铁手剑谱

上善若水
数据加载中……
射频识别标签(RFID)(7)

4 标签

4.1 Transponder 的构成

4.1.1 Disk和coin

最常见的构成形式称为是disk (coin), 即transponder位于一个圆形的ABS注塑的腔中,至今从几毫米到10 cm 左右。中间通常有一个紧固螺钉孔。材料上除了ABS注塑之外,还包括polystyrol 或者环氧树脂等已达到更大的温度适应范围。

4-11

图表 4‑1 盘状transponder的不同构造。

4.1.2 玻璃腔体

玻璃transponders 可用于将其植入动物皮下一边进行识别和定位等。

4-2

图表 4‑2 玻璃体glass 的transponder,用于动物识别等。

长度大约为12-32 mm 的玻璃管包含一个安装在PCB载体上的微芯片和一个平滑电源电流的芯片电容。而transponder 则围绕在一个铁酸盐芯棒之上,厚度大约为0.03 mm 。这些内部足见嵌在一个软的粘合剂上以达到较强的机械稳定性。

4-3

图表 4‑3 玻璃体transponder 的结构

4.1.3 塑料腔体

塑料包装主要用于那些特别需要高度机械需要的场合。这种容器可以很容易的集成到其他产品中,比如 汽车防盗系统的车钥匙之中。 (图3-5)

 4-6

图表 4‑4 塑料封装的Transponder

4.1.4 工具和气瓶标识

对于安装到金属表面的transponder 需要特殊构造。transponder coil 被绕在一个铁酸盐芯棒之上。transponder 芯片则安装在芯棒的反面并和transponder coil相接处。

为了取得充足的机械强度,抗震动和耐热性, transponder 芯片和芯棒都要使用环氧树脂铸入一个PPS 外壳中。用于工具的transponder 的外部尺寸和装配面积由ISO 69873 进行标准化。而用于气瓶的transponder 则需要不同的设计。展示了一个安装在金属表面的transponder 的机械轮廓。

4-4

图表 4‑5 采用ISO 69873标准格式的Transponder,用于工业自动化场合。

4-5

图表 4‑6 安装与金属表面的Transponder的机械轮廓图

4.1.5 钥匙

Transponder 也可以集成到车辆防盗或者高安全门禁所需的机械钥匙之中。它们通常基于塑料封装的transponder并注入一个钥匙体中。

钥匙化的transponder设计被证明是一种门禁和物理安全访问的流行做法。

4-7

图表 4‑7 钥匙状的RFID访问控制系统

4.1.6 ID-1 格式, 非接触式智能卡

ID-1 格式在信用卡和电话卡中最为常见 (85.72 mm x 54.03 mm x 0.76 mm ± tolerances),也逐渐成为RFID系统中的非接触智能卡的常见形式。(Figure 2.11)。这种格式的主要优点是比较大的线圈区域,这样也增大了智能卡的适用范围。

4-8

图表 4‑8 非接触IC卡的轮廓

非接触智能卡在transponder 上叠片覆盖了四层PVC膜。每一层膜都使用100°C度以上的高温和高压进行烘烤以产生永久的结合。ID-1 格式的非接触智能卡还适合于进行广告传播和艺术装饰。

但是并不总是一定能够保证ISO 7810中为ID-1卡所规定的0.8 mm 的厚度。特殊需要的微波transponders 就要求更厚一些的设计,因为这种设计通常将transponder 插入两个PVC 外壳之中或者使用ABS注塑的方式进行封装。

4-9

图表 4‑9 塑料封套内的微波transponder

4.1.7 智能标签

术语smart label 指的是象纸张一张薄的transponder 格式。在这种格式的transponder中, transponder coil 被用于使用丝网印刷或者蚀刻的仅0.1 mm 厚的塑料薄膜上。这样 foil通常被层压在纸张上并且表面涂上一层粘合剂。transponders 通常以卷状的不干胶的形式提供,以便可以适用于行李、包裹或者其他货物的形式。(Figures 2.14, 2.15)。因为不干胶标签可以很容易的重印,因此还可以很简单的将所存储的数据和标签表面的条形码项联系。

4-10

图表 4‑10 智能标签(Smart Label)

4.1.9 芯片上线圈

前面所述的构成格式中, transponder都是由一个充当天线的transponder coil 和一个transponder 芯片所组成。而transponder coil 则通过常规的方式绑定到transponder chip。

4-12

图表 4‑11 一种由安装在很薄的塑料薄片上的transponder线圈和transponder 芯片构成的智能标签

4.1.10 其他形式

除了这些主要的设计,还存在一些应用特定的设计形式。比如用作比赛计时的“比赛信鸽transponder”。Transponder 还可以根据客户的需要进行定制。最好的形式可能是玻璃或者PP transponder。

4.2 频率,范围和耦合

RFID 系统的最重要的区分准则就是reader的工作频率,物理的耦合方法和系统范围。RFID 系统工作与很宽的不同的频段,从135 kHz 的长波到5.8 GHz 的微波。并使用电、磁以及电磁场作为物理耦合方法。最后,有效范围则从几mm到15 m。

对于很小的有效范围,通常小于1 cm的RFID系统,一般称为紧密耦合系统。为了运行, transponder 必须要插入reader 中或者接触其表面。紧密耦合系统一般使用电和磁场进行耦合,理论上可以工作于任何需要的频段,从DC 到30 MHz,因为transponder 的工作不依赖于场的辐射。紧密耦合可以得到充足的电源供应,所以即使微波和没有经过功耗优化的微处理器也可以工作。紧密耦合系统主要用于那些有严格安全需求,但是不需要太大范围的场合。比如电子门禁系统和非接触智能卡支付系统。紧密耦合系统采用ID-1 格式的非接触智能卡体系(ISO 10536)。但是,在市场中,其重要性正逐渐降低。

系统读写范围达到1 m 的RFID系统称为是远耦合系统。几乎所有远耦合系统都是基于磁感应耦合方式。 这些系统也被称为是inductive radio systems。 另外也有一些远耦合系统采用的是电容耦合方式。如今销售的RFID中至少90% 的是感应耦合系统。因此,市场中也有非常多种的这种系统存在。因此,也有一系列标准来规定用于各种应用的transponder 和reader 的技术参数,比如非接触smart card, 动物识别和工业自动化领域。它们还包括接近耦合(proximity coupling )(ISO 14443, contactless smart card) 和邻近耦合 (vicinity coupling system) (ISO 15693, smart label 和 contactless smart cards)。大多使用低于 135 kHz 或者 13.56 MHz 的频率作为发射频率。一些特殊的应用 (如 Eurobalise) 也运行在27.125 MHz上。

有效范围远大于1m的RFID系统称为远距离系统(long-range system)。所有远距离系统都在UHF 和 微波波段使用电磁波。绝大多数这种系统由于其物理原理都使用后向散射系统。也有一些在微波波段使用表面声波transponders 。所有这些系统都工作在UHF 频段的 868 MHz (Europe) 和915 MHz (USA) 以及微波频段2.5 GHz 和5.8 GHz。通常3 m 的范围可以使用被动(无电池)的后向散射式(backscatter) transponder达到,而15 m 或者更大的范围则可以使用主动(内置电池)的后向散射式transponder达到。但是,主动transponder的电池并不用来作为在transponder和reader之间的数据传输提供电力,而是为微芯片和所存储的数据的保持提供电源。至于两者之间的数据传输所需的电力则主要是由从reader 接受的电磁场的能源提供。

posted on 2007-08-14 11:28 铁手 阅读(1187) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: RFID


只有注册用户登录后才能发表评论。


网站导航: