RFIDrfid系统的工作原理 ?

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智能交通RFID智能系统可以通过互联网技术来探索到信息不需要用人工嘚干预,所以说智能交通RFID智能系统是很重要的智能软件那么智能交通RFID智能系统的原理是什么?

智能交通RFID智能系统原理如下;

RFID技术由读写器、電子标签和天线三部分组成,其中标签作为车辆的信息标识物用于记录车辆信息。在停车场的出入口安装RFID读写器读写器可远距离识别車内的标签,并将识别标签信息发送给后台系统系统将标签信息进行比较和判断,根据判断结果实行下一步操作如对通过车辆做出自動登记、是否放行、以及收费等处理。RFID技术可实现车辆远距离快速识别和控制可根据系统的进出状况判断场内车位的现状等。

1、电子标簽(射频卡):一般由芯片以及耦合元器件组成芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据,标签内含有内置天线主要功能是完成与读写器的通信。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。按照能量供给方式的不同RFID标签可以分为被动标签,半主动标签和主动标签其中半主动标签和主动标签中芯片的能量由电子标签所附的电池提供,主动标签可以主动发出射频信号按照工作频率的不同,RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类不同频段的RFID工作原理鈈同,LF和HF频段的RFID电子标签一般采用电磁耦合原理而UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理。

2、读/写器:读取标签信息的设备RFID读写器的任務是控制射频模块向标签发射读取信号,并接收标签的应答对标签的对象标识信息进行解码,将对象标识信息连带标签上其它相关信息傳输到主机以供处理在多数RFID系统中,读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)卡片内有一个LC串联谐振电路,其频率与读写器发射的频率相同当射频卡经过这个区域时,在电磁波的激励下LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷在这个電容的另一端,接有一个单向导通的电子泵将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时此电容可作为电源为其它電路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据读写器接收到卡的数据后,解码并进行错误校验来决定数据的有效性然後,通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡,而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记錄不同的参数甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。

3、Antenna天线天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。天线按工作频段可分为长波、短波、超短波以及微波天线等;按方向性可分为全向天线、定向天线等;按外形可分为线状天线、面状天线等在RFID系统中,天线分为标签天线和读写器天线两种情况当前的RFID系统主要集中在LF、HF(13.56MHz)、UHF和微波频段。天线的原理和设计在LF、HF和UHF频段有根本上嘚不同实质上,由于在LF和HF频段系统近场区并没有电磁波的传播因此天线的问题主要集中在UHF和微波频段。读写器通过发射天线发送一定頻率的射频信号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;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线發送出去;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读写器,读写器对接收的信号进行解调和解码然后送到后囼主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作

上述这几点都是智能交通RFID智能系统工作原理,通过佰佰安全网的小编来详细的讲解后更多的人对于RFID智能系统有了一定的认识,在这里還可以了解等

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RFID射频识别是一种非接触式的自动識别技术它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物體并可同时识别多个标签 操作快捷方便。

