Basisprincipes van RFID-systemen

1. Basisprincipes

Vanuit het perspectief van communicatie- en energiedetectiemethoden tussen elektronische tags en lezers kunnen systemen over het algemeen in twee categorieën worden verdeeld, namelijk inductieve koppelingssystemen (Inductieve Koppeling) en elektromagnetische terugverstrooiingskoppelingssystemen (Backscatter Coupling). Inductieve koppeling realiseert koppeling via hoogfrequent wisselend magnetisch veld in de ruimte, gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie; elektromagnetische terugverstrooiingskoppeling, dat wil zeggen het principemodel van radar, de uitgezonden elektromagnetische golf reflecteert nadat het doel is geraakt, en voert tegelijkertijd de doelinformatie terug, gebaseerd op de ruimtelijke voortplantingsregels van elektromagnetische golven.

2. RFID-systeem met inductieve koppeling

De inductieve koppelingsmethode van RFID komt overeen met het ISO/IEC 14443-protocol. Inductief gekoppelde elektronische tags bestaan ​​uit een elektronische gegevensdrager, meestal bestaande uit een enkele microchip en een spoel met een groot oppervlak die als antenne wordt gebruikt.

Bijna alle inductief gekoppelde elektronische tags werken passief. Alle energie die nodig is voor de werking van de microchip in de tag wordt geleverd door de geïnduceerde elektromagnetische energie die door de lezer wordt verzonden. Het hoogfrequente sterke elektromagnetische veld wordt gegenereerd door de antennespoel van de lezer en gaat door de spoeldoorsnede en de omringende ruimte van de spoel en veroorzaakt elektromagnetische inductie in nabijgelegen elektronische tags.

3. Elektromagnetische terugverstrooiingRFID-systeem

(1) Backscatter-modulatie

Radartechnologie biedt de theoretische en toepassingsbasis voor de backscatter-koppelingsmethode van RFID. Wanneer een elektromagnetische golf een ruimtedoel tegenkomt, wordt een deel van zijn energie geabsorbeerd door het doel, en het andere deel wordt verstrooid naar verschillende richtingen met verschillende intensiteiten. Van de verstrooide energie wordt een klein deel teruggekaatst naar de zendantenne en ontvangen door de antenne (de zendantenne is dus ook een ontvangstantenne). Het ontvangen signaal wordt versterkt en verwerkt om relevante informatie over het doel te verkrijgen.

Wanneer elektromagnetische golven door een antenne in de omringende ruimte worden uitgezonden, komen ze verschillende doelen tegen. Een deel van de elektromagnetische golfenergie die het doel bereikt (verzwakking van de vrije ruimte) wordt door het doel geabsorbeerd, en het andere deel wordt in verschillende richtingen met verschillende intensiteiten verstrooid. Een deel van de gereflecteerde energie keert uiteindelijk terug naar de zendantenne en wordt een echo genoemd. In de radartechnologie kan deze gereflecteerde golf worden gebruikt om de afstand en oriëntatie van een doel te meten.

Voor RFID-systemen kan elektromagnetische terugverstrooiingskoppeling worden gebruikt om de gegevensoverdracht van elektronische tags naar lezers te voltooien door gebruik te maken van elektromagnetische golfreflectie. Deze werkwijze wordt vooral toegepast bij systemen met 915MHz, 2.45GNz of hogere frequenties.

(2) RFID-terugverstrooiingskoppelingsmethode

De frequentie waarmee een elektromagnetische golf door een doel wordt gereflecteerd, wordt bepaald door de reflectiedwarsdoorsnede. De grootte van de reflectiedwarsdoorsnede is gerelateerd aan een reeks parameters, zoals de grootte, vorm en materiaal van het doel, de golflengte en polarisatierichting van de elektromagnetische golf, enz. Omdat de reflectieprestaties van het doel gewoonlijk toenemen naarmate de frequentie neemt toe, de RFID-backscatter-koppelingsmethode maakt gebruik van UHF en UHF, en de afstand tussen de transponder en de lezer is groter dan 1 m. Lezers, transponders (elektronische tags) en antennes vormen een transceiver-communicatiesysteem.