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  • SAW RFID阅读器的信号处理电路与软件设计

    0 引言  基于SAW(Surface Acoustic Wave)标签的RFID系统采用了先进微电子加工技术制造的SAW器件,具有体积小、重量轻、批量成本低、可靠性高、识别距离远、多功能等优点,与基于IC标签的RFID系统有很好的互补性,尤其在基于IC标签的RFID系统应用于带有金属物体、高温、强电磁干扰等恶劣环境无能为力时,基于SAW标签的RFID系统就显示了它的优越性,同时SAW标签也适甩干压力、加速度、温度等参数的测量,此技术在欧美已得到一定的应用。在我国,此方面的研究近几年才开始展开,技术还不够成熟。 本文将介绍一种SAW RFID阅读器的信号处理电路设计及其软件设计。   1 阅读器的系统分析   阅读器采用模块化设计,最基本单元的为射频电路与信号处理电路。如图1所示,射频系统包括发射电路与接收电路,信号处理电路包括信号处理单元与外围电路。根据功能需求, 增加相应的电路,包括有通信电路、显示电路、存储电路、时钟电路等外围电路。        根据项目指标要求,设计的SAW标签可接收40ns的脉冲询问信号,由SAW标签发射极的间距确定每个脉冲回波延迟时间约为115ns。   阅读器工作开始后信号处理电路产生一段脉宽为40ns脉冲控制信号,送给发射电路,经过发射电路一系列调制处理,转换成脉宽是40ns,载频是915MHz的射频询问信号,通过天线发射出去。遇到SAW标签后,标签反射回带有标签信息的射频回波信号,阅读器接收时经过接收电路一系列处理,解调出代表标签信息的回波包络信号,回波包络信号是具有24位,脉宽40ns的脉冲回波,每个回波的延迟时间约为115ns。之后送给信号处理电路进行进一步的识别和处理,完成识别标签的信息。   2 信号处理电路设计   信号处理电路主要负责阅读器的系统控制与信号处理任务。包括:发射时,控制射频开关截取40ns脉冲信号;接收时,数字采集经过射频接收电路解调的回波信号,将回波信号转化为标签编码数据进一步处理。其中回波信号的每个脉冲的脉宽为40ns,每个脉冲信号延迟时间为115ns,带宽则为 接收处理过程就是高速数据采集过程。分析指标要求,信号处理电路设计的关键点如下:     (1)产生高速控制信号控制发射端的射频开关在40ns开与断。   (2)模拟信号到数字信号的转换速度。   (3)经过高速模数转换后,采样速率很快,信号处理器接收数据的速度必须匹配ADC(Analog To DigitalConverter)的转换速度。   对于关键点(1),选择高速处理器,通过软件编程实现40ns响应时间的高速控制信号。   对于关键点(2),模拟信号的最高频率达到     根据奈奎斯特采样定律,采样频率要在64MHz以上,本系统采用采样频率为80MHz的高速ADC。   对于关键点(3),ADC采样速率很高,达到80MHz,处理器无法直接接收处理如此庞大的采样数据。所以需要数据缓冲,这里选用FIFO(First Input First Output)实现数据缓存功能。   2.1 系统结构与器件选择   为了使系统结构简单,我们选用一种高性能的MCU(Micro Controller Unit)作为系统的信号处理核心。如图2所示,信号处理电路由MCU、ADC、FIFO、以及其他外围电路组成。        ADC的选择:接收脉冲的宽度为40ns,带宽为25MHz,根据采样定理,这里选用ADI公司的AD9057,8bit 80MHz,输入输出延迟时间tPD=9.5ns。   FIFO的选择:FIFO接收存储来自ADC高速输出的数字信号,还要将数据输出给MCU,这对FIFO的存取速度由很高的要求,这里选用IDT公司的SUPERSYNC II系列FIFOIDT72V223,最高166MHz操作时钟,容量1024x9 bit,具有可编程性,选用异步模式。   MCU的选择:通过软件编程实现40ns的脉冲控制信号,接收时实现高速的数据采集,RFID系统要求高速工作速度,这里选用性能优秀C8051F131。C8051F是完全集成的混合信号系统级芯片,它的CIP-51内核采用流水线结构,在同频率下是标准8051指令执行速度的12倍,C8051F131最高支持100MHz的时钟频率,处理速度也可达到100MIPS,32个I/0,128K Flash,8448字节内部RAM,可寻址64KB的片上外部RAM。   时钟的选择:ADC与FIFO的工作状态由MCU控制。钟振提供ADC采样时钟与FIFO写时钟,ADC采样时钟与FIFO写时钟只有同步数据才能不丢失,通过查询器件的数据资料,ADC转换速度与FIFO的存取速度可以实现衔接,可共用钟振。FIFO的读时钟与控制由MCU产生。   2.2 硬件电路设计   根据系统结构与器件的数据资料,部分电路设计如下:   (1)AD9057的电路设计:将射频接收电路输出端接入AD9057输入端:AD9057的8位数字信号输出端与IDT72V223的低8位输入端连接;使用C8051F13l控制AD9057的PWRDN端,控制AD9057的工作状态。   (2)IDT72V223的电路设计:在IDT72V223主复位过程中,对相应引脚置位可确定其工作模式。选用异步、标准IDT工作模式;数据输入由WCLK和WEN控制,输入时钟与输出时钟完全独立;只要REN和WEN使能,就可以读写数据;OE为低,表示允许输出端输出;此外,IDT72V223也提供了丰富的状态信号,将IDT72V223低8位输出端连接C8051F131的I/O口。   (3)通信电路、显示电路、时钟电路、电源电路等其它电路的设计,按照器件数据资料的要求完成电路连接。[!--empirenews.page--]  利用Protel DXP绘制电路图与PCB版图,部分电路如图3和图4所示。完善器件布局,仿真电路与电气检查,完成加工制作。        3 软件设计与调试   系统软件流程如图5所示,系统开始工作,通过MCU初始化ADC与FIFO的工作状态,产生40ns脉冲询问信号控制射频开关,经过1us识别标签的传播延迟,MCU控制ADC采样与FIFO的写操作,待模数转换完成后,将FIFO数据写入MCU,并与参考阈值比较,从而确定回波信号的编码信息,最后通过串口上传至上位机及显示,实现进一步处理。    [!--empirenews.page--] 程序设计采用Keil uVision3环境编写,uVision3是集成的可视化Windows操作界面,它支持绝大部分MCU,包括C8051F131,提供丰富的库函数和各种编译工具。按照系统工作流程,采用C语言编写程序,经过反复调试,烧录系统。通过测试,信号处理电路可按照规定流程顺利工作,达到设计的要求。   4 结论   本文介绍了SAW RFID阅读器的信号处理电路设计与软件设计过程,通过实验表明,采用FIFO作为ADC与MCU之间的桥梁,起到很好的数据缓冲作用,降低了对MCU性能的要求,基于C8051F131设计的RFID阅读器的信号处理电路,具有结构简单,成本低,容易实现等特点。

    时间:2012-05-14 关键词: RFID saw 设计教程 理电路

  • 基于ARM的RFID阅读器设计

    RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写,即射频识别。一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别的距离可达几十厘米至几米,且根据读写的方式,可以输入数千字节的信息,同时,还具有极高的保密性,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体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。其应用范围十分广泛,主要有商品零售、商品防伪、交通运输、物流仓储、安全管理、医疗卫生、图书档案和国防军事等。 RFID系统由三部分组成:1。标签(Tag,即射频卡),由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线间进行通信;2。阅读器,读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备;3。天线,在标签和读取器间传递射频信号。本文主要介绍基于ARM,工作频率在13。56MHz的RFID阅读器设计方案。 1系统硬件设计 1。1系统主要芯片介绍 本设计方案的两个主要芯片是LPC2212和MFRC500。LPC2212功耗低,性能高,接口资源丰富,可以在RFID阅读器的基础上进行其它功能的扩展,实现一个多功能应用系统。MFRC500是PHILIPS公司生产的应用于13。56MHz非接触式通信中高集成读卡IC系列中的一员。MFRC500支持ISO14443A所有的层,内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动近操作距离的天线(可达100mm);接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路用于ISO14443A兼容的应答器信号;数字部分处理ISO14443A帧和错误检测奇偶CRC,此外它还支持快速CRYPTO1加密算法用于验证MIFARE系列产品。 1。2系统总体设计 系统从功能上主要分为4大模块:控制模块、发送接收数据模块、串行通信模块和显示模块。各模块组成的系统总框图如图1所示。 控制模块主要由微控制器LPC2212和晶振组成,负责整个系统的控制工作。 发送接收数据模块主要由MFRC500、晶振和天线组成。MFRC500分为模拟部分和数字部分。模拟部分负责对射频卡的发送接收操作,发送主要完成驱动天线,提供13。56MHz的能量载波并根据寄存器的设置对发送数据进行调制;接收主要完成对射频卡发送的信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理。数字部分则通过并口和中断与微控制器LPC2212通信。MFRC500的能量载波由13。56MHz晶振提供,天线则主要由LC低通滤波器和LC谐振电路组成。 串行通信模块主要由RS-232-C标准采用的9芯接口和电平转换电路MAX232A组成。本模块负责阅读器与PC机通讯,可进行程序下载,射频卡信息修改等。 显示模块主要由低复用率的通用液晶(LCD)驱动器PCF8562和LCD屏组成。PCF8562与微控制器LPC2212可以通过两线双向的I2C总线通信,当这两条线连接到器件的输出级时必须通过上拉电阻连接到正电源。显示模块负责卡片信息显示。 2系统软件设计 软件设计包括三个模块:系统初始化模块、射频卡与读写器通信模块和LCD显示模块。下面详细介绍以上模块。 2。1系统初始化模块 为了使系统能够正常运行,必须在系统复位时对系统进行初始化工作。其中包括中断向量表的建立和REMAP(重映射)操作、各种模式堆栈初始化操作、时钟初始化操作、串口初始化操作和中断选择初始化操作。 ARM7处理器有7种异常模式,其中断向量位置是固定的(地址0x00000000-0x0000001C),LPC2212采用64字节存储中断向量表。为了实现LPC2212在不同操作模式下对中断的使用,必须对LPC2212中Flash的BootBlock块和SRAM空间的一小部分REMAP。另外,需要对各种模式的堆栈进行初始化。 LPC2212振荡器工作在振荡模式,外部晶体振荡频率为20-25MHz,通过内部PLL电路调整时钟,使系统运行速度更快。程序首先使能PLL但不连接PLL,然后设置外设时钟与系统时钟的分频比,接着设置PLL的乘因子和除因子。设置完成后,把数据正确写入硬件,并等待PLL跟踪完成。最后,使能PLL并使PLL连上系统。 串口是读卡器与PC机通信端口,在使用前须设置串口波特率、接收和发送数据字符格式和初始化FIFO(先进先出队列)。 串口和RC500都是基于IRQ中断,使用前,须对LPC2212中断选择寄存器进行配置,把串口和RC500的中断请求分配为IRQ模式。 2。2射频卡与读写器通信模块 本系统采用M1(MIFARE1)智能卡,本卡自带天线,内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路,M1分为16个扇区,每个扇区为4块,每块16个字节,以块为存取单位,每个扇区有独立的一组密码及访问控制,可一卡多用。M1射频卡与读写器的通信流程图如图2所示。 复位应答(Answertorequest):M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的,当有卡片进入读写器的操作范围时,读写器以特定的协议与它通讯,从而确定该卡是否为M1射频卡,即验证卡片的卡型。 防冲突机制(Anti-collisionLoop):当有多张卡进入读写器操作范围时,防冲突机制会从其中选择一张进行操作,未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡,该过程会返回被选卡的序列号。 选择卡片(SelectTag):选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。 三次互相验证(ThreeAuthentication):选定要处理的卡片之后,读写器就确定要访问的扇区号,并对该扇区密码进行密码校验,在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。(在选择另一扇区时,则必须进行另一扇区密码校验。) 对数据块的操作:读(Read):读一个块;写(Write):写一个块;加(Increment):对数值块进行加值;减(Decrement):对数值块进行减值;存储(Restore):将块中的内容存到数据寄存器中;传输(Transfer):将数据寄存器中的内容写入块中;中止(Halt):将卡置于暂停工作状态。 2。3LCD显示模块 显示模块完成射频卡信息在LCD上的显示功能。用户可以显示专用符号、数字、汉字和图形。显示模块主要分为两部分:第一部分是根据阅读器从射频卡读入的信息确定要显示的内容,显示图形时,则要计算显示坐标;第二部分是根据系统所采用的LCD建立专用符号库、汉字库,显示图形时,则要把第一部分得到的坐标转化为LCD上的显示坐标。[!--empirenews.page--] 3改进的防冲突算法 根据ISO14443协议,M1型卡传统的防冲突算法是动态二进制检索树算法。它首先利用MANCHESTER编码“没有变化”的状态来检测碰撞位,然后把碰撞位设为二进制“1”,用SELECT命令发送碰撞前接收的部分卡片序列号和碰撞位,如果卡片开头部分序列号与其相同,则做出应答,不相同则没有响应。以此来缩小卡片范围,最终达到无碰撞。图3显示了两个卡片(PICC#1和PICC#2)的防碰撞流程。 但是,传统的防碰撞方法要求所有应答器准确同步,应答器必须准确地在同一时刻开始传输他们的序列号。然而,在实际使用中,应答器由用户控制,可能产生异步发送数据,如果仍然采用传统防冲突算法,有可能导致死循环,如图4所示。 为了解决死循环问题,在传统算法的基础上设置了一个记录碰撞位数的变量,如果第二次碰撞位数和第一次相等,则把SELECT发送的部分卡号增加一位,设为二进制数“1”发送出去。如果在规定时间内没有收到应答,则把增加位设为“0”发送出去。可以有效预防由于应答器异步导致的死循环问题。针对图4的改进流程如图5。 4结束语 本文给出了一个基于ARM的RFID阅读器软硬件框架,实现了对射频卡的基本读写等功能。阅读器采用的ARM微处理器,接口资源丰富,还有很多空闲接口,可在阅读器的基础上进行扩展,例如,可利用ARM的其它接口驱动电机,利用射频卡对电机实现控制,只有卡内信息正确,系统才能向电机发出控制命令,从而在硬件上增加了安全性。另外,改进的防冲突算法也使读卡器在应答器异步发送数据的情况下有效的避免死锁。本文对实现带有RFID功能的多功能系统有一定的参考价值和实用价值。

