RFID信号分析测方案,测量解决方案
基于ISO15693标准RFID信号的测量
基于ＩＳＯ１５６９３标准ＲＦＩＤ信号的测量作者：付国映来源：《通信产业报》2008年第21期随着FRID市场的不断升温，产业对于相关测试仪表的需求不断加大，罗德与施瓦茨RFID信号源和信号分析仪精准稳定的测量，为RFID技术的普及增添了活力。
ISO15693标准介绍RFID即射频识别技术，广泛应用在非接触式IC卡中。
按照作用距离粗略分类，目前非接触IC卡有三种标准：ISO10536、ISO14443和ISO15693。
ISO10536标准适合的卡为密耦合类型，它主要是在1992年到1995年间发展的，由于这种IC卡的生产成本高而与接触式IC卡相比优点很少，这种密耦合系统从未得到应用。
ISO14443标准适合近耦合类型的卡，作用距离大约为0～10cm。
ISO15693标准适合疏耦合类型的卡，作用距离大约为0～1m，可以用于出入检查。
这两个标准从频率、动作场强、调制方法上看是完全独立的。
满足ISO15693标准的非接触式IC卡，即VICC(VicinityIntegratedCircuitCard)，其大小尺寸为85.72mm×54.03mm×0.76mm±容差，工作频率fc为13.56MHz，允许偏差7kHz。
VICC中包含有一个大面积的天线线圈，能量供应由阅读器的交变磁场来提供。
阅读器简称为VCD(VicinityCouplingDevice)。
阅读器到非接触式IC卡的数据传输这个RFID信号的调制类型为ASK(幅移键控)调制，调制深度为10%和100%。
存在两种编码：256选1编码和4选1编码。
在长距离模式下，采用256选1编码，这种编码方式是一种脉冲位置调制，通过控制明确规定在0～255之值范围内的脉冲的时间位置来表示传输的数据之值，在4.833ms时间内可以同时传输8位(1字节)信息，此时间被分成512个时间段，编号为0～511，每个长约9.4us，一个脉冲调制只能在奇数时间段，传输的数据之值n可以容易地从脉冲调制的位置求出：脉冲调制的位置=2×n+1在快速模式下，采用4选1编码，这种编码方式也是一种脉冲位置调制，脉冲的时间位置决定它代表的数值，在75.52us时间内可以同时传输2位信息，被分成8个时间段，编号为0～7，每个长约9.4us，一个脉冲调制只能在奇数时间段，传输的数据之值n可以容易地从脉冲调制的位置求出：脉冲调制的位置=2×n+1数据通信以帧的形式传输，以SOF(StartOfFrame)帧起始为一帧的开始，以EOF(EndOfFrame)帧结尾为帧的结束标记。
基于RFID技术的应用解决方案
天线 Antenna
电子卷标 Tag
3
RFID技术介绍-物理特性
• UHF频段之RF讯号有以下物理特性 – 遇金属，能量会被反射。 – 遇液体，能量会被吸收。 这样的物理特性会降低RFID的效能！
RF讯号能量
金属
能量反射
RF讯号能量
液体
4
RFID技术介绍-电子卷标的组成
使IC与Tag antenna接合 Connection between
RFID标签附挂位置评估—周转箱（笼车）
标签的位置需要考虑到： 1.实际应用的情境，包括笼车堆叠或是承装物品后的放置 2.预估读取的距离 3.根据植附位置可选择外壁（前正面或侧面）
笼车堆叠后， 容易被上层笼车遮蔽。
RFID标签 建议植附位置1
RFID标签 建议植附位置2
底层，笼车堆栈后， 容易被下层遮蔽。
羊只放牧记录（2）
• 关于RFID读取闸门
– 建置地点：室内和室外的交接点
– 建置方式：采用超高频RFID固定式读取器，天线架设于高处，
保证读取到每只羊。
天线
读取器
RFID导入关键点—吊挂
• 每只羊经过活体检验后进行吊挂 • 吊挂位置为羊只后腿
– 吊钩上附有UHFRFID标签 – 将吊钩RFID标签和羊只RFID耳标进行关联
• 建议：将耳标EPC写入吊钩EPC • 记录时间入数据库（此只羊开始屠宰时间）
吊钩RFID标签
关联RFID数据 9879469419
写入RFID的时间
RFID动物耳标
Data Base
羊只屠宰记录： ID：9879469419 开始时间： 20XX年X月X日X时X分 . . .
