后，也可以不執(zhí)行任何動作，直接遷移到新形狀。次態(tài)是指條件滿足后要遷往的新形狀。“次態(tài)〞是相對于“現(xiàn)態(tài)〞而言的，“次態(tài)〞一旦被激活，就轉變成新的“現(xiàn)態(tài)〞了。2024/1/7345.4.2存儲器具有存儲功能的電子標簽種類很多，電子標簽的檔次與存儲器的構造親密相關。這類電子標簽分為只讀電子標簽、可寫入式電子標簽、具有密碼功能的電子標簽和分段存儲的電子標簽。其中，只讀電子標簽檔次最低，具有密碼功能的電子標簽和分段存儲的電子標簽檔次較高。2024/1/7351.只讀電子標簽 在識別過程中，內容只能讀出不可寫入的電子標簽是只讀型電子標簽。只讀型電子標簽所具有的存儲器是只讀型存儲器。 〔1〕只讀標簽 〔2〕一次性編程只讀標簽 〔3〕可反復編程只讀標簽2024/1/7362.可寫入式電子標簽 在識別過程中，內容既可以讀出又可以寫入的電子標簽，是可寫入式電子標簽。例如，可寫入式電子標簽可以采用SRAM或FRAM存儲器。 靜態(tài)隨機存儲器〔SRAM〕是一種具有靜止存取功能的內存，不需求刷新電路即能保管它內部存儲的數(shù)據(jù)。 鐵電存儲器〔FRAM〕是非易失性隨機存取儲存器，能提供與RAM一致的性能,但又有與ROM一樣的非易失性。2024/1/7373.具有密碼功能的電子標簽〔1〕分級密鑰 分級密鑰是指系統(tǒng)有多個密鑰，不同的密鑰訪問權限不同，在運用中可以根據(jù)訪問權限確定密鑰的等級。〔2〕分級密鑰在公共交通中的運用 城市公交系統(tǒng)的讀卡器有兩種，一種是公交汽車上的刷卡器，一種是公交公司給卡充值的讀卡器。

2024/1/7384.分段存儲的電子標簽〔一卡多用〕 各個存儲段單元有單獨的密鑰維護，以防止非法的訪問。2024/1/7395.4.3非接觸式IC卡芯片引見非接觸式IC卡又稱射頻IC卡，是世界上近些年廣泛運用的一項技術。它勝利地將射頻識別技術和IC卡技術相結合，是電子科技領域技術創(chuàng)新的成果。非接觸式IC卡是智能化“一卡通〞管理的全面處理方案，廣泛運用于智能樓宇、智能小區(qū)、現(xiàn)代企業(yè)和學校等領域，可用于通道控制、物流管理、停車場管理、商業(yè)消費、企業(yè)管理和學校管理等方面。2024/1/7401．IC卡與ID卡IC卡全稱為集成電路卡〔IntegratedCircuitCard〕，又稱智能卡〔SmartCard〕。IC卡可讀寫，容量大，有加密功能，數(shù)據(jù)記錄可靠，運用很方便。ID卡全稱為身份識別卡〔IdentificationCard〕，是一種不可寫入的感應卡。ID卡含有固定的編號。ID卡與磁卡一樣，都僅僅運用了“卡的號碼〞而已，卡內除了卡號外，無任何嚴密功能。2024/1/7412.芯片及運用引見〔1〕Temice5551感應式IC卡 ?芯片：Temic(Atmel下屬子公司)e5551； ?任務頻率：125KHz； ?存儲容量：264bits/320bits，8分區(qū)，8位密碼； ?讀寫間隔：3-10cm； ?擦寫壽命：大于100,000次； ?數(shù)據(jù)保管時間：10年； ?尺寸：ISO規(guī)范卡85.6×54×0.80mm/厚卡85.6×54×1.80mm； ?封裝資料：PVC、ABS、PETG； ?典型運用：感應式智能門鎖、企業(yè)一卡通系統(tǒng)、門禁、通道系統(tǒng)等。2024/1/7422.芯片及運用引見〔2〕AtmelAT88RF256-12感應式IC卡 ?芯片：AtmelRF256； ?任務頻率：125KHz； ?存儲容量：264bits/320bits，8分區(qū)，8位密碼； ?讀寫間隔：3-10cm； ?擦寫壽命：大于100,000次； ?數(shù)據(jù)保管時間：10年； ?尺寸：ISO規(guī)范卡85.6×54×0.80mm/厚卡85.6×54×1.80mm； ?封裝資料：PVC； ?典型運用：感應式智能門鎖、企業(yè)一卡通系統(tǒng)、門禁、通道系統(tǒng)等。2024/1/7432.芯片及運用引見〔3〕EM4069感應式讀寫ID卡 ?芯片：uEM瑞士微電EM4069Wafer； ?任務頻率：125KHz； ?存儲容量：128bits，8字段，OTP功能〔One-timePassword,也稱動態(tài)口令〕； ?讀寫間隔：2-15cm； ?擦寫壽命：大于100,000次； ?數(shù)據(jù)保管時間：10年； ?尺寸：ISO規(guī)范卡薄、中、厚卡； ?封裝資料：PVC； ?典型運用：考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、身份證等。2024/1/7442.芯片及運用引見〔4〕SRIX4K感應式讀寫IC卡 ?芯片：美國ST微電SR176Wafer； ?任務頻率：13.56MHz； ?存儲容量：4096讀寫空間，64bit獨一ID號； ?讀寫間隔：2-15cm； ?尺寸：ISO規(guī)范卡薄、中、厚卡； ?封裝資料：PVC； ?典型運用：考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、身份證等、企業(yè)校園一卡通。2024/1/7452.芯片及運用引見〔5〕UCODEHSLUCODE電子標簽產品是專為供應鏈與運籌管理運用所設計，具有高度防沖突與長間隔運作(在美國高達7米，在歐洲那么高達6.6米)等優(yōu)點，相當適宜于高速、長間隔運用。如，該芯片每秒可以閱讀50個集裝箱的標簽。 ?芯片：飛利浦； ?任務頻率：900MHz和2.45GHz； ?存儲容量：2048讀寫空間，64bit獨一ID號； ?讀寫間隔：8.4m； ?典型運用：供應鏈管理,資產管理,集裝箱識別,棧板追蹤。2024/1/7465.4.4MIFARE技術MIFARE是恩智浦半導體(NXPSemiconductors)擁有的商標之一。MIFARE技術的IC卡運用領域占世界80％的市場份額，是目前射頻IC卡的工業(yè)規(guī)范，也是目前世界上運用量最大、內存容量最大的一種感應式智能IC卡。2024/1/7471．MIFARE卡具有的優(yōu)點 〔1〕操作簡單、快捷。 〔2〕抗干擾才干強。 〔3〕可靠性高。 〔4〕適宜于一卡多用。2024/1/7482．MIFARE卡的技術參數(shù)Mifare卡的主要芯片有philipmifareoneS50、philipmifareoneS70等。技術參數(shù)包括數(shù)據(jù)存儲方式、數(shù)據(jù)的平安性、任務方式、任務溫度、任務頻率、通訊速率、讀寫間隔等。2024/1/749MiFareoneICS50主要目的容量為8K位EEPROM分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)為4塊，每塊16個字節(jié),以塊為存取單位每個扇區(qū)有獨立的一組密碼及訪問控制每張卡有獨一序列號，為32位具有防沖突機制，支持多卡操作無電源，自帶天線，內含加密控制邏輯和通訊邏輯電路數(shù)據(jù)保管期為10年，可改寫10萬次，讀無限次任務溫度：-20℃~50℃(濕度為90%)任務頻率：13.56MHZ通訊速率：106Kbps讀寫間隔：10cm以內〔與讀寫器有關〕2024/1/750MiFareoneICS70主要目的容量為