    时间:2012-05-22 关键词: RFID ARM 设计教程

  • 基于STM32的LF RFID识别系统设计

    射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是从八十年代起走向成熟的一项自动识别技术。RFID利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据,主要通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。 RFID技术在近年取得了长足的发展,目前已广泛应用的频段分布在LF、HF、UHF和徽波频段,各频段的RFID系统均有各自的优点和相应的应用范围。对于LF频段的RFID系统而言,最明显的优点在于拥有很好的穿透性能,如可穿透液体物质,建筑物,人体等,且各种动物体细胞和各种气体分子对LF频段的能量吸收很小。 可见LF RFID系统可以在需要良好穿透性,需要不间断长时间工作,以及存在较高危险性场合(如含爆炸性气体矿井)下良好工作。本文正是由于它的这些重要优点提出了一种基于STM32的LF RFID系统,并对该系统进了设计制作并测试。测试结果表明该系统具有实现简单、可靠性高等特点。 根据RFID系统原理,LF系统一般由以下3部分构成: 1)电子标签:应放置在要识别的物体上,在本设计研究主要采用工业生产中的标准125 kHz电子标签EM4100。其内置小型的ROM和整流电路,能实现应答器和阅读器的无接触工作。 2)阅读器:可以是读或写/读装置,取决于所使用结构和技术,主要起到读标签的作用。 3)天线:天线应放置在应答器和阅读器之间,它主要起到桥梁的沟通作用,不管是能量提供还是信息传送都要通过耦合元件来实现。 1 系统总体设计 本次设计以STM32作为控制模块的核心,通过输出125 kHz的方波源为后面的功放电路提供驱动信号,功放电路为天线负载提供放大后的125 kHz方波,从而使天线负载能为标签提供足够的能量,同时获取标签信息。检波电路实现对标签信息的检波功能,检波后通过方波信号转换电路转换传送给STM32进行解码,同时将标签信息通过STM32串口传送到上位机进行后续处理。整个系统框图如图1所示。     本系统与现有系统的区别在于: 1)不需要专用的解码芯片进行解码直接利用STM32具有的捕获功能对检波转换后的电子标签信号进行解码。 2)利用了STM32能输出一对带死区互补方波的功能对一对开关管进行驱动,省去了复杂的模拟电子电路生成同样的驱动波形。 3)借鉴开关电源中半桥逆变电路的原理,使IC电路形成串联谐振,从而实现了功事放大。 2 硬件电路设计 2.1功率放大电路设计 功率放大电路采用两个开关管和一个LC振荡电路(天线)形成,经过分析功率放大电路设计如图2所示。     其中S1、S2是由STM32输出经驱动芯片IR2110后的两路带死区控制的PWM波,频率为125 kHz。这样就使天线L1与电容C1构成串联谐振电路,谐振频率为125 kHz,谐振电路的作用是使天线获得最大的电流,从而产生磁通量,获得更大的读卡距离。 天线本身是一个低电阻的器件将天线线圈连接到功放电路需要估算天线的等效电路和品质因子以得出匹配电路的电容推荐值。     一般来说,由于天线的磁场辐射,对Q值的要求大概在20到40比较合适。现在根据天线的Q值来确定天线的感量,现在的一些工业标准主要采用绕制50 Ω,Q值取30,工作频率是125 kHz则fR取125 kHz,由以上3,个数据可以得到RFID天线的感量为375 μH。 天线的绕制:首先大概的绕几圈,然后使用阻抗分析仪,在125 kHz工作频率下测量电感。本设计中,绕制10圈检测后得到感量为89.03 μH。电感的计算公式: L=N2×L1(3)(L1表示单圈电感感量,N表示线圈匝数),由上述公式可以得到天线的单圈感量为0.89μH。即由以上电感的值可以求得天线的需要的匝数,大概需要21圈。 天线的设计完成之后,需要选择相应的阻抗匹配电路。现在本设计主要选择利用CBB电容来达到阻抗匹配的目的,电容的大小由系统的工作频率来确定。阻抗匹配主要目的是使天线工作在最佳状态,即天线和电容处于谐振状态。 由上面分析电容的大小计算公式:     此公式可以确定电容的大小在4.7 μF,CBB电容的耐压值还需要根据通过电容的振荡波形的峰值来确定。 2. 2 包络检波电路的设计 包络电路的设计很大程度决定了RFID阅读器的读取距离,它主要工作原理就是低通滤波器和二极臂串联工作,把高频125 kHz波滤除。电路设计主要采用串联型二极管包络检波,其工作原理如图3所示。     电路由二极管D和RLC低通滤波器相串接构成。输入Us时,通过D的电流i在RLC电路产生平均电压UAV,该电压又反作用于D上(称平均电压负反馈效应),影响通过二极管的电流。 若Us=Vcm(1+MacosΩt)cosωct,则vov=ηdVcm+ηdMaVcmcosΩ=VAV+Vov,其中vov∝vΩ,所以实现了线性检波。 3 软件设计 终端软件要解决的关键问题是如何正确接收数据并解码。本RFID系统选用的电子标签为曼切斯特解码,电子标签信号经曼切斯特编码器后的输出信号见图4所示。     利用STM32的捕获功能对整形后的波形进行捕获计时,每延时384μs之后,STM32检测是否为高电平。然后对前后电平进行比较,若是01则表示数据0,若10表示数据1。[!--empirenews.page--] 电子标签中的64bit数据以NRZ串行送入比较器,所谓NRZ就是基带传输,也就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲,这是一种最筒单的传输方式,近距离的通信的局域网都采用基带传输。经反向比较器后输出曼切斯特码波形,然后直接输入STM32进行曼切斯特解码。其工作原理;在一个读取数据的周期内,若引脚为高电平,读取的数据为1;若引脚为低电平,读取的数据就为0。总的来说整个系统的工作过程就是曼切斯特解码过程。 4 程序流程图 4.1 STM32总程序流程图 STM32总程序流程图,如图5所示。     4.2 STM32解码过程程序框图 通过对曼切斯特解码原理的分析,单片机主要是处理包络电路给出的方波信号,得到相应的数据。可以得到如下的系统框图如图6所示。     5 测试结果 电子标签的读取距离为10 cm左右。图7为STM32输出125 kHz带死区互补方波的实测图,图8为检波、转换后的波形。由图7的波形可得STM32的输出波形频率为125 kHz,死区时间为0.9μs,符合设计要求。     6 结束语 目前存在的一些阅读器,需要专用的读卡芯片进行解码,电路复杂,文中主要介绍了一种采用STM32解码、互补输出、死区控制的LF RFID阅读器。以STM32作为其控制核心,可以对电子标签卡进行检测、识别,并对识别的信息进行相应的处理。电路结构简单,用于读取EM4100型ID卡具有一定的实用价值。