RFID导入关键点 — 称重
《RFID射频识别实验》课件
实验知识
了解RFID射频识别技术的 基本原理和概念，为实验 操作提供理论支持。
实验步骤详解
实验步骤一
将RFID标签粘贴在物体上，并使用 读写器进行标签信息的写入。
实验步骤二
将读写器与电脑连接，通过软件对标 签信息进行读取和验证。
实验步骤三
在不同距离和角度下进行标签信息的 读取，测试RFID系统的识别能力和 稳定性。
RFID技术的应用领域
要点一
总结词
列举并简要描述RFID技术在不同领域的应用情况。
要点二
详细描述
RFID技术在许多领域都有广泛的应用。在供应链管理方面 ，RFID技术可以实现对商品的全程跟踪，提高物流效率； 在零售业中，RFID技术可以实现自动结账和库存管理，提 高销售效率；在医疗领域，RFID技术可以实现对医疗器械 和患者的跟踪管理，提高医疗安全和效率；在交通领域， RFID技术可以用于车辆自动识别和收费管理，提高交通效 率。此外，RFID技术还可以应用于身份识别、电子门禁、 动物跟踪等领域。
02
实验设备与器材介绍
实验所需设备
RFID读写器
用于读取和写入RFID标签的数 据，是实验的核心设备。
RFID标签
存储物品信息的电子标签，可 以附着在物品上。
电脑
用于连接读写器和软件操作。
实验箱
用于放置设备和连接线缆。
实验器材介绍
01
02
03
04
读写器
采用高频或超高频频段，具有 数据传输速度快、识别距离远
深入分析。
数据处理技术
02
运用数据挖掘、机器学习等技术，对实验数据进行处理，提取
有价值的信息。
结果呈现方式
03
RFID的全面介绍
一、RFID的全面介绍和资料如何管理比澳洲人口多得的袋鼠？人类发射到太空中的东西如何追踪？病人不到医院去，医生如何检测并得出第一手的脑电波、心电图数据数据?超市中条形码大量的破旧、损害怎么办？……这些问题似乎困难而且没有必然联系，但是用RFID技术可以解决上述的所用问题。
RFID是英文“Radio Frequency Identification”的缩写，中文称为无线射频身份识别、感应式电子芯片或是近接卡、感应卡、非接触卡...等等，是非接触式自动识别技术的一种。
1、起源RFID最早曾在第二次世界大战中用来在空中作战行动中进行敌我识别：当时英国用以确认进机场的是否为己方的飞机，以免遭误击。
20世纪90年代起，这项技术被美国军方广泛使用在武器和后勤管理系统上。
美国在“伊拉克战争”中利用RFID对武器和物资进行了非常准确地调配，保证了前线弹药和物资的准确供应。
和以往的“充足”供应有所不同，现代化的管理强调的是准确供应，也就是需要多少就提供多少，因为多余的供应会增加不必要的管理成本。
许多欧美国家高速公路有电子收费站，只要凭着黏在车上的RFID辨识卡片，就可直接通过收费道、自动扣款，不须停车。
2、RFID原理1. 标签(Tag，即射频卡)：由耦合组件及芯片组成，卷标含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。
2. 阅读器（Reader）：读取(在读写卡中还可以写入)卷标信息的设备。
3. 天线（Antenna）：在卷标和读取器间传递射频信号。
系统的基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被启动；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；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阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和译码然后送到后台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。
RFID解决方案与实施
05
RFID未来发展趋势
技术创新与进步
标签尺寸的微型化
随着技术的进步，RFID标签的尺寸不断缩小，未来将更便于集成到 各种小型物品中。
读取距离的扩大
通过提高RFID读写器的性能和信号传输能力，未来可以实现更远距 离的标签读取。
抗干扰能力的提升
随着干扰源的增多，RFID技术的抗干扰能力将得到加强，确保数据传 输的准确性和稳定性。
实现产品从原料、生产、物流到销售全流程的追溯， 方便问题追溯和责任追究。
打击假冒伪劣
有效打击假冒伪劣产品，保护消费者权益和企业利益。
资产管理解决方案
资产定位与追踪
实时追踪资产的位置和使用状态，提高资产利 用率和管理效率。
预防性维护
根据资产使用情况和维护历史，制定科学合理 的维护计划，延长资产使用寿命。
软件系统开发与集成
开发标签管理软件
01
用于生成、管理RFID标签数据。
开发读写器驱动程序
02
实现读写器与软件系统的通信。
集成第三方软件系统
03
将RFID系统集成到现有的软件系统中，实现数据共享和交互。
系统测试与部署
01
进行系统测试
02
进行现场部署
03
进行培训和指导
验证RFID系统的功能和性能是否 满足设计要求。
数据安全与隐私保护问题
总结词
数据安全与隐私保护是RFID实施中需要重点关注的问题。
详细描述
RFID技术涉及到大量的数据传输和处理，因此数据安全与隐私保护至关重要。在实施RFID解决方案 时，需要采取有效的加密和安全措施，确保数据的机密性和完整性，同时要尊重用户的隐私权，避免 数据的滥用和泄露。