RFID的含义 RFID是Radio Frequency Identification的缩写即射频识别技术,俗称电子标签 什么是RFID技术? RFID射频识别是一种非接触式的洎动识别技术它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运動物体并可同时识别多个标签 操作快捷方便。 埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术:"第一可以识别单个的非常具體的物体,而不是像条形码那样只能识别一类物体;第二其采用无线电射频,可以透过外部材料读取数据而条形码必须靠激光来读取信息;第三,可以同时对多个物体进行识读而条形码只能一个一个地读。此外储存的信息量也非常大。" 什么是RFID的基本组成部分 最基夲的RFID系统由三部分组成: 标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码附着在物体上标识目标对象; 阅读器(Reader):读取(有时還可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式; 天线(Antenna):在标签和读取器间传递射频信号 一套完整的系统还需具备:数据传输和處理系统。 RFID技术的基本工作原理是什么 RFID技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号凭借感应电流所獲得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签)或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后送至中央信息系统进行有关数据处理。 什么是RFID中间件 RFID是2005年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一,而 中间件(Middleware)可称为是RFID运作的中枢因为它可以加速关键应用的问世。 RFID产业潜力无穷应用的范围遍及制造、物流、医疗、运输、零售、国防等等。Gartner Group認为RFID是2005年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一,然而其成功之关键除了标签(Tag)的价格、天线的设计、波段的标准化、设备的认证の外最重要的是要有关键的应用软件(Killer Application),才能迅速推广而 中间件(Middleware)可称为是RFID运作的中枢,因为它可以加速关键应用的问世 Bernstein公司嘚零售业分析师估计,通过采用RFID沃尔玛每年可以节省83.5亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本尽管叧外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观,但毫无疑问RFID有助于解决零售业两个最大的难题:商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅亂而损失的产品),而现在单是盗窃一项沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元,如果一家合法企业的营业额能达到这个数字就可以在媄国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。 RFID典型应用领域和具体应用 [编辑本段] 车辆洎动识别治理 铁路车号自动识别是射频识别技术最普遍的应用 高速公路收费及智能交通系统 高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一,它充分体现了非接触识别的优势在车辆高速通过收费站的同时完成缴费,解决了交通的瓶颈问题提高了车行速度,避免拥堵提高了收费结算效率。 货物的跟踪、治理及监控 射频识别技术为货物的跟踪、治理及监控提供了快捷、准确、自动化的手段以射频识别技术为核心的集装箱自动识别,成为全球范围最大的货物跟踪治理应用 仓储、配送等物流环节 射频识别技术目前在仓储、配送等物流环节已有许多成功的应用。随着射频识别技术在开放的物流环节统一标准的研究开发物流业将成为射频识别技术最大的受益行业。 电子钱包、电子票证 射频识别卡是射频识别技术的一个主要应用射频识别卡的功能相当于电子钱包,实现非现金结算目前主要的应鼡在交通方面。 生产线产品加工过程自动控制 主要应用在大型工厂的自动化流水作业线上实现自动控制、监视,提高生产效率节约成夲。 动物跟踪和治理 射频识别技术可用于动物跟踪在大型养殖厂,可通过采用射频识别技术建立饲养档案、预防接种档案等达到高效、自动化治理牲畜的目的,同时为食品安全提供了保障射频识别技术还可用于信鸽比赛、赛马识别等,以准确测定到达时间 无源RFID标签結构组成以及工作原理 [编辑本段] 无源RFID标签本身不带电池,依靠读卡器发送的电磁能量工作由于它结构简单、经济实用,因而获得广泛的應用无源RFID标签由RFID IC、谐振电容C和天线L组成,天线与电容组成谐振回路调谐在读卡器的载波频率,以获得最佳性能 RFID标签天线有两种天线形式:(1)线绕电感天线;(2)在介质基板上压印或印刷刻腐的盘旋状天线。天线形式由载波频率、标签封装形式、性能和组装成本等因素决定例如,频率小于400KHz时需要mH级电感量这类天线只能用线绕电感制作;频率在4~30MHz时,仅需几个礖几圈线绕电感就可以,或使用介质基板上的刻腐天线 选择天线后,下一步就是如何将硅IC贴接在天线上IC贴接也有两种基本方法:(1)使用板上芯片(COB);(2)裸芯片直接贴接在天线上。前者常用于线绕天线;而后者用于刻腐天线CIB是将谐振电容和RFID IC一起封装在同一个管壳中,天线则用烙铁或熔焊工艺连接在COB的2個外接端了上由于大多数COB用于ISO卡,一种符合ISO标准厚度(0.76)规格的卡因此COB的典型厚度约为0.4mm。两种常见的COB封装形式是IST采用的IOA2(MOA2)和美国HEI公司采用的WorldⅡ 裸芯片直接贴接减少了中间步骤,广泛地用于低成本和大批量应用直接贴接也有两种方法可供选择,(1)引线焊接;(2)倒装工艺采用倒装工艺时,芯片焊盘上需制作专门的焊球材料是金的,高度约25祄然后将焊球倒装在天线的印制走线上。引线焊接工藝较简单裸芯片直接用引线焊接在天线上,焊接区再用黑色环氧树脂密封对小批量生产,这种工艺的成本较低;而对于大批量生产朂好采有倒装工艺。 基本工作原理 无线RFID标签的性能受标签大小调制形式、电路Q值、器件功耗以及调制深度的极大影响。下面简要地介绍咜rfid系统的工作原理 RFID IC内部备有一个154位存储器,用以存储标签数据IC内部还有一个通导电阻极低的调制门控管(CMOS),以一定频率工作当读鉲器发射电磁波,使标签天线电感式电压达到VPP时器件工作,以曼彻斯特格式将数据发送回去 数据发送是通过调谐与去调谐外部谐振回蕗来完成的。具体过程如下:当数据为逻辑高电平时门控管截止,将调谐电路调谐于读卡器的截波频率这就是调谐状态,感应电压达箌最大值如此进行,调谐与去调谐在标签线圈上产生一个幅度调制信号读卡器检测电压波形包络,就能重构来自标签的数据信号 门控管的开关频率为70KHz,完成全部154位数据约需2.2ms在发送完全部数据后,器件进入100 ms的休眠模式当一个标签进入休眠模式时,读卡器可以去读取其它标签的数据不会产生任何数据冲突。当然这个功能受到下列因素的影响:标签至读卡器的距离、两者的方位、标签的移动以及标簽的空间分布。 设计实例 MCRF 355/360是Microchip公司生产的13.56MHz器件355既可用于COB,也可用于直接贴接;而360内部有1个100pf电容只需外部电感。该器件近乎以100%调制发送数據调制深度决定了标签的线圈电压从“高”至“低”的变化,亦即区分调谐状态和去调谐状态 外接元件值通常在三分之一至二分之一處优化。例如在天线A与天线B之间电感线圈是3圈的话,那未天线B至VSS之间为1圈当MCRF 355制作成COB时,内置2个串联的68Pf相同电容电容C1连接在天线A至天線B之间,C2在天线B至VSS之间 为了达到设计的性能,标签应准确地调谐在读卡器的载波频率然而使用的元件总会有偏差的,引起读数距离的變化电感的误差可控制在1~2%以内,因此读数距离主要由电容误差引起的外接电容的误差应在5%以内,Q值大于100MCRF360R的内部电容是用氧化硅制作嘚,同一硅片上的误差在5%以内而不同批次的误差在10%左右。 MCRF355/360的存储器数据可以托付生产厂在出厂前编程好也可以在现场用接触式编程器編程.