    时间:2012-12-24 关键词: RFID STM32 设计教程

  • 基于WiFi和RFID定位技术的电子标签定位算法

    引言 随着无线通信的快速发展,由此引起的关于室内定位的无线网络和RFID技术的结合也越来越受关注。人们对物品、人员位置的需求也越来越强烈。在室外的定位,如熟知的GPS定位已经做到让很多人都满意的程度,但是一旦进入到室内,由于建筑物的阻挡以及多径效应,GPS在室内的定位的效果大打折扣,所以室内定位的研究成为定位后续的研究重点。住公司中需要对人员和物品进行定位的时候范围很大。传统的标签定位的距离有缺陷,限制了其广泛的应用。所以义提出了RFID技术和无线网络结合,扩大其定位的范围。 无线WiFi在一个免费的2.4GHz频段,有很高的数据传输速度。所以选择基于WiFi网络通信的定位标签。WiFi网络有如下优势:WiFi的工作频段在2.4GHz,而且处于免费频段,对用户来说不需要额外的费用;WiFi的传输距离可以达到100m,可以覆盖整个大楼;WiFi的传输速率很高,可达到54 Mbps.影响定位的精确度不仅仅是关于定位技术的选择,同时定位算法的选择也会影响其定位精度。常见的室内定位的算法主要分为两类:基于测距技术的定位算法和距离无关的算法。基于测距技术的算法一般是通过节点之间的距离或者角度来计算出未知节点的位置,实际运用中常见的有:基于接收信号强度指示算法(RSSI)、到达角度算法(AOA)、到达时间算法(TOA)等。距离无关的算法有:质心法、APIT算法、凸规划算法等。这些算法都是利用节点之间的邻近关系实现定位的。 一般来说,基于测距技术的算法比无需测距的精度要高。本文采用基于无线网络的RFID技术,并在此基础上提出一种算法,实现误差范围小的定位系统。 1系统的硬件结构 射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)俗称电子标签。RFID是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器(或阅读器)和很多应答器(或标签)组成。 定位系统的硬件包括:阅读器、电子标签和无线WiFi模块。 阅读器是用于读取/写入标签信息的设备。 电子标签分为有源和无源两类。有源技术电子标签内部有电池,它的寿命一般比无源的长。在电池更换前一直通过设定频段向外发送信息。本文所采用的有源技术电子标签具有长时间的寿命。 无线WiFi模块主要是用于电子标签、阅读器以及AP(用于接收标签的发射信号)之间的通信。 RFID定位可用于仓库管理、公司人员、物品以及医院病人的准确定位。但是由于距离限制了其发展,所以把无线WiFi技术和RFID技术结合起来,进一步地提高定位的范围和精度。系统硬件结构如图1所示。     2系统软件及定位算法 2.1基于信号强度算法 传统的信号传播容易受到折射、反射、绕射、衍射等影响,接收到的信号强度是各种途径传播来的信号的叠加。所以有时候信号强度增大,有时候又减小。经过大量的实践,发现接收信号强度服从log-normal分布。通过信号在传播中的衰减来估计节点之间的距离,根据信道模型求解接收到待定位置的信号场强:     式中:n为路径损耗指数,与周围的环境有关;Xσ是标准差为σ的正态随机变量;d0是参考距离,在室内环境中通常取1 m;PL(d0)为参考位置的信号强度。 假设有n个AP,m个参考标签,则AP点接收到的待定标签的强度量P=(AP1,AP2,…,APn),采集到的第t个参考标签的强度矢量为St=(St1,St2,…,Stn),则待定标签和参考标签St之间的欧氏距离为:     基于信号强度算法代表是LANDMARC算法。该算法主要通过比较不同Et来寻找与待定标签位置最近的参考标签。当由K个邻近的参考标签来确定一个待测标签的时候,我们称之为“K-最邻近算法”,待定标签坐标是(x,y):     其中的Wi和(xi,yi)分别是第i个邻居参考标签的权重因子和坐标位置。根据经验:     权重越大的,E值越小。LANDMARC箅法虽然能够处理比较复杂的环境,但是在一些封闭的环境中可能会出现多径效应,导致定位精度不高。又有研究者对LANDM ARC算法提出了改进:把不同的阅读器中收获到的标签的RSSI值加入到一个集合,然后求出集合中频率最高的标签作为最近距离的标签,然后再使用经验公式求出待测标签的坐标位置。这样可以获得更准确的精度。 2.2三边定位算法 三边定位法:分别以已知位置的3个AP为圆心,以各个到待测标签的距离最近参考标签的距离为半径作圆。所得的3个圆的交点为D.三角形算法示意图如图2所示。     设位置节点D(x,y),已知A、B、C三点的坐标为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)。它们到D的距离分别是d1、d2、d3.则D的位置可以通过下列方程中的任意两个进行求解。     [!--empirenews.page--]但是在实际应用中,由于测量误差的存在,三个圆交于一点的情况很难存在。而这是经常的事情,这会导致方程无解,无法定位出待测目标的位置。 2.3本文采用的算法 本方案中,我们采用的定位算法是基于接收信号强度的算法(即LANDMARC算法),并在LANDMARC算法的后面利用三边定位算法,使其更准确。 实验前在某公司大楼的走道和三间房内各安置每隔3 m固定一个电子标签(参考标签),在该层楼的东南两北角各放置一个AP.做好上位机与下位机的无线通信(软件程序的服务器和客户端的连接)。 实验进行时,当待测标签进入到AP(4个)的范围内,开始接收到待测标签发出的信号场强,并传入上位机。同时也接收各个参考标签在各个AP的信号场强,并传入上位机。 定位算法则把待测标签在4个AP(AP1,AP2,AP3,AP4)上的场强建立成一个场强矢量,同时参考标签也建立成场强矢量。通过LANDMARC算法即通过比较待测标签场强矢量与参考标签场强矢量的欧氏距离,找出3个欧氏距离最小的参考标签,并得知3个参考标签的具体位置(在实验前期,参考标签放置时已经有记录)。对于3个参考点,不用再根据信号的强度来决定其半径,而是3个以参考点为圆心,以最近参考标签之间的距离(以确定每隔几米放置一个参考标签)的3/4长度为半径做3个圆,这样3个圆两两相交的可能性会增加。 由于3个圆很难在同一个点相交,所以对于3个圆之间的关系有3种:◆3个圆两两相交,并且3个圆有公共区域;◆3个网两两相交,但没有公共区域;◆3个圆不相交。 具体关系如下:①当3个圆有公共区域时,则公共区域必然有3个交点,以3个交点作三角形,则待测标签的坐标即是三角形内心坐标。 ②当两两相交无公共区域时,必然有两两公共区域。取两圆相交区域的两个交点的连线的中点,然后以这3个中点做三角形,其内心就是待测标签内心坐标。 ③3个圆不相交时舍弃,接受下一组最近3个参考标签,若3次还没有找到相交情况,即用3个参考标签做的位置做三角形,其内心就是待测标签的位置。 本算法的优势为在原来LANDMARC算法的定位精度上,再进行三角定位,进一步提高定位精度。同时,以参考标签之间的距离来进行进一步的三角定位,可以减少额外的计算,并且可以减少由于参考标签场强的变化带来的重复测量。 结语 本文主要讨论了基于信号强度算法和基于非测距的三边算法,同时对LANDMARC算法进行了进一步的改进。由相关实验结果得出:该算法可以达到定位精度在1.5 m左右的误差,该方案适合广泛运用。

    时间:2013-01-01 关键词: Wi-Fi RFID 设计教程

  • 浅析RFID技术在医院机构的使用案例

    现状与需求传统的医疗产业是人工治疗式方案、被动式及供给导向,孚恩科技有限公司运用RFID技术将医疗产业提升为预防式、主动式及服务导向。RFID(电子标签)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术的出现与普及,给医疗行业从安全、服务到经营改进等多方面还来了新的应用,具有战略方针。 一.RFID技术在医疗机构的用途 RFID(电子标签)技术在医疗机构中有很多用途包括: (1)运用实时定位系统对医疗器械跟踪,病人安全系统,例如识别和药物管理病人流动管理,出入控制与安全; (2)供应链系统; (3)智能货架,如药品的仓库管理。 我们为医疗产业提供的解决方案目前有:人员管理:包括病人管理系统、病人跟踪系统、婴儿安全管理系统、医护人员管理系统等我们的产品应用在医疗行业,可以实现:加强出入婴儿室和产妇病房人士的管理,对控婴管理、母亲与护理人员身份的确认,在偷抱或误抱时及时发出报警,同时可对新生婴儿身体状况信息进行记录和查询,确认掌握新生婴儿安全。 二.在医疗机构使用RFID技术的好处 (1)对医疗仪器与设备提供限时位置追踪功能,加强设备的综合利用及管理。各种精准的信息也可提供仪器的使用率分析、故障率分析等管理报表; (2)加大对危险或单品价值特别大的药品的管理,对药品从入库存到被消耗或报废的全过程进行监管,保证随时掌握每件药品的状态; (3)可以有效的杜绝危险受控药品的外流滥用; (4)具备多种提示功能,方便人员及时查找和辩认。 三.技术方案简介:病人管理、病人追踪、设备追踪等管理以智能射频定位器和射频标签为核习设备,根据不同的应用范围(人、物)及管理要求可采用不同的应用方案应用特点系统先进、技术方案维护简单、操作方便,能与现有网络连接,保护投资,软件系统简单易用。 不同的行业、不同的机构、不同规模的企业,需要不同的RFID(电子标签、视频识别)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID(电子标签)技术的出现与普及,给医疗行业从安全、服务到经营改进等多方面带来了新的应用,具有战意义。)解决方案,来满足自己的独特的需要。 新导科技作为领先的RFID解决方案及核心设备供应商,始终遵循国医疗行业提供最适合其应用的RFID解决方案的原则,为客户提供专业的应用咨询、方案设计、系统集成和实施指导等全方位的服务,帮助客户开拓新的机会。 对于新生婴儿的管理以及病患信息化管理 1.新生婴儿管理 现在中国的许多家族都是独生子女,出生的婴儿就更加宝贝了。家长都希望从一出生开始就给他、她最好的。但是从出生开始,可能会由于医院或者家长自己的大意,导致婴儿的抱错或者失散,引起不少悲剧的发生。如果现在有了ERP母婴识别防盗系统,让医院家长在对于婴儿这个问题上少出点错,那么将大大减少悲剧的发生。 优势 (1)安全性、可靠性、稳定性高腕带的安全性、可靠性、稳定性高,尤其是在北方低温和南方高温状态下更显优势,可以有效抵抗恶劣环境下空气中的高粉尘和潮湿等环境下,能够保证设备正常使用。高抗干扰性,对周界环境无特殊更求,环境适应性强; (2)腕带防暴力拆卸恩孚科技研发的该腕带防暴力拆卸。这个特性是针对非法人员强行将婴儿的腕带拆卸下来,导致无法正常检测到婴儿的具体情况; (3)腕带历史记录系统中地腕带的报警次数可以有个记录,记录该婴儿单独出云的报警情况,报警时间等,以防止医院人员的疏忽,而造成的不便影响; (4)报警功能系统设置了报警功能,婴儿在非系统指定方式掏出,通过医院问口的读卡器时,读卡器会发出报警,提醒门卫或者前台服务员注意查看; (5)母婴绑定系统设定母亲和婴儿的腕带输于同一类型,如果要将孩子抱出医院大门,必须是同一类型的两个腕带一起通过大门。如果是婴儿的腕带单独通过医院大门,读卡器在附近识别不是成对了两个腕带,读卡器会报警。如果孩子要出门,家长或者护士必须将两个腕带同时带上才行; (6)腕带重复利用腕带可以重复利用。某个婴儿在出生后,医院护士给他/她佩戴上腕带,当家长带着孩子输出院手续时,将腕带交回,并且清空腕带数据。但是该婴儿的相关数据还是有在系统的数据库中查到; (7)腕带优势使用寿命长,平均成本低,免维护,并且对人体安全、健康,无电磁辐射污染,使用更安全。可配置微波模块工作方式,发射功率可调。 (8)读卡器识别功能强本方案在医院门口安放固定读卡器,无须用手持读卡器放到标签旁边可完全实现全自识别。极高的防冲突性,高度的识别稳定性(误码率小于十万分之一),真正达到无误码、无漏卡。提高管理水平,集中管理、分布式控制; (9)监控系统整合该系统能和医院的监控系统整合,一旦发生婴儿单独出云,而当时没有人处理的情况下,可以结合当时的监控系统做相关处理。 当婴儿出生时,工作人员将一组腕带发放给家长,包括婴儿的防暴力拆卸的腕带,以及家长携带的普通腕带。将婴儿的相关信息记录到婴儿的腕带中,信息包括婴儿的健康记录、出生日期时间及家长姓名、联系方式、单独出去记录等;在医院门口安放固定式读写器,当婴儿的腕带在没有家长腕带一起,单独出去的时候,读卡器就能报警,提示医院人员或者附近的人员注意;通过系统上位机端可以查询到婴儿单独抱出云的记录,和婴儿的相关资料,通过和医院的监控系统整合,查找婴儿抱出当时的具体状况;孚恩科技RFID母婴识别防盗系统收益(1)信誉收益:通过该系统的应用,医院可提升管理水平,提高知名度和信誉度。 经济收益 通过该系统的应用,可取得收益。 RFID母婴识别防盗系统组成 该系统由成对的腕带标签、固定式读卡器、系统软件、系统服务器组成。 2.医患信息化管理 医院信息化包括医院管理信息化、临床管理信息化和局域医疗卫生服务信息化三个阶段,国内基本上处于第一阶段医院信息化,正在向第二、三创优迈进。国外基本上第二、第三阶段正在进行。第二、三阶段是把信息技术真正应用到疾病的诊断、手术和为病人服务中去,完全以病人为核心。 第二、三阶段医院信息化需要实现: 医生对病人进行手术中,有些重要事项要及时进行核对,而目前都没有办法做到,只能翻阅人工病历记录; 护士对住院病人进行护理时,时常会因工作的疏忽或失误,造成医疗事故; 紧急抢救时,由于没有移动的医疗助理,而没有办法在现场向后台求助援助、以及读取现场的仪器数据进行有效诊断抢救等等. 系统需求 从系统的角度描述针对RFID产品解决文案和产品的技术要求你、RFID产品在系统中的作用等;医院移动医护工作站系统针对现在国内的医院信息系统基本存在以下问题: (1)目前的医护工作站都在护士站和医生办公室,医生、护士对于病人信息的了解、党握,都是通过办公室的电脑获取,并记忆。对于病人体症的信息,都必须通过纸张记录,等回到护士工作站后再录入到电脑中。这种人工信息的采集无疑从工作量上给医护人员带来多多不便。 (2)对于医生,每次查房后,都要回到办公室,在电脑上新开、信用医嘱以及开检查检验申请单等,并且要记忆大量病人的相关信息,大居多方面都影响到其工作效率。 也因此,医生和护士们迫切需要这样一个产品,只需在病人床旁就可以查看病人信息,开医嘱等功能,有效的提高工作质量。而且此产品操作简单,携带方便,总体成本低。 在现实中,对于护士站工作员,很关心临床护士实际执行的过程中到底是什么时间点给病人吃了药或打了针,实际执行时间和医嘱要求时间相差是多少,如果该医嘱没被执行,是因为什么原因等情况。如果我们的计算机系统能记录有相应的数据去替代人工记录,那么就能真正做到护理质量的实施监控,有效地规范护士的行为,及时些遗漏和差错。 另外,护士站对于临床护士的实际工作量也很关心,但因为人工方式需要发大量时间和人力进行统计,往往也易出错。如果在我们的计算机中,直接能借助外部:例(孚恩科技产品移动终端,轻巧方便,手写录入,身份识别)对数据的导入,就能快速的统计每位护士执行情况并减少差误。也能提供对护士奖勤罚懒及进一步的全院内护理人力资源调配加强客观准确的依据。 系统文案 医院移动医护工作站系统是建立在医院无线网络和医院现有的ERP信息系统基础上,医护人员随带移动终端,在查房过程中,就可以调阅病人的病理信息,开医嘱,执行医嘱等,即时就可以完成以前用手工纸张记录到办公室中转的工作。系统的使用在简化工作流程同时也降低了出错的概率,始终保持医生和护士之间信息的一致性和同步性。 系统主要功能 (1)护理工作量录入、编辑及统计功能 (2)病人基本信息的查询 (3)病人生病体征参数的采集 (4)病人医嘱的执行和查询 (5)排班情况查询 (6)床旁标本确认 (7)床旁病人标识确认 移动终端通过无线网络数据传输通道与后台的数据中心ERP进行数据交互。当医护人员回到办公室时,通过孚恩移动终端桌面应用方式,利用现有的有线网络接入医院信息系统,进行桌面办公。 移动终端特点 (1)支持WIFI、Bluetooth、GPRS、打印等功能,能随时随地地调阅查看各种大容量医患信息 (2)高触摸准确的手写识别功能,助您轻松完成病历、医嘱、记录及标的手写输入 (3)通过RFID和条码扫描即时核对病人诊疗信息,确保配药、输液等零无误 (4)人性化手持,使用更轻松 (5)系列产品覆盖了整机性能从高端到低端的多种型号,特别是具有客制化优势结论孚恩针对医护人员的工作的需要而研发出来的移动终端产品,它是一款医护人员移动的工作站,通过它,可以与现有的医院信息系统及医疗仪器进行数据交互,真正体现了无线应用给医护人员及病人带来及时安全的高品质医疗。 目的 (1)有效地控制医疗质量 (2)能提高医护人员的工作效率,降低工作强度 (3)提高病人对医院服务的满意度

