【硬件有道】:看得懂的RFID原理

标签: 专栏 RFID 硬件 | 发表时间:2014-11-04 08:21 | 作者:奇应用
出处:http://www.qidic.com

看得懂的RFID原理

好多朋友,天天在做 RFID,做的也不错,但却不懂得它的基本原理,也不好意思问。书上的讲解,虽然也清楚,但往往属于技术性的,让人不容易通俗理解。

以13.56MHz的RFID技术为例,分为读卡器和卡。读卡器是跟电源接的,当卡靠近读卡器的时候,卡内部的线圈从读卡器发射的13.56MHz的磁场感应中获取能量,再通过整流滤波后供给卡芯片,当然卡芯片所需的能量很少就够了。

当读卡器要向卡传输信号,可以通过ASK调制在磁场上,这样,卡芯片就能获取ASK信号,当然这个ASK调整速度不能太低,不然卡芯片上的电容滤波不稳定,会导致卡芯片的供电不稳。

以上一般做RFID的都能明白,但当卡芯片如何把信号传给读卡器,很多人就不明白了,尤其是那个术语“副载波负载调制”,到底什么意思?

很\\\\\\\\\\\\\\\\n多人都会错误的理解为:卡芯片因为从读卡器上获取了能量,当它需要向读卡器发送信号的时候,可以如射频芯片一样,自己通过它的天线主动的辐射能量出去即\\\\\\\\\\\\\\\\n可,当然这个解释是可以自圆其说的,实际上这个逻辑也是可以实现的,但这个逻辑的问题在于,卡芯片需要足够的能量,这个会导致读卡器的读卡距离很近很近,\\\\\\\\\\\\\\\\n所以不实用,一般这种技术,往往用于有源RFID中,这儿不做详细讲解。

那么卡到底如何传输自己的信号呢,实际上卡端通过对自身连接的线\\\\\\\\\\\\\\\\n圈的开路、短路来实现的,这样卡芯片基本上不损耗电。但条件是读卡器一直处于13.56MHz的高频信号下,卡通过不停的开路、短路自身的天线,导致读卡\\\\\\\\\\\\\\\\n器与卡之间的磁场变化,从而影响了读卡器天线两端的电压幅度的微弱变化,再从这个微弱的信号中,类似AM收音机一样,获取信号。这个就是所谓的“负载调\\\\\\\\\\\\\\\\n制”,那么还有一个“副载波”又是什么意思,这个等价于一般射频中的中频概念,主要是为了解决数据过来的时候,长0或长1的问题,比如连续很多个0信号或\\\\\\\\\\\\\\\\n者1信号,导致读卡器接收的时候,无法分辨到底是数据,还是稳态的非数据,所以在数据传输的时候,再插入信号以作数据标识。

我们用最常见的水管里的水来做比喻,让它来模拟RFID,如下:

我们把水管里的水比作磁场,他连接了读卡器和卡,并且水流只能从读卡器流到卡那儿。所以卡获得能量。
当读卡器要发信号给卡,很简单,通过控制水流,让它一会儿流,一会儿不流,卡就能感受到了。
那卡如何告诉读卡器呢,也很简单,它去堵水龙头,让它一会儿流,一会儿堵(磁场属于疏耦合,不能完全堵死,只是等价于阻塞了一些),读卡器就知道了。

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