32K

位

EEPROM分為

40

個扇區(qū)，其中

32

個扇區(qū)中每個扇區(qū)存儲容量為

64

個字節(jié)，分為

4

塊，每塊

16

個字節(jié)；每個扇區(qū)有獨立的一組密碼及訪問控制每張卡有獨一序列號，為

32

位具有防沖突機制，支持多卡操作

無電源，自帶天線，內含加密控制邏輯和通訊邏輯電路數(shù)據(jù)保管期為

10

年，可改寫

10

萬次，讀無限次任務溫度：

-20

℃

~50

℃

(

濕度為

90%)任務頻率：

13.56MHZ通訊速率：

106

KBPS讀寫間隔：

10

cm

以內〔與讀寫器有關〕2024/1/7513．MIFARE卡的平安性2021年2月，德國研討員亨利克·普洛茨〔HenrykPlotz〕和弗吉尼亞大學計算機科學在讀博士卡爾斯騰·諾爾〔KarstenNohl〕勝利破解了恩智浦公司的Mifare卡。MifareOne卡是加密存儲卡，雖然它能進展動態(tài)的平安驗證，但其性能遠不如CPU卡。有效防備MifareOne卡算法破解的根本方法，就是晉級現(xiàn)有的IC卡系統(tǒng)，并逐漸將邏輯加密卡交換為CPU卡。2024/1/752RFID電子標簽5.1一位電子標簽5.2采用聲波外表技術的標簽5.3含有芯片的電子標簽5.4具有存儲功能的電子標簽5.5含有微處置器的電子標簽2024/1/7535.5含有微處置器的電子標簽5.5.1微處置器微處置器不僅是微型計算機的中心部件，也是各種數(shù)字化智能設備的關鍵部件。如今微處置器曾經無處不在，無論是智能洗衣機、挪動等家電產品，還是汽車引擎控制、數(shù)控機床等工業(yè)產品，都要嵌入各類不同的微處置器。2024/1/7545.5.2操作系統(tǒng)命令的處置過程讀寫器向電子標簽發(fā)送的命令，經電子標簽的天線進入射頻模塊，信號在射頻模塊中處置后，被傳送到操作系統(tǒng)中。操作系統(tǒng)程序模塊是以代碼的方式寫入ROM的，并在芯片消費階段寫入芯片之中。操作系統(tǒng)的義務是對電子標簽進展數(shù)據(jù)傳輸，完成命令序列的控制、文件管理及加密算法。2024/1/755I/O管理器：對錯誤進展識別，并加以矯正平安信息管理器：解密后檢查其完好性命令解釋器：對命令譯碼前往代碼管理器：產生相應的前往代碼，并經I/O管理器送回到讀寫器，之后讀寫器會將信息重發(fā)給電子標簽5.5.3含有微處置器的電子標簽實例MIFARE(r)PRO是新一代的智能卡方案，內部有微處置器，而且是雙端口卡。MIFARE(r)PRO集成了非接觸智能卡接口和接觸型通訊接口，