    时间:2013-01-22 关键词: RFID 设计教程

  • 一种汽车尾气检测系统的设计方案

    一种汽车尾气检测系统的设计方案

    0 引言传统的汽车尾气检测方法采用底盘测功机测试法。该方法的工作原理是:在室内,结合底盘测功机和气体分析仪,在预设机动车行驶工况下来测试机动车的尾气排放量.但由于这种方法必须在室内,且要求按固定行驶工况对机动车进行测试,因此不能真实反映实际道路上的尾气排放,且排放测试系统体积过于庞大,使用时操作困难,被检测的车辆往往需花费大量的时间才能得到检测结果。上述缺点的存在,表明传统的汽车尾气检测系统无法有效的监管汽车尾气的排放,有必要研制出一种可检测汽车行驶在实际道路时尾气成分的系统,并且该系统能根据检测结果立即判断汽车尾气是否超标,有效节少检测时间。利用RFID技术可自动识别的特性,本文基于RFID技术介绍了一种汽车尾气检测系统的设计方案。1.系统的总体设计本文设计的汽车尾气检测系统电路包括检测模块和判断模块,汽车尾气检测系统可通过检测模块准确检测行驶在实际道路的汽车尾气成分,并将检测结果发送至检测路段的判断模块,判断模块对汽车尾气是否超标作出判断并发送相应的信号给报警模块。可在多个路段设可有判断模块,随时接收经过该检测路段汽车的尾气排放数据,可实现无需人工操作便可准确测试机动车尾气成分,大大减少了检测时间,汽车尾气检测系统的原理图如图1所示。该系统要实现以下任务:(1)系统完成对汽车尾气的检测及对汽车尾气是否超标作出判断。电路包括检测模块和判断模块,检测模块安装在汽车上,判断模块安装在检测路段的附近。(2)判断模块完成控制检测模块是否开始检测汽车尾气,并根据检测的数据是否超标,对报警模块发出相应的信号。(3)检测模块完成对汽车尾气的检测,并将检测结果及汽车车牌号发送给判断模块。2.系统硬件电路设计根据汽车尾气检测系统的功能要求,设计了基于RFID技术的汽车尾气检测系统。2.1 检测模块检测模块由中央控制模块、传感器模块和检测端RFID读写器构成,传感器模块中至少包括氮氧化物传感器、一氧化碳传感器及碳氢化合物传感器,传感器模块安装在汽车排气管内部,中央控制模块与检测端RFID读写器电连接,传感器模块与中央控制模块电连接。检测模块的部分电路原理图如图2所示,中央控制模块采用单片机STC12C5630AD,单片机的P3.7端口与传感器模块电连接,用于控制传感器模块是否工作,单片机的第P1.0、P1.1和P1.2引脚与传感器模块电连接,用于接收传感器模块采集的信号。单片机SPI接口的4个引脚: MISO 、SCLK 、MOSI 和S 分别与检测端RFID读写器的SPI接口电连接,用于接收检测端RFID读写器读取的可读写标签的UID,并可将传感器模块采集的数据及汽车车牌号发送给检测端RFID读写器。2.2 判断模块判断模块由判断端RFID读写器、可读写标签、处理模块和报警模块构成,处理模块与判断端RFID读写器电连接,处理模块与报警模块电连接。判断模块的部分电路原理图如图3所示,处理模块采用单片机Atmega8,其SPI接口的4个引脚: MOSI 、SCK 、MISO 、MOSI 和S 分别与判断端RFID读写器的SPI接口电连接,用于读取判断端RFID读写器中的数据,该数据是判断端RFID读写器读取可读写标签存储的数据。报警模块采用彩色LED作为指示灯、扬声器作为发生装置,单片机Atmega8的第PC3、PC4端口分别与绿色指示灯D1、红色指示灯D2电连接,PC5端口通过电阻R5与扬声器U1电连接。若被检测的汽车尾气超标,则红色LED亮,且扬声器发出警报;若未超标,只有绿色LED亮。判断模块可分别设在多个路段,不同路段可随时接收检测经过该路段汽车的尾气排放成分,并可立即判断出汽车尾气是否超标,有效节约检测时间。3.系统软件设计方案汽车经过尾气检测的路段时,系统的检测端RFID读写器通过无线电波读取该检测路段判断模块的可读写标签UID,并将UID发送至中央控制模块,中央控制模块发送信号至传感器模块,传感器模块接收信号后开始检测汽车尾气,中央控制模块接收传感器检测到的信号,并将采集的数据及汽车车牌号发送给检测端RFID读写器,检测端RFID读写器通过无线电波将数据写入判断模块的可读写标签,判断端RFID读写器读取可读写标签的数据并发送至处理模块,处理模块根据检测到的数据是否超标,对报警模块发出相应的信号。4.总结本文先介绍了汽车尾气检测系统的研究现状,提出了一种汽车尾气检测系统的设计方案。本方案通过检测模块测试行驶在实际道路上汽车的尾气成分,并通过检测路段的判断模块立即作出是否超标的判断,实现了无需人工操作便可准确测试汽车尾气成分是否超标的功能,有效减少了检测时间。

    时间:2018-09-28 关键词: RFID 传感器 设计教程 汽车尾气检测 中央控制 stc12c5630ad

  • 基于FM1702的非接触式读写模块设计

    基于FM1702的非接触式读写模块设计

    引言 目前国际上非接触式IC智能射频卡中的主流技术是Philips公司的MIFARE技术.已经被制定为国际标准一IS014443 TYPEA标准。本模块采用的国产非接触卡读卡机专用芯片FM1702,正是基于此国际标准。该模块具有体积小、易于嵌入到应用系统中使用的特点。1 FM1702SL简介 FM1702SL是复旦微电子股份有限公司基于IS014443标准设计的非接触卡读卡机专用芯片,该芯片采用的是0.6微米CMOS EEPROM工艺制造.可支持ISOl4443 typeA协议和MIFARE标准的加密算法。芯片内部集成了模拟调制解调电路。因而只需搭接最少量的外围电路就可以工作。FM1702SL芯片支持 SPI接口,其数字电路具有TTL、CMOS两种电压工作模式。特别适用于ISO14443标准下的水、电、煤气表等计费系统的读卡器的应用。该芯片的三路电源都适用于低电压。2 非接触读写系统组成 该系统主要由MCU、FM1702SL、RS232/I2C通信模块、ISP在线调试接口和天线组成。系统组成框图如图1所示。用户只需简单地通过选定的 UART或IIC接口发送命令就可以对卡片进行操作,MCU根据接收到的命令来控制FM1702SL,并由FM1702SL驱动天线对MiFare卡进行读写操作。 系统MCU采用Philips增强型单片机LPC931,其可以通过ISP在线调试,且运行稳定。射频非接触式IC卡读写模块同时支持IIC和UART通讯接口。通过对模块的引脚设置电平可确定模块的通讯端口是IIC还是UART。3 天线设计[2] 系统数据存储在无源Mifare卡中。读写模块的主要任务是将能量传输给Mifare卡。并与之建立通信。天线是非接触式IC卡读写模块的一个重要组成部分,在读写模块和非接触式IC卡通信过程中,天线用于产生能发射和接收射频信号的磁通量.而磁通量用于向卡提供电源并在读写模块和卡片之间传送信息。因此,在设计中要求天线线圈的电流最大,以用于产生最大的磁通量,并要确保有足够的带宽。读写模块的性能与天线的参数有着直接的关系。在对天线的性能进行优化之后。读写模块的读卡距离可以达到10 cm。 由于FM1702SL的频率是13.56 MHz.属于短波段,因此可以采用小环天线。小环天线有方型、圆形、椭圆型、三角型等,本系统采用的是矩型天线。天线的最大几何尺寸同工作波长之间没有一个严格的界限。一般定义为:L/λ≤1/(2π)(1) 式中,L是天线的最大尺寸,λ是工作波长。对于13.6 MHz的系统来说,天线的最大尺寸在50cm左右。 在天线设计中,品质因数Q是一个非常重要的参数。对于电感耦合式射频识别系统的读写器天线来说。较高的品质因数值会使天线线圈中的电流强度也较大,由此可改善对卡的传送功率。品质因数的计算公式为: 式中,f0是工作频率,Lcoil是天线的尺寸,Rcoil是天线的半径。 通过品质因数可以很容易地计算出天线的带宽: B=f0/Q(3) 从式中可以看出,天线的传输带宽与品质因数成反比关系。因此。过高的品质因数会导致带宽缩小,从而减弱读写器的调制边带,导致无法与卡通信。一般系统的最佳品质因数为10-30,最大不能超过60。4 硬件电路 图2为FM1702SL与MCU的主要部分的接口电路。系统通过接收上位机的数据,并根据接收到的相关命令进行工作。另外。也可设定为自动寻卡方式,而无需上位机频繁发送寻卡指令,即当卡片进入到天线区后在ICC引脚上出现低电平告知上位机,上位机则通过寻卡指令直接读取卡片序列号。5 软件设计[3] 读写器软件编程是采用标准C语言程序来实现对非接触式IC卡的一系列操作。主要有:LPC931单片机初始化、FM1702SL初始化、接收命令数据处理、IC卡读写、防冲突、密码验证以及对卡片block(数据块)操作程序等。 读写卡过程是一个较复杂的程序执行过程,其软件流程图如图3所示,读写卡过程需要执行一系列的操作指令,并需调用多个C51函数。如果采用自动寻卡方式,MCU需要每隔0.5秒自动寻卡一次,如果寻到卡,则ICC置1。5.1 请求操作 当一张Mifare卡片处在读写模块天线的工作范围之内时.上位机通过发送命令来控制读写模块向卡片发出REQUEST all(或REQUEST std)命令。卡片的ATR将启动,并将卡片BlockO中的卡片类型(TagType)号(共2个字节)传送给读写模块。以建立卡片与读写模块的第一步通信联络。如果请求卡操作不成功,读写模块对卡片的其它操作将不会进行。5.2 防冲突操作 如果有多张Mifare卡片处在卡片读写模块天线的工作范围之内时,读写模块将首先与每一张卡片进行通信。以取得每一张卡片的序列号。由于每一张 Mifare卡片都有其唯一的序列号,因此读写模块可根据卡片的序列号来保证一次只对一张卡操作。该操作得到的卡的返回值即为卡的序列号。5.3 卡选择操作 完成了上述二个步骤之后,读卡模块必须对卡片进行选择操作。执行操作后,返回卡上的卡片序列号(UID)。5.4 认证操作 经过上述三个步骤,在确认已经选择了一张卡片时。卡片读写模块在对卡进行读写操作之前。必须对卡片上已经设置的密码进行认证,如果匹配,才允许进一步的读写操作。5.5 读写操作 对卡的最后操作包括卡片初始化卡值、读卡、写卡、增值、减值、存储等。6 结束语 本文主要介绍了一种基于FM1702SL的射频识别读写模块的设计方法。此模块只需要上位机通过选定的UART或IIC接口来发送命令就可以完成对卡片的操作。经实际应用证明,该读写模块具有电路稳定、易嵌入到其他模块使用、功耗低等良好性能。能方便应用于各种不同的射频识别应用系统.如考勤系统、门禁系统、公交车收费系统.以及各种水、电、气表计费系统等,有十分广阔的应用前景。