高成本问题
RFID点检巡检解决方案
RFID点检巡检解决方案一、手持终端在巡检行业应用汇总随着社会的发展与进步，各行各业对管理工作的要求越来越规范化、科学化、数据化。
例如，电力设备巡检、物业巡检、管道检修(石油管道、燃气管道、自来水管道等)以及消防巡检、市政巡检等等。
一、手持终端在各行业巡检工作中起到的作用1、电力巡检电力设备巡检能有效保证电力设备的安全、提高电力设备可靠率、确保电力设备最小故障率的一项基础工作。
电力巡检系统的推出，彻底改变了巡检工作中的诸多问题，不需要在巡检设备和电力设备上安装任何设备，大大降低了系统的采购和维护成本;有效地保证了巡检人员巡检质量，提高了设备和电力设备的安全可靠性，消除安全隐患;采用无线网络和RFID技术，实现电力设备巡检工作的信息化管理。
2、铁路巡检现代社会飞速发展，铁路设施已成为经济发展的重要公用基础设施之一，并关系到广大百姓的日常生活。
铁路设施有其特定功能，因此必须加强对其的管理。
目前铁路行业主要通过人员的日常巡检巡视和远程监测系统相结合的方式对铁路设施实现日常管理和维护。
铁路设施的日常巡检工作主要为：对不同类型的铁路设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容，即巡检计划。
铁路设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作，在现场记录铁路设施的状态和运行数据，完成故障处理要求。
管理者收集现场采集的铁路设施的运行状态和运行数据，安排对铁路设施的维护保养，并对设施状态的变更在台帐中予以更新。
并通过以上数据的积累和数据挖掘为铁路设施和设施的更新，选型作辅助决策。
3、管道巡检管线的日常检修工作是管道运输领域的难点，不管是石油管道、燃气管道还是自来水管道。
巡线工作需要对自然环境的变化对管线造成的损坏，人为的对管道的破坏，设备老化情况，附属设备运行情况等进行巡查。
当前，已经利用压力测量设备实时监测管道是否泄露等情况，但这种监测手段只能在事故发生后才能发现，如何防范于未然，则需要派出巡检人员实地巡查，而面对跨境大，线路长的输油管道，如何提高巡查效率，最大程度的节约人力物力资源，辅助以高效的工具就尤为重要。
RFID标签的各种测试和测量方法
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rfid室内定位解决方案
RFID室内定位解决方案1. 引言随着物联网（IoT）技术的快速发展，越来越多的企业和组织开始关注室内定位技术的应用。
传统的GPS定位技术在室内环境中无法获得准确的位置信息，因此需要一种新的定位技术来满足人们对室内定位的需求。
RFID（Radio-Frequency Identification，射频识别）技术因其低成本、低功耗和高精度而成为室内定位领域的理想选择。
本文将介绍一种基于RFID技术的室内定位解决方案，并详细阐述其原理、关键技术和应用场景。
2. RFID技术概述RFID技术是一种利用无线电信号对物体进行识别和定位的技术。
它由三个主要组件组成：标签（Tag）、阅读器（Reader）和后台服务器。
•标签是RFID系统中的被动部件，它通常由射频芯片和天线组成。
标签可以附着在物体上，并通过无线电信号与阅读器进行通信，实现对物体的识别和定位功能。
•阅读器是RFID系统的主动组件，它通过射频信号与标签进行通信并接收标签发送的信息。
阅读器一般通过有线或无线方式与后台服务器连接，将读取到的标签信息传输到后台服务器进行处理和分析。
•后台服务器是RFID系统的核心部件，它接收来自阅读器的标签信息，并根据预设的算法进行数据处理和分析。
后台服务器可以通过数据挖掘和机器学习等技术来实现对标签的定位和跟踪功能。
3. RFID室内定位方案原理RFID室内定位方案的原理是通过在室内部署一定数量的RFID标签和阅读器，并利用标签和阅读器之间的射频信号传输特性来实现对人员或物体的定位和跟踪。
具体来说，RFID室内定位方案包括以下几个步骤：步骤1：标签部署在室内环境中部署一定数量的RFID标签，标签可以安装在墙壁、天花板、地板或其他物体上。
标签的位置和数量应根据具体的应用场景和定位需求来确定，通常会在容易确定位置的区域密集部署标签，以提高定位的准确性。
步骤2：阅读器安装在与标签部署位置相匹配的区域安装RFID阅读器。
阅读器的数量和位置也需要根据具体的应用场景来确定，通常会在容易接收到标签信号的区域安装阅读器。
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900 MHz
更长传输距离，更好覆盖
• 可同时读取多个标签 • 受到多径和衰落影响
反射面
频段 13.56 MHz (HF)
900 MHz (UHF)
应用
场合 标准
楼宇安保，支付台等
超市，自动检票台 ISO 18092, 14443, 15693
货物跟踪
仓库，物流中心，高速公路收费站 EPCglobal Class1 Gen2 ISO 18000-6
1. RFID系统，标准，应用 2. UHF RFID 简介 3. RFID 信号分析 4. RFID 测量解决方案
UHF 频段RFID标准简介
