RFID的工作流程

本文介绍了RFID系统的运行流程,包括阅读器如何通过射频信号激活射频卡并读取其信息,以及主系统如何根据接收到的数据进行处理和控制。

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工作流程

 

1.阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号

2.当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;

3.射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去

4.系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;

5.主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定作出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/zh7791/p/7410139.html

<think>我们正在讨论UHF RFID读写器的工作原理和工作流程。根据用户的问题,需要详细解释UHF RFID系统工作流程和原理。同时,我们需要参考提供的引用内容,特别是引用[1][2][3]中关于Gen2 UHF RFID Reader开源项目的信息,但注意这些引用内容主要是关于具体项目的,我们需要从中提取与工作流程和原理相关的部分。 UHF RFID系统工作流程主要遵循EPCglobal Class-1 Generation-2(通常简称为Gen2)标准。该标准定义了读写器与标签之间的通信协议。 工作流程一般包括以下步骤: 1. 读写器发送查询命令(Query)启动一轮盘点(Inventory)。 2. 标签响应,发送随机数(RN16)用于后续通信的句柄。 3. 读写器收到RN16后,发送确认命令(ACK),包含相同的RN16。 4. 标签验证RN16,然后发送其EPC(电子产品代码)和CRC(循环冗余校验)。 5. 读写器解码EPC,完成一次标签的读取。 此外,还可能包括访问(Access)操作,例如读取标签内存数据或写入数据。 根据引用[3]中的内容,我们还可以了解到: - 系统可以读取多标签,但需要调整时隙数(通过修改FIXED_Q参数)。 - 解码EPC时,需要正确解码全部EPC,否则只能得到部分信息。 - 相位信息的获取方法:截取PC+EPC+CRC段,画出IQ图,然后计算相位(通过两个簇的中心点形成的向量角度)。 现在,我们按照用户要求的结构化方式组织回答,并确保使用正确的LaTeX格式。 注意:由于用户要求生成相关问题,我们将在最后提出几个相关问题。 回答结构: 1. 介绍UHF RFID系统基本组成和工作原理 2. 详细描述工作流程(包括命令交互过程) 3. 结合引用内容,说明实际项目中的一些细节(如多标签读取、EPC解码、相位获取等) 4. 总结 开始回答:</think>### UHF RFID读写器的工作流程与原理 UHF RFID(超高频射频识别)系统由读写器(Reader)和电子标签(Tag)组成,遵循EPCglobal Class-1 Generation-2(Gen2)标准。其核心原理是通过射频信号进行能量传输和数据交换,工作流程如下: #### **1. 能量传输与唤醒** 读写器通过天线发射$915MHz$(不同地区频段不同)的射频信号,为无源标签提供工作能量。标签通过耦合天线接收能量并激活内部电路[^1]。 #### **2. 盘点流程(Inventory)** - **Query命令**:读写器发送查询指令,指定时隙数$Q$(决定标签响应概率)。 例如:$Q=4$ 时,标签随机选择$[0, 2^4-1]$中的时隙响应[^3]。 - **标签响应**:被唤醒的标签在随机选择的时隙返回$RN16$(16位随机数),作为临时通信句柄。 - **ACK确认**:读写器收到$RN16$后,回传相同$RN16$进行验证。标签验证成功后发送完整EPC码(电子产品代码)[^2]。 #### **3. 数据解码与处理** 读写器对标签返回的信号进行解调和解码: - **EPC解码**:从标签信号中提取EPC码(如`E200B0000000000000000001`)。 - **相位计算**:通过IQ图分析信号相位,公式为: $$ \phi = \arctan\left(\frac{Q}{I}\right) $$ 其中$I$为同相分量,$Q$为正交分量[^3]。 - **冲突处理**:当多标签同时响应时,通过调整$Q$值(增加时隙数)减少冲突[^3]。 #### **4. 访问操作(Access)** 读写器可通过特定命令访问标签: - **Read/Write**:读写标签内存数据(如用户区、TID区)。 - **Kill/Lock**:永久禁用或锁定标签(需密码验证)。 #### **工作流程图解** ```plaintext ┌─────────────┐ Query ┌─────────┐ │ ├───────────────►│ │ │ 读写器 │ │ 标签 │ │ │◄───RN16───────┤ │ │ ├────ACK───────►│ │ │ │◄───EPC────────┤ │ └─────────────┘ └─────────┘ ``` #### **关键原理** - **反向散射调制**:标签通过改变天线阻抗反射读写器信号,实现数据回传(无需主动发射)。 - **时隙ALOHA协议**:通过随机时隙分配解决多标签冲突[^3]。 - **跳频机制**:读写器在多个频点间切换,避免信道干扰(如$902-928MHz$跳频)[^1]。 ### 开源实现参考 在`Gen2-UHF-RFID-Reader`项目中: 1. **硬件层**:USRP负责射频收发,SBX子板支持$700MHz-6GHz$频段[^1]。 2. **软件层**: - `main.c`初始化硬件并启动读取循环[^2]。 - `decoder`模块解析EPC码,需修改代码以获取完整EPC[^3]。 3. **信号处理**:截取PC+EPC+CRC段生成IQ图,计算相位差[^3]。 --- ### 相关问题 1. UHF RFID系统如何解决多标签同时响应导致的信号冲突? 2. 无源标签的能量获取机制是什么?最大通信距离受哪些因素影响? 3. 如何通过修改`Gen2-UHF-RFID-Reader`的代码实现标签内存数据的读写? 4. RFID信号中的IQ图如何帮助分析标签状态?相位差计算有哪些实际应用? [^1]: Gen2 UHF RFID Reader开源项目,基于USRP和GNU Radio实现。 [^2]: `main.c`文件分析,负责硬件初始化与读取循环控制。 [^3]: EPC解码、时隙调整与相位计算的技术细节。
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