    时间:2018-09-28 关键词: 通信 RFID 天线 读写器 门禁系统 设计教程

  • 基于RFID的汽车防盗系统设计与实现

    来源:电子元器件应用; 作者:李双华 曾春年 0引言 射频识别技术(RFID,即Radio Frequency I-dentification)是从20世纪80年代开始走向成熟的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触式双向通信方式来交换数据以达到识别目的。可用于识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡,而且操作快捷方便,不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,特别适合于实现系统的自动化且不易损坏。本文介绍的射频识别系统是将射频识别技术应用到汽车防盗系统中的一次成功尝试。 1 RFID汽车防盗系统概述 随着科技的发展,汽车防盗装置日趋严密和完善,目前防盗器按其结构与功能可分四大类:机械式、电子式、芯片式和网络式,虽然各有优劣,但汽车防盗的发展方向则向智能程度更高的芯片式和网络式发展。 RFID汽车防盗系统属于芯片式防盗系统,它是RFID的新应用。由于这是一种足够小的、能够封装到汽车钥匙当中并含有特定码字的射频卡。该系统在汽车方向盘下安装有阅读器,阅读器离点火钥匙的距离小于7厘米,当插入一把带有应答器的正确钥匙并打到"M"位时,汽车防盗系统上电工作,阅读器读取到有效的UID号,系统语音提示钥匙正确,并自动完成对码、解锁发动机电脑,否则语音报警,发动机电脑处于闭锁状态,发动机管理系统(EMS)锁定油路和引擎,发动机点火和喷油的控制被切断,汽车无法启动,汽车的中央计算机也就能容易地防止短路点火,实现防盗功能。 2 RFID汽车防盗系统组成原理 RFID系统为该汽车防盗系统的核心组成部分。一般由标签(TAG,即射频卡)、阅读器、射频天线三部分组成。标签由耦合元件及芯片组成,含有内置天线,用于和射频天线间通讯;阅读器用于读取(在读写卡中还可以写入)标签信息;射频天线用于在标签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射频天线发送一定频率的射频信号;射频卡进入射频天线工作区域时即产生感应电流,射频卡获得能量被激活,然后由射频卡将自身编码等信息通过卡内天线发送出去;射频天线接收到从射频卡发送来的载波信号,并经调节器传送到阅读器后,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;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,同时针对不同的设定做出相应的处理和控制,并发出指令信号控制执行机构动作。3 RFID汽车防盗系统硬件设计 本RFID汽车防盗系统以RFID系统为核心组成。汽车防盗系统硬件控制单元选用Motorola(Freescale)的16位单片机MC9S12D64,射频识别系统由阅读器S6700、应答器TAG-IT和射频天线组成。此外,系统还包括存储电路(AT24C01),检测电路,语音电路和CAN总线通讯电路。RFID汽车防盗系统的硬件设计框图如图1所示。 本系统中的控制单元单片机MC9S12D64延续了飞思卡尔半导体在车用微控制器领域的优良传统,是以速度更快的S12内核(Star Core)为核心的MC9S12系列单片机成员,这两种器件管脚兼容,存储器可以得到升级。并且片内有多种外围设备可供选择。MC9S12D64共有8种工作模式,模式的设定可通过复位期间采集BKGD、MODB、MODA三个引脚的状态来实现,这样可增强应用的可选择性。 控制单元主要负责与应用系统软件进行通信、执行应用系统软件发来的命令、控制与射频卡的通信过程(主-从原则)及信号的编解码、对一些特殊的系统还要执行反碰撞算法、对射频卡与阅读器问要传送的数据进行加密和解密,以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。 S6700 IC卡读写多协议收发器与应答器TAG-IT共同组成射频系统,S6700采用13.56 MHz工作频率。并具有防冲突机制。由于S6700采用的是曼彻斯特编码方式,故能允许多张卡同时读写而不会发生冲突。典型发送功率为200 mW。它支持的协议包括TI TAG-IT协议、ISO/IEC15693-2协议和ISO/IEC 14443-2协议。S6700与CPU的接口为同步串行接口(SPI)。SCLOCK、DIND、OUT分别为时钟线、数据输入线、数据输出线。时钟线为双向,DOUT在接收数据期间用于数据输出,而在发送数据期间则用来指示S6700内部FIFO寄存器的情况。 应答器TAG-IT完全兼容ISO/IEC15693协议。卡内有64位的UID(卡号)和8位的AFI (应用识别号)、8位的DSFID(数据存储格式),其中UID是不可修改的。另外,卡内有2 KB的EEPROM,分成64块,每块32Bit,每个块均可锁定,以保护数据免于修改。射频系统的阅读器电路设计图如图2所示。 AT24C01是具有I2C总线的1K位电可擦除存储器,具有独立的写周期(最大10 ms)

    时间:2019-03-08 关键词: RFID 汽车 防盗系统 设计教程

  • 细谈国内RFID人力资源发展现状

    随着国内RFID企业在数量上不断增多,在规模上日渐壮大的发展新形势下,企业对RFID专业人才的需求量渐增;同时,对专业人力资源的技术与市场能力要求也进一步提高。但是由于RFID技术本身具有综合性的特点,在需求量持续增长的形势下,国内RFID人才供给出现缺口,高等院校的专业教学工作没有跟上企业实际的需求,人才教育及培养机制还未建立。 RFID专业人才很少 需要掌握全面的知识 ——上海韩硕信息科技有限公司营销副总裁毛志强 上海韩硕信息科技有限公司营销副总裁毛志强先生认为,国内RFID专业人才供给量显然满足不了企业的实际需求量,处于供不应求的局面。 之所以会出现供不应求,原因也是多方面的。 一方面,国内RFID企业正在稳步成长中,对专业人才的需求增大,但同时对人员素质的要求也很高,这就导致RFID行业的进入门槛较高。 要想成为一名合格的RFID专业人才,必须做到用“全面的知识”武装自己,全面掌握从技术层面到应用层面的各种专业知识。不仅仅主要从事与软件开发和硬件设计的技术人员要求做到这一点,市场营销人员也要做到和做好。由于RFID服务的技术性太强,直接和客户打交道,单凭热情是远远不够的,市场人员在向客户讲解和提供服务的时候,更要做到专业、全面。以上海韩硕发布的招聘要求为例,韩硕本月共招聘20名技术和市场人员,毛总列举了几个基本条件,包括全面了解RFID知识、大学本科学历及以上、相关领域工作经验3年以上、熟练掌握英文、性格外向,工作态度热情。 另一方面,国内(除港台地区外)迄今还没有一所正规高等院校正式设置RFID专业或者开设相关课程。 从96年以后,台湾树德科技大学就已经开设了与RFID基础应用技术、RFID科技及应用等相关专业课程。2007年,香港大学也正式开设RFID科技的工业应用课程。目前,内地高等院校有部分已经涉及到RFID相关知识,但并未正式设立RFID专业课程或RFID相关专业。这就造成RFID专业知识教学与高等院校之间的“业无所学、学而不专”的矛盾局面。 实际上,高等院校在教育资源上具有无可比拟的优势,虽然企业的RFID设备资源丰富,但企业既没有时间、更没有多余的人手专门负责人员培训工作。不过,目前国内真正的RFID专家在数量上相对有限,这也在一定程度上了影响高等院校开办RFID教学的发展。 不过,这种供不应求的矛盾是可以调和的。毛总认为,国内高等院校已经“很有必要也有条件”开设RFID课程了,但是纵观近年来RFID企业的发展态势和规模,短时间内,会有一小部分实力雄厚的高等院校参与RFID人才培养工作。但由于RFID专业教学的特殊性,对资金、设备、教师等资源的要求较高,不太可能“一窝蜂”设立RFID专业课程,所以,人才浪费的情况不会出现。 RFID概念尚待普及 企业对应用型人才需求旺盛  ——江苏瑞福智能科技有限公司总经理曹宏海 谈起高等院校有无必要开设RFID专业课程这个话题,江苏瑞福智能科技有限公司总经理曹宏海先生也打开了话匣子。曹总觉得,如果要从总体上看目前国内RFID专业人力资源的发展现状的话,可以用一句话概括:真懂行的人不多,专家、“钻家”(对投机钻营者的谑称)和白丁都泡在一个游泳池里。 曹总认为,现在,国内有实力的高等院校已经非常有必要开设RFID专业课程了。不过,专业课程和专业还是有点区别的。因为RFID产品和技术涉及多个专业领域,所以在电子类和自动控制类专业开设RFID的基本原理课程是很有必要的,也是非常可行的。此外,本科阶段比研究生阶段更有必要学习RFID理论知识,增加RFID相关课程,这样可以更快的帮助学生“入行”。根据这几年国内RFID企业稳步发展的态势,以及RFID技术本身就是多门技术的综合体的特点,曹总认为,当前国内RFID产业发展更需要大范围的RFID知识教学,而非有针对性的高层次培养。 从瑞福本身的人才结构来看,可以归纳为三条——“软大于硬、青大于老、技术大于市场”。也就是说,瑞福的人才队伍中,做软件编程的人员要多于做硬件设计的人员,青工数量占绝大多数,从事技术研发服务的员工在数量上多于从事市场营销服务的员工总数。目前,瑞福最需要射频理论知识深厚的人才,而且最好是有3-5年射频设计经验。 观察这几年的国内RFID专业人才培养机制,曹总分析了三种类型。 一类是像中科院自动化所RFID研究中心、北京邮电大学这类的高端研究机构或高校对有限学生(研究生及以上)的培养; 第二类是企业自有的培训机制,一般是以老带新或者通过大型培训机构统一学习。企业的自主培训的优点是可以更好的培养和留住人才,有利于企业未来的发展;但缺点也是存在的,这样的培养过程相对较长,在短期内,企业是见不到成效的。通过大型培训组织让员工进行统一学习可以较快的实现培训目的——例如美国Alien先后举办过的几次培训,这类培训比较有针对性,但成本相对较高,很少有企业会派出较多的员工参加培训; 第三种是比较新颖的企业与高等院校联合培养的“实践教学”模式,这需要企业拥有足够的实力。目前,像江苏瑞福、深圳碧沙科技等知名RFID企业一样,大多数企业在人员、资金等因素尚不充分的情况下,还是更倾向于为高等院校提供必要的实践资源和实习基地。 曹总认为,如果未来院校能够和企业联合发力,将对国内RFID人力资源建设产生事半功倍的效果。其一,学校教授的专业知识是理论层面的,为学生储备了丰富的理论资源。但是,在没有实际案例、没有动手操作的情况下,学生的知识结构会比较片面,过于理论化。其二,企业提供的实习基地是实践层面的,通过实际体验和动手实践,与理论结合,弥合不足。这样,学校的“教学”加上 “实践”,培养出来的人才就不会与企业的实际需求相脱节。曹总透露,这段时间,瑞福也正在有条不紊的进行筹备工作,近期将推出全年免费的RFID培训计划。 有必要加强专业教育和培训,未来几年RFID人才需求量将有较大增长  ——深圳碧沙科技有限公司总经理杨田荣 说起专业人才问题,杨总的观点很直白:“国内RFID专业人力资源队伍肯定是不够的,专业人员偏少;而且,现在的RFID人大都是从别的行业转过来的”。以碧沙为例,非常缺少高端人才,比如说学历、理论水平高一些的,能够对产品设计提供指导性意见的人员;观察一下碧沙的人员构成,大部分研发人员也是从相关的产品研发队伍转过来的。 对于目前国内几乎没有专门开设RFID技术专业的高等院校,甚至于很少有学校开设RFID的专业课的现实状况,杨总也是深有体会,由于经常和国内的一些大学以及研究机构接触,总体感觉,目前国内中等以上的RFID专业人力资源领域存在两偏难题:学历高的没有经验、有经验的理论知识太差。 杨总认为,应尽快在国内高等院校中开设RFID课程,学校也应该与企业合作,尽快开展RFID领域的人才培养工作。最近,哈尔滨工程大学成立了一个RFID研究中心,碧沙希望和哈尔滨工程大学联合为培养专业人才做一些工作。 目前,国内大学生就业形势严峻已经是一个不争的事实。学习RFID知识的学生,将来号召工作和找好工作的根本就在于国内RFID企业的兴盛。随着人们对RFID的认识不断加深,RFID的应用会越来越广,总体形势会越来越好。但是,最大的问题是长期的“热”却没有带来实际效益。所以,有多少学生和学校会对RFID知识甚至专业课产生兴趣还是个很大的未知数,但这绝对是一个非常值得注意的倾向。 如果要分析RFID专业课程在大学本科教育和研究生专业教育的侧重点的话,杨总认为,当前没有必要在本科生中开设RFID专业,研究生阶段可以更有针对性的进行研究,在学习时有所偏重,毕业后可以立即投入工作。对于RFID企业以及RFID民族产业的未来发展而言,加强本科专业教育还是很有意义的。 用三组数据“说话” RFID射频快报记者随机采集了国内42家RFID企业的问题样本,与部分企业HR主管或相关负责人进行了交流。有96%的企业选择了“当前公司缺少合适的人手”,普遍认为国内RFID专业人才偏少。对比2006、2007年以及2008第一季度(作为不完全数据处理)的对外招聘人员数量,企业的需求量呈现迅增趋势。 此外,有约84%的企业选择了网络招聘方式,其余则借助人才市场、当地报纸、RFID行业杂志等媒介对外发布招聘信息。    在占据绝大份额的网络招聘平台中,也有性质上的进一步细分。其中,除了企业自有网站之外,国内专业人才招聘网站(例如智联招聘、各省市大型招聘网站,等)与RFID专业门户网站几乎平分春秋。但根据对采访对象的样本统计,来自于RFID专业门户网站招聘频道的信息回馈远远比专业人才招聘网站多,这也是RFID专业门户网站发挥其专业性优势的表现之一。此外,RFID射频快报网站除了拥有便捷的招聘频道之外,投巨资建设的网络培训平台也已架构完毕,希望通过网络大平台,为RFID初学者提供简便易懂的基础理论教学,以及为各方RFID业界人士如业内专家、企业高管、技术及市场人员等提供实时交流平台,也可为企业提供在线研讨会服务,等等,在此不一一列举。 我们热切期待,随着我国RFID产业的不断发展进步以及国内RFID企业的成长壮大,能够有充足的RFID专业人才作为源源不断的新鲜血液,输送到需要的地方,让企业和产业保持旺盛的生命力。希望在来自于学、研、企等多方“园丁”们的辛勤耕耘下,RFID人才果园能够早日收获盛夏的果实。