Standard EPCglobal C1 Gen2 (ISO 18000-6 Type C) ISO 18000-6 Type A ISO 18000-6 Type B Direction Modulation Forward Return Forward Return Forward Return DSB-ASK DSB-ASK, SSB-ASK, PR-ASK DSB-ASK Bit Rate Tari 6.25/ 12.5/25 us 40/80/120 kbps 33 kbps 40/160 kbps 10/40 kbps 40/160 kbps Line Coding PIE FM0 / Miller PIE FM0 Manchester FM0
RFID信号分析方案
RFID Testing Requirements
1. RFID系统，标准，应用 2. UHF RFID 简介 3. RFID 信号分析 4. RFID 测量解决方案
什么是 RFID?
Radio Frequency IDentification
• RFID 设备特征
– 小型化 – IC 芯片内置信息存储 – 非接触式通信
常见问题:
– 读卡器标签不完全符合标准规范 – 多径，衰落的影响
– 标签和读卡器的接收灵敏度问题
Line Coding (Manchester, FM0)
Example 01011 0
Manchester
1
0
1
Represents 0 = 01 1 = 10
No superposition of DC potential by switching voltage at bit center
RFID 系统组成
射频标签（Tags） 读卡器 （Readers/Interrogators）
RFID 读卡器（Readers/Interrogators）
• 包括天线，收发信机和解码器 • 常用工作模式:
– 周期性发射询问信号 – 感应式激活 – 根据请求激活
• 多种工作范围 • 存储数据或者提交给数据处理单元
FM0
Represents 0 = 01 or 10 1 = 11 or 00 (phase switch at boundary) Advantages in signal collision and error detection
PIE (Type C) Coding
•Represent data 0 or 1 with pulse time length (not with voltage level at decision points)
• 相比与条形码的优势
– 更远的通信范围 – 可以存储发送更多数据
– 降低人工操作复杂程度
– 每一个Tag具备独立的身份识别，可回溯
RFID 通信方式
前向信号（Forward link）: 从读卡器到射频标签
射频标签
读卡器
(“基站”)
反向信号（Return link）: 从标签到读卡器
(“移动终端”)
测量时需要注意的重要参数设置:
Modulation, Bit rate, Tari, Line Coding
RFID 信号解析: CW/Burst/Pulse
ASK in Reader/Tag Bursts
A contiguous set of symbols from a single transmitter
Burst Pulse
A single pair of on/off intervals
This is actually the envelope of the CW signal
This is the tag using the CW power transmitted to respond
Interrogator Power-On
•Variable Tari length by data rate
• Bit value determined by length of pulse, not amplitude • To read value, look for PW, (falling, low, rising), then delta time • Short length=0; long length=1
有源射频标签
• 内置收发信机 • 内置电池供电, 由电池对收发信机供电 • 更远的传输距离(<100 m • 成本更高 • 在复杂的无线环境下更可靠 • 可能有内置存储器 • 最长可达十年的电池寿命
无源射频标签
• 使用Backscatter回复信号 • 多数通过磁场耦合提供能量，半有源 标签由电池对非射频电路供电 • 低成本，低功耗 • 小体积 • 使用寿命长 • 在复杂的环境中提高更好可靠性 • 可能包含存储器 • 工作范围: ~10 cm to <10m
Entire signal from reader power turn on until turn off
UHF 频段RFID的主要应用及挑战
RFID系统： 会受到其他无线系统的干扰, 如GSM上行信号 主要应用场景: 物流中心，仓库，高速公路收费站等
应用实例:
美国沃尔玛–要求300个最大的供应商使用RFID 香港机场– RFID被用于托运行李跟踪
射频标签频段，及工作模式 （无源反射）
From June 2005 High Frequency Electronics Copyright © 2005 Summit Technical Media
频段，应用及特点
射频电路设计更简单
• 穿透性更好
读卡器 13.56 MHz
• 通信距离较短
反射面