如何實現(xiàn)主動式微波RFID系統(tǒng)模塊的設計

　　引言

　　射頻識別（RFID）是利用射頻頻段實現(xiàn)非接觸雙向通信進行識別和交換數(shù)據(jù)的一種自動識別技術。根據(jù)射頻卡的數(shù)據(jù)調(diào)制方式可分為主動式和被動式2種。主動式RFID系統(tǒng)由于其信息實時性強、數(shù)據(jù)容量大、讀寫速度快、可遠程讀取等優(yōu)點適用于供應鏈管理、軍事物流、實時定位系統(tǒng)等領域。過去由于主動式射頻卡體積和功耗較大、電池壽命有限等因素，嚴重限制了主動式RFID系統(tǒng)的應用和普及;近年來，得益于微型集成電路技術和微機械加工制造技術的進步，微型智能射頻卡得到了發(fā)展，在低功耗IC技術方面的突破，為發(fā)展小型、低功耗主動射頻卡創(chuàng)造了條件。本文以新型射頻芯片nRF905為例，設計了一個工作在微波頻段的主動式射頻識別系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)中關鍵的通信模塊設計方案。

　　2 RFID系統(tǒng)概述

　　基本的RFID系統(tǒng)包括閱讀器和射頻卡（應答器）2部分。閱讀器可以是只讀或讀寫裝置，通常包含射頻模塊（發(fā)射和接收）、控制單元及與射頻卡耦合的元件（電感線圈或天線等），此外還應有連接上位機的通信接口以便將所獲得的數(shù)據(jù)傳給上位機。射頻卡放置在待識別的物體上，他是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體。射頻卡通常由耦合元件和微電子芯片組成。其結構框圖如圖1所示。圖1 主動式可讀寫RFID系統(tǒng)示意圖 RFID系統(tǒng)根據(jù)工作頻率的不同分為低頻、中頻和微波系統(tǒng)，微波系統(tǒng)工作頻率主要有 433MHz，869MHz，915MHz，2145GHz 和518GHz等。微波RFID系統(tǒng)為電磁耦合系統(tǒng)，適用于識別距離遠，讀寫速率高的場合。此外，根據(jù)射頻卡的數(shù)據(jù)調(diào)制方式還可分為主動式和被動式 RFID系統(tǒng)。一般無源系統(tǒng)為被動式，有源系統(tǒng)采用主動式，即射頻卡用自身的射頻能量主動發(fā)送數(shù)據(jù)給閱讀器，調(diào)制方式可為調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相。被動式系統(tǒng)中射頻卡采用調(diào)制反向散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，讀寫器的能量必須來回穿過障礙物2次，因此要求閱讀器有較大的發(fā)射功率。主動式RFID系統(tǒng)，射頻卡采用電池供電，工作可靠性高，作用距離更遠。