    时间:2008-03-15 关键词: RFID 嵌入式职业规划 谈国内

  • 韩国开发RFID芯片 降低成本90%

    日前韩国科学家声称他们利用喷墨打印技术,已经成功的开发出一种新的成本效益的制造方法,用来生产无线射频识别技术(RFID )产品。 韩国顺天(Sunchon)国立大学化学工程学教授Cho Kyu-jin和他的开发团队利用百分之百的有机传导材料开发出了一款芯片,这款新开发的芯片可以用来制造无线射频识别技术产品。 与其他识别技术相比,无线射频识别技术是一种新颖的识别技术,预期这一技术将取代条形码,在多种行业范围中产生革命化的进步,其中包括信息技术、零售业和供应系统。 然而无线射频识别技术的开发成本是昂贵的,它妨碍了无线射频识别技术在多种行业的普及和流行。无线射频识别技术的关键问题是以新的方式开发高分子材料。它是一种类似于半导体的不包含金属的物质,例如象陶瓷半导体和绝缘体,通常它们包含在常规无线射频识别技术产品中。 通过喷墨型打印制造工艺,新开发的技术能够生产无线射频识别技术产品。与先前制造成本相比,这个解决方案最终将生产无线射频识别技术产品的成本 减少为十分之一,或每个识别标签1日元至5日元(合0.004美元)。 Cho Kyu-jin教授说:“新开发的无线射频识别技术在商品化后将参与全球级别的竞争,它的面世将彻底的降低生产无线射频识别技术产品的成本”。 据Cho教授称,他的开发团队计划在2006年前半年将新开发的无线射频识别技术商品化,预期出售这一技术可以创记录的获得2000亿日元。 

    时间:2005-10-09 关键词: RFID 韩国 芯片 90%

  • 技术狂人在手上植入RFID芯片记密码

    技术狂人在手上植入RFID芯片记密码

      中新网1月7日电 忘记计算机密码令人烦透,但从今以后只需手上植入无线电频率辨识芯片(RFID)后,只要一挥手,屋门就会自动开启、计算机就会只动激活。    据香港媒体援引路透社报道,这种微细的计算机芯片,只售2美元,与置于计算机及其它电子内的阅读器装置互动,可于3英寸范围内扫描芯片上的资料。阅读器每个售价约50美元。    加拿大温哥华29岁企业家格阿夫斯特拉,现在美国纽约推广这种新科技,指在今日的科技时代,植入芯片带来生活的种种方便,即使赤裸裸的站在巷子里,仍可进入家中。此外,芯片永远不会遗失,或被人盗去,有需要时更可从身体上移除。   格阿夫斯特拉的20多名科技发烧朋友,现已植入芯片。其23岁女友汤布尔表示:“我根本感觉不到它存在,它没妨碍我,没令我感到痛楚,我几乎不知道它在手上。”    28岁的斯克拉称,植入的芯片确实神奇,像一米粒般细小,却可用上100年。他的芯片经由洛杉矶一外科手术家植入。    斯克拉的38岁女友,坚称不会在手上植入计算机芯片。她说:“如果它越来越方便,我会考虑植入它,但我宁愿过着有机生活。(人体构造多是有机成份,而芯片是无机物质)” 

    时间:2006-01-07 关键词: RFID 芯片 密码

  • TI EPC Gen 2硅芯片助力Sontec RFID标签

        面向超高频 (UHF) 应用的射频识别 (RFID) 技术与金属产品或金属环境之间总是很难配合,如同油与水的关系,这使得通过 RFID 技术管理金属产品零售供应链 (RSC) 面临严峻的挑战。为应对上述挑战,日前,韩国Sontec 公司宣布推出多款采用德州仪器 (TI) EPC Gen 2 IC 芯片的贴装金属标签与针对金属的 RFID 应答器。     根据当前 TI 与 Sontec 达成的协议,TI 将向 Sontec 提供 1,000 万片射频识别 (RFID) Gen 2 芯片,首批货物已经交付,其余部分将在 2007 年上半年前交付。Sontec新型 RFID 应答器实现了较高的读取范围性能,从而更有助于供应商优化各种消费类产品供应链,其中包括家电、电子以及具备高金属含量的产品。Sontec 此次初级产品的目标客户仅限于亚洲的家电产品与电子设备制造商,但其最终成品将销往包括日本与美国在内的全球零售市场。     通常说来,RFID 标签发射的无线电波在 UHF 频段会被金属反射,而且金属制品产生的涡流效应也会造成电波衰减,从而降低读取距离性能,对要求 10 至 30 英尺读取距离的零售供应链应用来说,这将会影响标签的使用效果。     Sontec 公司的首席执行官 Dong-Jin Lee 指出:“采用 TI Gen 2 技术的 Sontec 标签是基于 UHF Gen 2 的首款面向金属应用环境的实用型 RSC 管理解决方案,通常情况下,金属应用环境会造成很困难的技术问题。有了我们的新产品,零售商无需额外的手持式或劳动密集型解决方案,就能方便地在整个供应链的范围内调度家电与电子设备,在运输高金属含量材料的过程中还能实现对零售供应链的定期跟踪。”     TI RFID 系统部负责资产跟踪的总监 Mikael Ahlund 指出:“一般的 UHF 应答器在靠近金属时,读取距离会大受影响,因为 UHF 信号在金属表面会大幅衰减。而借助 Sontec 贴装金属 (Mount-on-Metal) 的封装技术,即使是附着在金属表面,UHF Gen 2 标签也能高效工作,并保持极出色的读取距离,从而有助于我们提供多种供应链解决方案,使我们在符合标准的基础上进一步实现性能提升迈出了重要的一步。”      Sontec 标签采用 TI 通过 EPCglobal™ 认证的最新 Gen 2 UHF IC 芯片。TI 以晶圆与条状芯片形式提供的 Gen 2 硅芯片由最高级的 130 纳米模拟过程节点开发而成,内置的肖特基二极管提高了 RF 信号能量的转换效率,这样,芯片实现了低功耗与芯片至读卡器的更高灵敏度。

    时间:2006-10-12 关键词: RFID epc gen sontec

  • 十家标签嵌体制造商选择TI RFID硅芯片技术

        十家标签嵌体制造商选择德州仪器 (TI) 的射频识别 (RFID) 硅芯片技术,用于推出各自最新标签产品系列,以满足零售供应链、资产跟踪与认证应用的需求。这十家公司中既有北美、欧洲与亚洲地区颇具规模的企业,又有新兴的 RFID 标签嵌体供应商,他们都将采用 TI 以条状加晶圆形式提供的 EPC 第二代 (Gen 2) 超高频 (UHF) 硅芯片技术,以及高频 (HF) ISO/IEC 15693 硅芯片技术。     Checkpoint Systems 公司推出的两款新型 EPC Gen 2 标签均采用 TI 的硅芯片与 RF 天线技术。上述两种新型标签由两家公司共同开发,大小分别为 2 x 4英寸与 4 x 4 英寸,并且还采用了新型 Checksi Checkpoint RFID 带状设计。     UPM 蓝泰 (UPM Raflatac) 采用 TI 的 256 位 ISO/IEC 15693 硅芯片开发了一种新型 HF 标签嵌体,能够为各种消费类产品嵌入标签。将这种RFID 技术应用于个人物品,如品牌服装、化妆品、运动纪念品以及药品等,有助于防止供应链中出现盗窃丢失现象,确保品牌价值得到保护。     其它选择 TI 硅芯片的公司还包括 Hana RFID、Mu-Gahat、控制数位技术公司(RCD Technology) 以及 WaveZero 等,他们都采用 TI 的 Gen 2 硅芯片与条状芯片来支持标签嵌体制造工艺,以满足零售、供应链、物流以及政府应用的需求。SAG、Tagstar Systems 以及 Tatwah Smartech 等数家 RFID 标签嵌体公司采用 TI 全新 HF-I 硅芯片技术,制造用于资产跟踪应用的 HF 标签嵌体。泰科电子公司正在采用 TI 的 HF 与 UHF 硅芯片技术开发RFID 标签。上述公司都将采用 TI 的硅芯片进行直接芯片粘接,而控制数位技术公司则将借助 TI 的硅芯片与条状芯片进行直接芯片粘接与条状粘接。     TI 以三种简便的形式为标签嵌体、标签与包装制造商提供 Gen 2 硅芯片,从而为客户带来了更高的设计灵活性:一是裸片晶圆,以支持各种多种组装工艺;二是经过处理的晶圆(长金球、经切割的),适合立即用于商用标签嵌体设备;三是条状硅片,适合自行印制天线的标签与包装制造商。TI 的 HF 硅芯片提供裸片晶圆与经过处理的晶圆两种形式。TI 还提供参考天线设计,以帮助客户开发出能够进一步优化其 Gen 2 与 HF RFID 硅芯片技术的标签。

