与上位机进行通信，并执行从 上位机发来的命令 控制与射频标签的通信过程 信号的编码和解码 执行防碰撞算法 对阅读器和射频标签之间传送 的数据进行加密和解密 进行阅读器和标签之间的身份 验证
2.1.6 射频模块
电感耦合型射频模块
低频、高频RFID系统通过阅读 器和射频标签之间的电感耦合 工作。该工作方式的射频标签 一般是无源的，通过电感耦合 给标签提供能量。
阅
信
阅 读 器 功 能
阅 读 器 分 类
读 器 操 作 规
阅 读 器 组 成
号 处 理 与 控
射 频 模 块
范
制
2.1.1 阅读器功能
阅读器作为连接应用层（中间件）和射频标签的桥梁， 占据着十分重要的位置。一般来说，阅读器在RFID系统 中可能提供的功能可以总结如下。
供 阅读器为射频标签工作提供 能 能量
半无源标签
• 电路板上集成电 池，但作为辅助 备用
2.2.2 标签分类
按工作频率
低频标签
• 30kHz~300kHz • 一般为无源 • 电感耦合 • 穿透力强
高频标签
• 300kHz~30MHz • 一般为无源 • 电感耦合 • 传输快、存储大
超高频标签
• 0.3GHz~3GHz • 无源或有源 • 电磁反向散射耦合 • 距离远、速率高、移动场
按封装形式
• 便于携带、天 线保护好、防 水防潮
卡片型 标签
• 可以直接贴在 物体上，用于 工业生产、物 流管理等领域
标签型 标签
• 动植物管理
植入型 标签
配件型 标签
• 方便携带同时 不影响美观。
2.2.2 标签分类
按能量来源
• 主动标签，依靠
有源标签 自身电池。
无源标 签
• 依靠反射阅读器 发射的载波信号 来获取能量
感知 第 射
频
识别 二 识
别
篇 技
术
原理、协议及系统设计
射 频 识 别 技 术
第 二 章
RFID系统 组件原理
原理、协议及系统设计
本章内容
2.1 阅读器 2.2 射频标签 2.3 软件系统组成 2.4 小结
2.1 阅读器
阅读器作为RFID系统重要的硬件组成部分 本节将从以下六个方面对阅读器进行介绍
工作频率
中间件接口
防碰撞性能
多天线的支 持能力
网络通信协议
射频识别协 议灵活性
国家（地区） 无线电管理规
范
2.1.4 阅读器组成
又称基带控制模块 包含：
微处理器以执行计算 任务
数字信号处理芯片以 完成数字信号的编码、 解码
又称高频接口模块 包含分隔的信道： 发射器信号通道 接收器信号通道
2.1.5 信号处理与控制模块
环形器
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
接受模块由线性放大器、两个功 分器和两个混频器组成。
射频标签返回 天线 环形器（三
微弱信号
端口微波器件）
功分器
带通滤波器
混频器
I路基带信 号输出
混频器
Q路基带信 号输出
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
射频模块主要功能
产生高频发送能量，激活射频标 签并为其提供能量（无源射频标 签）
一般来说，可以将标签的功能归纳为以下几点：
存 储 标签内存储和物品相关的信
息，如标识符、生产日期、
数 生产厂家等。 据
非 读 接 标签可以在距离阅读器一定 写 触 距离的范围内被识别。
式
能 量 标签可以从阅读器发射的电磁
场中吸收能量，为标签自生供
获 电。 取
安碰 全撞 … 加退 密让
2.2.2 标签分类
阅读器向射频标签发送数据时， 可以采用多种数字调制技术对 数据进行调制。 射频标签向阅读器发送数据时， 通常采用负载调制技术，将射 频标签天线线圈中的电压变化 传到阅读器天线。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
远距离超高频RFID系统利用阅 读器与射频标签之间的电磁反 向散耦合原理工作的，类似于 雷达的工作原理。
安 全 阅读器的通信安全性保证功 保 能，如使用加密、解密技术 证
通 阅读器和射频标签之间的通信 信 阅读器和应用层（中间件）之
间的通信
自多中连
组天间接 网线件外
…
能管接设
力理口
2.1.2 阅读器分类
按工作频率
RFID系统的工作原理与其所使用的射频信号频率有关。 工作频率越高，识别距离越远，数据传输速率越高，信 号衰减越厉害，对障碍物越敏感。
放大之后的载波信号经过功分 器分成两路，一路送往发送模 块，一路送往接受模块。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
发送模块由混频器、线性放大器、 前置放大器、功率放大器和阻抗 变换网络组成。
线性放大器 阻抗变换网
信号放大 混频器
载波、基带信号 混合调制
功率放大器
阻抗匹配
低通滤波器 和谐波抑制器
该系统中，为了给射频标签提 供工作能量，阅读器必须不断 地发送射频信号。
阅读器发送信号和标签返回信 号频率相同、强度不同。
为了区分，超高频的射频模块 可分为：源模块、发送模块和 接受模块。
2.1.6 射频模块
电磁反向散射耦合型射频模块
源模块的作用是为发送通道和 接受通道提供本地振荡器 （Local Oscillator）。
对发送信号进行调制，用于将数 据传输给射频标签。
接受并解调来自射频标签的射频 信号。
2.2 Байду номын сангаас频标签
射频标签作为RFID系统重要的硬件组成部分 本节将从以下八个方面对阅读器进行介绍
标
标
标标签 标标标 签标
签签操 签签签 唤签
功分作 组天芯 醒制
能类规 成线片 电造
范
路
2.2.1 标签功能
射频标签的最主要功能就是能够存储一定量的数据， 并以非接触的方式将存储的数据发送给阅读器。
按 在实际应用中，由于需要综合考虑阅读器成本、便携性等方面因
结 素，因此阅读器在外观结构上有很大不同，可分为以下三类：
构
外 固定式 观
便携式 工业读写器
有集搭 线成建 供度快 电高速
体电移 积池动 较供方 小电便
行 他可 业 传集 相 感成 关 器其
2.1.3 阅读器操作规范
为保证阅读器的性能满足应用需求，在阅读器的使用过 程中通常要遵循相应的操作规范。 在操作规范中，下面几点是选择使用阅读器时需要重点 考虑的方面：
低频和高频阅读器，
工作频率一般小于 1m，典型工作频率 125kHz、135kHz、 6.78MHz、13.56MHz 和27.125MHz
超高频和特高频阅
读器，工作频率一 般大于1m，典型工 作频率有433MHz、 860MHz~960MHz、 2.45GHz和5.8GHz
2.1.2 阅读器分类