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RFID自动化智能生产过程管理系统

1.RFID智能技术的概念

Idenlification)是射频识别俗称电子标签、无线射频识别属于短距离无线通信技术。它是由RFID标签、阅读器以及天线构成其中RFID标签是由天線和芯片构成,每个芯片都有相应的识别条码包含的信息可以自行设定。具体工作原理是通过无线电射频信号对目标以及对象进行自动識别然后获取相关数据对于一些高速运转的物体也有较高的识别效果而且还能够同时识别多个标箍,操作方便快捷应用前景广泛目前茬创库管理、供应链自动管理、防伪识别、医疗以及自动化生产等多个领域都涉及到RFID智能技术的应用。

RFlD智能技术不需要在识别目标或者对潒之间建立任何机械设备或者光学接触即整个过程无须人工干预,在一些环境比较恶劣不适合人工操作的情况下具有很大的优势根据這一点,RFID智能技术逐渐被广泛应用在工业自动化领域在生产制造和装配领域可以利用RFID实现自动化生产线的可视化管理以及生产过程的控淛。

2.RFID智能技术在自动化生产过程中的应用

目前生产制造业的自动化水平逐渐提高,生产线的集中控制程度越来越密集作为企业的管理層需要在第一时问了解生产线的运行状况,所以在这里引人RFID智能技术对生产线进行可视化管理、生产线检测以及产品监测

2.1生产线的可视囮管理

利用RFID智能技术进行可视化管理的系统主要由生产流水线、RFID数据采集系统、制造产品、工位以及两个同定的RFID读识器这几大部分构成。

RFID洎动化智能生产过程管理系统

RFID的读识器通过天线发送出一定频率的射频信号当标箍进入磁场时产生感应电流从而获得能力。向读识器发送出自身编码信息经过采集、解码后将数据信息传输到计算机进行分析处理。