    时间:2007-03-29 关键词: RFID 硅芯片 标签

  • 群雄逐鹿RFID芯片市场

        RFID标签用来存储诸如产品序列号、原产地、目的地以及到期时间等信息。与条形码不同,RFID标签无需单个儿接受扫描,生产线和码头上安装的读取器能够隔着一定距离一次读取多个标签。最终数据可被用于追踪和管理库存和有价值的资产,比如贵重物品和医疗设备。尽管这种技术问世已有数十载,但随着像沃尔玛、Target等零售商开始将之纳入其供应链计划,它的应用才开始迅速扩大。       除了多种天线和包装之外,RFID用户还可以选择多种射频频率。许多早期的系统采用13.56 MHz的高频(HF)技术,而较新的系统采用的则是915 MHz的超高频射频技术。超高频系统的覆盖范围更大、而成本也会进一步降低,这是因为与高频系统相比,其标签可使用更小型的天线。7月, Gen 2接口协议成为国际RFID标准的组成部分,超高频技术也随之得到了推进。       尽管如此,对于超高频系统而言,欲在图书馆图书认证、电子护照和用于访问控制及支付交通费的智能卡等成熟市场取代高频系统,却非易事。据ABI Research统计,2005年,共发售了5.65亿片高频标签芯片(VDC的估计值为3.27亿片)。但是,对于多数零售和制造业供应链应用来说,超高频技术仍然是首选技术。分析家预计,到2010年,企业每年将消耗掉上十亿片RFID标签。“这项技术前途无量。”VDC的RFID市场分析师Drew Nathanson表示。       2006年夏末,大型芯片厂商,如NXP(原飞利浦半导体公司)、STMicroelectronics和TI,最终发布了自己的超高频(UHF)二代(Gen 2)芯片。目前,这类芯片已开始投产。此外,WJ和Impinj也是这个市场上的重要玩家,尽管他们的规模和知名度无法与上述三家半导体巨人相比,但在技术上他们一点也不落人后,甚至WJ和Impinj都宣称自己才是二代(Gen 2)芯片的领导厂商。   NXP:同时支持EPC(Gen2)和 ISO/IEC 18000 6c标准       NXP半导体第二代(Gen2)超高频(UHF)RFID芯片UCODE EPC Gen2 IC同时支持 EPC(Gen2)和 ISO/IEC 18000 6c标准,得到 了RFID 业内制造商的拥护和支持,因此推动着RFID 技术在全球的进一步推广和应用。尽管全球各地制定了不同的RFID标准,随着 EPC Gen2 标准的普及,不同的 RFID 标签和读卡器仍可完全兼容。因此,整个供应链上的供应商和制造商都可以显著改善产品的性能、成本和可靠性,而且便于将来升级到新的 EPC 标准。       目前,在亚洲,已有不少RFID核心卷标和标签制造商与NXP签下订单,远望谷信息技术股份有限公司(Invengo,原 YWGIT)就是其中之一。该公司与NXP签订的首批 UCODE EPC Gen2 IC订单就达千万枚。       NXP的客户们同时还是沃尔玛的供应商,沃尔玛是世界上最大的零售商,现也要求其供应商采用 RFID Gen2 技术。       远望谷公司董事长徐玉锁先生表示:“NXP的RFID 芯片同时符合 EPC Gen2 和 ISO/IEC 18000 6c 标准,是可靠的高性能解决方案。根据沃尔玛对 RFID的 要求,我们选择了NXP的技术,因为NXP的产品采用了Gen2技术,不仅性能出色,而且安全可靠。由于沃尔玛有相当数量的产品都在中国采购,因此中国的 RFID 标签产业前景光明,为NXP的技术带来了强劲的市场需求。 ”       NXP RFID 市场部总经理 Jan-Willem Reynaerts先生表示:“NXP是业内首个提供EPCglobal Gen2 IC产品的主要厂商,现在,我们的产品还同时符合 ISO 18000-6c 标准的要 求。ISO/IEC 这一统一标准的提出,进一步简便了RFID解决方案在全球的实施。”   ST二代RFID芯片:强调安全、性能和成本低廉       意法半导体去年(STMicroelectronics)推出了一个兼容最新的Electronic Product Code? (EPC)规范的超高频(UHF)非接触式存储器芯片——XRAG2,该芯片能够满足下一代供应链管理及物流应用的主要需求:全球互操作性、增强型安全性和优化的性能。       作为EPCglobal工业联盟的一个积极的成员公司,意法半导体致力于倡导开放的全球标准,实时自动识别供应链管理中的产品。新的XRAG2构建于上一代产品(XRA00)基础之上,加强了ST对支持标准化超长射程RFID系统解决方案的承诺。        ST新的UHF芯片是一个功能丰富、成本低廉的集成电路,目标应用是RFID标签或电子标签,工作频率范围860-960 MHz超高频。尽管无线通信法规在各地区不尽相同,但是,新产品工作频率的灵活性确保同一标签能够在全球各地应用和读取数据。       第二代规范改进了在不同的阅读器环境下的系统性能,在有10个以上阅读器的环境中,XRAG2能够在密集阅读模式下工作,即阅读器发射和标签回应使用不同的边带,从而最大限度地降低信号干扰。   TI:全系列RFID 芯片供应 Gen 2芯片强调高灵敏度        TI可以提供覆盖低频、高频和超高频全系列的RFID芯片。从2006年9月份起开始量产Gen 2 RFID芯片。它通过内置肖特基二极管、0.13微米工艺、块写入和Strap等技术创新,很好地解决了标签的成本、尺寸、灵敏度和可制造性等RFID在供应链应用中的关键问题。       TI Gen 2芯片内置了肖特基二极管,据称是目前灵敏度最高的工艺,它提高了RF功率转换效率,实现了低功耗与芯片至读写器的更高灵敏度。TI亚太区RFID高级市场及应用经理顾雷介绍说,场强弱时也可以读取意味着更远的读取距离和可以同时读取更多标签。即使在典型厂房与库房环境中普遍存在背景电磁干扰的情况下,用户也能在最低RF功率的状况下对芯片完成写入。TI芯片支持读写器到标签从最低40K到最高160Kbps的下行速度,调制方式ASK;从最低40K到最高640Kbps的上行速度,调制方式FSK/ASK。       对于Gen 2芯片,TI还提供参考天线设计,以帮助客户开发适合不同场合的标签,但不提供天线产品。此前,为了抢占UHF市场,TI销售芯片和天线封装在一起的Gen 2 Inlay半成品。在Gen 2 Inlay中,芯片来自Impinj公司,而TI提供天线。2005年,TI宣布购买Impinj的Gen 2芯片,用于TI RFID Inlay及Strap产品的最初生产中。顾雷表示,如果客户还需要的话,TI继续提供Inlay这种产品形式,但对于TI自己的Gen 2芯片,以销售芯片和Strap模块为主,不提供天线。顾雷表示,一些中国客户已经有了高频天线设计和封装经验,目前正在向超高频领域迈进。   WJ:二代阅读器芯片组集成设计显优势       WJ通讯公司是从事射频(RF)解决方案的领先设计公司和供应商,它的产品用于无线基础设施和射频识别(RFID)读出技术,日前宣布,它已经研制成功一种突破性的射频识别(RFID)硅半导体读出器芯片组。        WJC200据称是行业中第一个符合第二代ECP global /ISO 18000-6C和ISO 18000-6B国际标准的射频识别阅读器芯片组。这个芯片组的价钱低,可以用于移动的和固定的打印机、阅读器、PDA以及手持设备。WJ通讯公司把这个射频识别芯片组作为尺寸较小的下一代射频识别组件的主要技术产品,客户可以很低的费用使用射频识别技术。这是计划在2007年开发的新一波射频识别产品中的第一个系列产品。       “我们增强了这个芯片组最优异的功能,以便达到今后几年射频识别市场的严格要求。在这项技术上的重大突破中,我们充份地利用了过去在射频识别技系统方面累积起来十二年以上的经验和技术,在射频硅半导体方面将近五十年的专业知识,来设计这个先进的硅半导体读出器芯片组。”WJ通讯公司负责销售和市场推广的副总裁Haresh Patel说道。“我们把WJC200芯片组直接集成到手持设备、PDA和打印机中,由于价钱大幅度地降低了,在全球进行跟踪时,客户能够从跟踪数千件扩大到数百万件。WJC200使用内部引擎这种方法来设计性能优异而尺寸小的组件,适合现在和将来供应链管理应用系统使用。”   Impinj:第二代RFID芯片先锋       2006年夏天之前,位于西雅图的刚成立不久的芯片设计公司Impinj一直是二代RFID芯片市场的唯一厂商。前文提到TI曾经购买Impinj二代RFID芯片加上自己的天线向市场提供半成品。 与以前的芯片相比,这种芯片的应用范围更广、速度更快、受到的干扰也更小。Impinj的CEO Bill Colleran坦承“我们的市场份额持续下降,但我们一直希望整体市场增长会弥补这一不足。” Impinj还期望能凭借在新的二代芯片中增加内存和反假冒等特性而留住客户。       业内专家分析指出,尽管Impinj是超高频市场的领导者,NXP才是整个RFID芯片市场的主导厂商,其市场份额约为30%,STMicroelectronic以25%的市场份额紧随其后,TI的市场份额为15%,名列第三。并预计,NXP和TI将突袭超高频市场,其它厂商也会纷纷效仿。

    时间:2007-03-29 关键词: RFID 芯片市场

  • 用RFID芯片监管学生和员工

    据英国《每日邮报》23日报道,英国一家公司开发出RFID识别监控系统,通过在学生校服内缝入芯片来监控学生行踪。教师可以使用扫描仪通过芯片查看学生的身份、照片、课上表现和出勤情况。此外,这一系统还能在上课时间限制学生走出校门。 当然,这项计划毫无疑问遭到了批评。来自英国一个公民权利保护组织的戴维·克劳特说:“把芯片放入校服是对学生完全彻底的监控。这无异于从前让犯人放风时做的标记。” 用RFID芯片来管理牲畜是该技术的典型应用。这项技术来管理人类也不是英国人的发明创造。此前,日本的富士通公司曾在北京做过一次大型展示会,期间展示的一项技术就是将RFID芯片缝入员工的工作服中。员工来到工厂换上工作服后,其行动便能够被系统随时掌握。相信这种应用在亚洲不会遭受太多批评,其前景会更加广阔。不知我们是应该感到幸运还是悲哀。 

    时间:2007-11-25 关键词: RFID 芯片

  • 三星开发手机RFID芯片 待技术成熟时再推产品

        11月28日消息,据国外媒体报道,三星公司已开发出一种无线射频识别(RFID)芯片,它将把手机变成一种用途更多的工具,以便用户了解自己想要的产品与服务。    三星在无线射频识别领域的主要创新是设计一个RFID读入器芯片,它可读出各类RFID标签。在通常情况下,需要使用多个芯片才能读入各种不同的RFID标签。未来无线射频识别芯片将在手机这类手持设备中找到用武之地,虽然三星公司未透露具体的发布时间。    在实际使用中,人们将能用手机读出有关产品和其他货物上的标签,从而使自己更方便地在信息海洋中定位信息。例如,食品或药品上的RFID标签可提供食品成分或药物剂量信息,设在公共汽车站标签则可以提供汽车运营时间表,或告诉人们下一班车在何时到达。    随着更多公司将信息输入RFID标签和采用更多与RFID技术相关的设备,无线射频识别芯片的用途将更加广泛。例如,中国台湾有一家本地手机运营商与电影院合作,它们将含有放映时间表的RFID标签放在电影海报上,以便人们在上下地铁或商场购物时确认新电影的上映时间。    然而,今天大多数产品的FRID标签主要用于追踪产品属性,并没有提供产品的其他相关信息。    三星公司发言人称,无线射频识别技术目前仍处在应用早期阶段,三星现在没有无线射频识别读入器芯片何时量产的时间表,公司打算在技术更成熟时推出产品。

    时间:2007-11-28 关键词: 手机 产品 RFID 三星

  • 北京奥运门票首次内嵌RFID芯片

        北京奥运会期间,观众进入比赛场馆时,只要用手中的门票在检票仪器上一刷,“嘟”的一声后便能顺利入场。昨天,记者从市科委获悉,2008年北京奥运会门票将采用实现芯片嵌入的门票,数量超过1600万张,这在奥运历史上尚属首次。   据介绍,我国最小尺寸的无线射频电子标签芯片,属于北京市支持的重大科技项目,该芯片由清华大学、同方微电子公司共同研制成功,芯片最小面积0.3平方毫米,厚度最小达到50微米,可嵌入到纸张内,最远识别距离在5米左右。“由于科技含量很高,该芯片的仿制难度极大,有效保证了奥运门票的防伪性能,同时简化了以往检票员逐一分辨门票真伪的复杂程序,方便了信息统计和门票管理。”市科委有关工作人员透露,作为“科技奥运”的一大亮点,该门票的“记忆力”也很好,持票者的购票时间、地点、何时入场、座位区域等信息都可有详细记录,从而确保了整个赛场的安全秩序管理。   除票务领域,该芯片技术在物流等领域应用前景也不错。市科委目前正计划在超市等物流领域推广这项新技术。据悉,由于本市有能力提供全套自主研发的检票设备和数据管理系统,该芯片的相关技术还有望在即将开通的京津城际高铁中得到进一步应用。 

    时间:2008-05-14 关键词: RFID 芯片 内嵌

  • 力旺65奈米嵌入式MTP硅智财NeoEE未来拟定位于RFID应用

    内存IP厂力旺宣布,其嵌入式多次可程序(Multiple Times Programmable, MTP)内存IP产品NeoEE,已在国际级晶圆代工大厂的65奈米制程平台通过电性验证,预计将于今年底完成可靠性验证。力旺表示,配合旗下已通过验证的0.18、0.16、0.11微米的NeoEE技术,将可提供客户更完整、更具成本优势的多次写入嵌入式非挥发性内存IP服务。 根据力旺规划,NeoEE硅智财产品服务,预计将能导入包括近场无线通讯(Near Field Communication, NFC)、2.4GHz RFIC、无线辨识系统卷标(RFID Tag)与蓝芽控制芯片(Bluetooth Controller)等SoC相关应用产品上。 NeoEE是具备高读写次数、嵌入式非挥发性的内存技术,其抹写次数可达1万次至10万次,且因其结构简单,并与现有逻辑制程完全兼容,无需外加任何光罩即可整合至不同类型之制程平台,有利于代工厂以低成本导入现有制程。 力旺总经理沈士杰表示,NeoEE具备低功率消耗、具竞争力之硅智财尺寸等优势,可提供EEPROM架构或是Flash架构两种模式的功能区块,符合中、低容量却需要高可靠度之消费型电子产品嵌入使用。 沈士杰并进一步指出,力旺的嵌入式非挥发性内存技术与硅智财技术服务,可协助客户追求高可靠度与低使用门坎的需求,同时,力旺的IP采用业界公认可靠的组件操作模式,可减低不良操作对氧化层的伤害,进一步提高量产时的稳定良率。 据了解,目前力旺的嵌入式非挥发性内存硅智财之客户累积量产晶圆规模已突破400万片,并于全球16家晶圆代工厂广布制程平台,可应用于超过400种电子产品,范围涵盖消费性电子、工规与车规应用市场。 累计今年上半年,力旺营收为3.05亿元,较去年同期下滑11.8%。力旺从去(2011)年8月份起,调整业务型态,聚焦于前瞻技术与高质量嵌入式非挥发性内存(eNVM)的开发,以及提供相关厂商硅智财设计服务,营收渐以技术服务与权利金两项收入为主。 今年Q2,力旺的硅智财营收(包括技术服务与权利金等2项收入)合计为1.46亿元,已占单季营收逾99.9%比重,与去年同期的硅智财营收1.02亿元相比,年增幅度为42.6%,显示出力旺的转型正逐步收效。

    时间:2012-07-25 关键词: RFID 嵌入式 mtp neoee

  • RFID技术助力“智慧物流”发展

    RFID技术助力“智慧物流”发展

    当前,RFID技术促进了“带托运输”向“智慧物流”方向的转型。这是为什么呢?因为,RFID技术与托盘的相结合后,不仅降低了物流成本,还大大提高了物流管理中信息采集的自动化水平。 什么是“带托运输”? “带托运输”是指货物按一定要求组装在一个标准托盘上组合成为一个运输单位并便于利用铲车或托盘升降机进行装卸托运和堆存的一种运输方式。“带托运输”已成为全球公认的与集装箱运输、载驳运输并驾齐驱的三种联运方式之一。有调查显示,美国80%的商品贸易由托盘运载,欧盟商品贸易由托盘运载的比例则超过80%,日本已达到77%。 目前我国标准化托盘共计3.16亿,租赁托盘1700万片,同比增长16.4%,增长速度快,增长空间广阔。广东省作为物流大省,2016年,广东省社会物流总额197324.695亿元,占全国比重8.6%;社会物流总费用为11773.95亿元,物流总费用占GDP比例14.81%。通过托盘标准化、租赁化、共享化,能够有效降低物流费用。 由此可见,托盘标准化的道路不可逆,托盘租赁的发展也在齐头并进,而托盘共享更适应时代的要求。通过盘活社会存量物流载具的方式,以共享经济为导索,连接托盘制造商、托盘租赁商、物流企业、制作商的资源,提供一个协同合作达到共赢的发展机会,在降本增效上有非常广阔的发展空间。 《上海市物流标准试点发展报告》指出,电商领域的物流标准化成果显著。 1号店,在开展“带板运输”、“托盘共用”项目以来,1号店交货时间从原先每次2-3小时,提升到每次20-30分钟,节省了90%的收货时间,破损率降低50%,库存周转率显著提升。 苏宁上海基地实施标准化、托盘联运以后,仓库利用率提高20%,仓库装卸作业效率提升40%,破损率由原先的0.7%小降到0.3%。 中国外运长航集团在“带托运输”实施中,项目作业率提高75%,车辆周转率提高1.5倍,货运破损率降低50%,整个项目的供应链成本下降10%左右。 商贸托盘射频识别标签(RFID)应用规范 托盘射频识别标签(RFID)是托盘共用系统中最基础的数据单元,是连接循环共同系统中每个数据的节点。2016年12月30日,《GB/T 33459-2016商贸托盘射频识别标签应用规范》公布了,该规范标准适用于可回收商贸托盘在运输、装卸、搬运、堆码以及仓储等物流活动中的使用和管理,也适用于商贸流通领域中可回收的托盘,在使用射频识别标签作为信息载体时的基本要求、技术要求、存储格式、存储内容、安装位置、测试方法以及应用操作流程等内容。 RFID技术赋予标准化托盘全球唯一“身份证”信息,实现托盘信息化单元的入口,大大提升了供应链的协同效率,是推进现化化供应链创新的重要技术手段。在托盘管理中,托盘可以重复使用,RFID电子标签也可被反复读写,大大降低了成本。托盘上的电子标签记载着托盘的物品编码,并且通过网络把托盘所载货物的品名、数量、体积、重量、发货地址、收货地址等相关的重要信息都存进数据库。从出发地到目的地的运输过程中,可以通过超高频RFID读写器读取RFID标签,随时检索需要的信息,并上传托盘以及所载货物到达的位置信息。 由此可以看出,通过RFID技术和托盘管理相结合,可以实现直接对货物追踪,确保货物安全,有效解决对托盘跟踪;实现托盘定位回收、管理、结算智能化,降低经营成本;促进“互联网+”高效物流的发展;加快形成开放共享、高效便捷的智慧物流新生态。

    时间:2020-03-18 关键词: RFID 电子 智慧物流

  • CIOE 2019盛大举办,村田创新产品尽显技术底蕴

    CIOE 2019盛大举办,村田创新产品尽显技术底蕴

    2019年9月4-7日,第21届中国国际光电博览会(CIOE 2019)在深圳会展中心盛大举办,作为极具规模及影响力的光电产业综合性展会,吸引了众多展商亮相。全球知名的电子元器件厂商村田制作所(以下简称“村田”)以“电容家族新势力:续写精专技艺”为主题,携硅电容器、数据中心线缆管理用RFID标签等新产品亮相展会,赢得了现场观众和媒体的注意。 CIOE 2019村田展台 适用于光通信应用的村田硅电容器:稳定性、可靠性高 近年来,光通信速度每年都在变得越来越快,当通信速度达到毫米波宽带时,贴片陶瓷电容器中的插入损耗会增加,相比之下,硅电容器具有低插入损耗、高稳定性等优势,市场需求迅速扩大。村田的高密度硅电容器通过应用半导体MOS工艺实现三维化,大幅增加电容器表面积,从而提高了基板单位面积的静电容量,适用于网络相关(RF功率放大器、宽带通信)、高可靠性用途、医疗、汽车、通信等领域。 在村田众多硅电容器产品系列中,本次光博会上展出的XBSC / UBSC / BBSC / ULSC系列是支持最高到100GHz+的表面贴装型硅电容器。该系列产品以光通信系统(ROSA/TOSA、SONET等所有光电产品)以及高速数据系统和产品为目标,专为隔直、耦合用途设计的。依靠村田的半导体(硅)技术,该产品实现了低插入损耗、低反射、高相位稳定性。村田该系列硅电容器支持的频率范围广,最低可至16 kHz,XBSC最高为100+GHz。该系列产品具有极高的可靠性,以及随电压和温度变化极高的静电容量稳定性,并实现了-55℃ 至 150℃的广泛工作温度范围。村田硅电容器生产线采用超过900℃的高温固化处理形成高纯度氧化膜,确保高度的可靠性和再现性。 村田表面封装硅电容器产品 村田打线退耦电容 WLSC/ UWSC系列产品的ESR(等效电阻)、ESL(等效电感)低,尺寸小,容量大,具备适合打线的完美电极平坦度和宽温度范围内高可靠性,同样吸引了不少观众的目光。村田WLSC系列产品薄至100μm,适用于无线通信(如5G)、雷达、数据播放系统之类的RF大功率用途,可用于DC去耦、匹配电路、高次谐波/噪声滤除功能。UWSC系列专为DC去耦和旁路用途设计,在超过26GHz的频率实现了出色的静噪性能,该系列是采用深槽和MOS半导体工艺生产的,满足低容量和高容量两方面要求,提供高可靠性,以及对于温度和电压的静电容量稳定性。 村田引线键合用上下电极硅电容器产品 此外,村田在展台现场还展示了应用于TOSA&ROSA的集成宽频RC的硅基板方案。标准的氮化铝(AlN)陶瓷基板小型化受限,可靠性也面临挑战,村田定制化硅基板方案具有小型化、高可靠性、成本更低等优势,且能够满足125℃的高温工作环境。 村田客户定制硅电容器产品 RFID技术助力光纤管理 近年来,光纤网络规模日趋庞大,结构日益复杂,找到对应的接口接驳光缆需要耗费大量的时间,如果接错线可能导致系统停顿,造成巨大损失。传统的手写或者人工输入的方式已经不能满足光缆管理市场需求,如何实现光纤的科学管理成为数据中心、IT部门、光纤制造商、IT设备供应商等机构头疼的问题。村田敏锐地洞察到光缆管理市场痛点,将RFID(射频识别)技术应用到光纤网络中,实现快速高效的配对、认证,提供科学有效的管理模式。 村田数据中心线缆管理用RFID标签产品 村田数据中心线缆管理用RFID标签小而坚固,采用陶瓷封装,在恶劣的环境下也能经久耐用。该产品可注塑或贴在光缆连接器表面,通过读写器读取光纤ID、光纤种类、插入位置等信息,实现简单的光纤识别,消除连接错误的同时,降低成本并节约时间,可以用于配对、认证、以及ODF和数据中心等系统维护,光纤生产及销售流程追踪。 如今,光通信市场规模还在不断扩大,同时需要进一步提高通信速度和实现外形规格的小型化。元器件的技术水平和生产能力对光电行业的发展有着至关重要的基础性作用,村田秉承“Innovator in Electronics”(电子行业的创新者)的企业理念,定位市场痛点,利用深厚的技术底蕴,供应独特产品,为光通信行业的发展提供“元”动力。

    时间:2019-09-09 关键词: RFID 村田 ciore

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