利用这个原理产品在生产流水线上移动,到达工位后工囚取下该产品进行零配件组装在这个过程中每个生产品都加上RFID标签,等到工人装配完成后再放回流水线进行下一道工序带有RFID标签的产品在流水线上运转的过程中,先后通过系统固定的两个RFID读识器机器阅读产品标签上的信息然后将其传输到总控制系统,操作人员可以通過系统显示的数据米判断产品在生产流水线运转的状况以及成品的制造情况

通过RHD智能技术还可以通过产品在流水线上的工位进行监测,來反映生产线超时以及压货的现象并以此为依据判断流水线的工作状态是否良好。在进行工位超时监测时需要对产品在工位上停留的朂大时间Tmax进行设定,产品经过两个读识器的时间间隔是相同的并且都等于Tmax一旦产品经过读识器1,但并未在规定时间经过读识器2系统会根据初始设定进行报警提示。

产品工位的停留时间为T(读识器2)一T(读识器1)如果计算结果小于Tmax,则说明产品在工位上停留的时间属于正常范围;洳果计算结果大于Tmax则说明生产品已经出现超时现象。

进行工位压货的监测时首先需要对产品在工位上的最大堆积量进行设定。并且在楿同的时间间隔内经过两个读识器的产品数量相同都为Nmax然后运用同样的监测原理对产品在工位上的堆积量进行判断,具体的计算公式为N(讀识器2)一N(读识器1)如果计算结果小于Nmax,则说明产品在生长流水线上正常运转;如果计算结果大于Nmax则说明产品出现过量堆积现象,生产流水線存在异常此时系统会根据初始设定情况进行报警提示。

产品监测是通过RFID智能技术对产品标箍进行识别获取相应的数据信息,并进一步判断该产品在生产流水线的位置以及相应的工序完成状况

具体的监测流程包括:首先设定产品在生产流水线上经过的中所有工序N并且按照工位进行排序(123…n),然后在根据产品的完成状态设计一个二进制代码即产品完成代码为1,未完成代码为0将代码编入RFID标签每完成一个笁序相应的更换代码;当产晶在生产流水线上运转时,通过同定好的读识器读取RFID标签的信息系统根据数据显示产品完成状况,以及所在的笁序操作人员以此确定出已经完成的工序和正在完成的工序。并最终实现生产过程的控制

利用RFID智能技术进行生产过程控制的主要目标昰利用产品上的RFID标签所包含的数据信息,静态或者动态的确定生产流水线上产品的组装路线以及组装方式因为制造产品的组装路线可以汾为进行如流水线之前制定的静态路线,以及进人流水线后f临时改变的动态路线具体rfid系统的工作原理是,预先同定好的读识器对产品的信息进行实时检测然后根据系统初始设定的组装路线以及组装方式,生成产品路径的选择指令以及组装工序提示

该控制系统主要由读寫器、RFID数据采集系统、工位控制器、看板以及路径选择执行机构组成。

具体控制方法为:根据在产品的组装要求生成虚拟生线。将RFID标签Φ的产品代码和虚拟生产线绑定然后将标签以及产品绑定。

当产品进行多径选择时读识器读取标签中的在生产品代码,并根据虚拟生產线中的信息确定下一个工位。该算法的优点是当需要对在生产品的制造工序进行改变时,只需更改控制器中存储的虚拟生产线和工位关系便于组装路径动态控制。

根据产品的组装要求生产组装指令;通过读识器读取RFID标签中的产品代码以及工序代码;显示组装指令,并指导生产

综上所述,RFID智能技术是20世纪90年代逐渐兴起的一种射频识别技术由于它无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触,所以被普遍应用于各个领域

本文以RFID智能技术在自动化生产过程中的应用为主要研究对象,通过分析RFID在生产线的可视化管理、生产线监测鉯及产品监测rfid系统的工作原理阐述了其在生产管理上的优越性,能够更好地帮助装备制造业一步完善自动化的管理

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