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    鐵手劍譜

    上善若水
    數據加載中……
    射頻識別標簽(RFID)(7)

    4 標簽

    4.1 Transponder 的構成

    4.1.1 Disk和coin

    最常見的構成形式稱為是disk (coin), 即transponder位于一個圓形的ABS注塑的腔中,至今從幾毫米到10 cm 左右。中間通常有一個緊固螺釘孔。材料上除了ABS注塑之外,還包括polystyrol 或者環氧樹脂等已達到更大的溫度適應范圍。

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    圖表 4?1 盤狀transponder的不同構造。

    4.1.2 玻璃腔體

    玻璃transponders 可用于將其植入動物皮下一邊進行識別和定位等。

    4-2

    圖表 4?2 玻璃體glass 的transponder,用于動物識別等。

    長度大約為12-32 mm 的玻璃管包含一個安裝在PCB載體上的微芯片和一個平滑電源電流的芯片電容。而transponder 則圍繞在一個鐵酸鹽芯棒之上,厚度大約為0.03 mm 。這些內部足見嵌在一個軟的粘合劑上以達到較強的機械穩定性。

    4-3

    圖表 4?3 玻璃體transponder 的結構

    4.1.3 塑料腔體

    塑料包裝主要用于那些特別需要高度機械需要的場合。這種容器可以很容易的集成到其他產品中,比如 汽車防盜系統的車鑰匙之中。 (圖3-5)

     4-6

    圖表 4?4 塑料封裝的Transponder

    4.1.4 工具和氣瓶標識

    對于安裝到金屬表面的transponder 需要特殊構造。transponder coil 被繞在一個鐵酸鹽芯棒之上。transponder 芯片則安裝在芯棒的反面并和transponder coil相接處。

    為了取得充足的機械強度,抗震動和耐熱性, transponder 芯片和芯棒都要使用環氧樹脂鑄入一個PPS 外殼中。用于工具的transponder 的外部尺寸和裝配面積由ISO 69873 進行標準化。而用于氣瓶的transponder 則需要不同的設計。展示了一個安裝在金屬表面的transponder 的機械輪廓。

    4-4

    圖表 4?5 采用ISO 69873標準格式的Transponder,用于工業自動化場合。

    4-5

    圖表 4?6 安裝與金屬表面的Transponder的機械輪廓圖

    4.1.5 鑰匙

    Transponder 也可以集成到車輛防盜或者高安全門禁所需的機械鑰匙之中。它們通常基于塑料封裝的transponder并注入一個鑰匙體中。

    鑰匙化的transponder設計被證明是一種門禁和物理安全訪問的流行做法。

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    圖表 4?7 鑰匙狀的RFID訪問控制系統

    4.1.6 ID-1 格式, 非接觸式智能卡

    ID-1 格式在信用卡和電話卡中最為常見 (85.72 mm x 54.03 mm x 0.76 mm ± tolerances),也逐漸成為RFID系統中的非接觸智能卡的常見形式。(Figure 2.11)。這種格式的主要優點是比較大的線圈區域,這樣也增大了智能卡的適用范圍。

    4-8

    圖表 4?8 非接觸IC卡的輪廓

    非接觸智能卡在transponder 上疊片覆蓋了四層PVC膜。每一層膜都使用100°C度以上的高溫和高壓進行烘烤以產生永久的結合。ID-1 格式的非接觸智能卡還適合于進行廣告傳播和藝術裝飾。

    但是并不總是一定能夠保證ISO 7810中為ID-1卡所規定的0.8 mm 的厚度。特殊需要的微波transponders 就要求更厚一些的設計,因為這種設計通常將transponder 插入兩個PVC 外殼之中或者使用ABS注塑的方式進行封裝。

    4-9

    圖表 4?9 塑料封套內的微波transponder

    4.1.7 智能標簽

    術語smart label 指的是象紙張一張薄的transponder 格式。在這種格式的transponder中, transponder coil 被用于使用絲網印刷或者蝕刻的僅0.1 mm 厚的塑料薄膜上。這樣 foil通常被層壓在紙張上并且表面涂上一層粘合劑。transponders 通常以卷狀的不干膠的形式提供,以便可以適用于行李、包裹或者其他貨物的形式。(Figures 2.14, 2.15)。因為不干膠標簽可以很容易的重印,因此還可以很簡單的將所存儲的數據和標簽表面的條形碼項聯系。

    4-10

    圖表 4?10 智能標簽(Smart Label)

    4.1.9 芯片上線圈

    前面所述的構成格式中, transponder都是由一個充當天線的transponder coil 和一個transponder 芯片所組成。而transponder coil 則通過常規的方式綁定到transponder chip。

    4-12

    圖表 4?11 一種由安裝在很薄的塑料薄片上的transponder線圈和transponder 芯片構成的智能標簽

    4.1.10 其他形式

    除了這些主要的設計,還存在一些應用特定的設計形式。比如用作比賽計時的“比賽信鴿transponder”。Transponder 還可以根據客戶的需要進行定制。最好的形式可能是玻璃或者PP transponder。

    4.2 頻率,范圍和耦合

    RFID 系統的最重要的區分準則就是reader的工作頻率,物理的耦合方法和系統范圍。RFID 系統工作與很寬的不同的頻段,從135 kHz 的長波到5.8 GHz 的微波。并使用電、磁以及電磁場作為物理耦合方法。最后,有效范圍則從幾mm到15 m。

    對于很小的有效范圍,通常小于1 cm的RFID系統,一般稱為緊密耦合系統。為了運行, transponder 必須要插入reader 中或者接觸其表面。緊密耦合系統一般使用電和磁場進行耦合,理論上可以工作于任何需要的頻段,從DC 到30 MHz,因為transponder 的工作不依賴于場的輻射。緊密耦合可以得到充足的電源供應,所以即使微波和沒有經過功耗優化的微處理器也可以工作。緊密耦合系統主要用于那些有嚴格安全需求,但是不需要太大范圍的場合。比如電子門禁系統和非接觸智能卡支付系統。緊密耦合系統采用ID-1 格式的非接觸智能卡體系(ISO 10536)。但是,在市場中,其重要性正逐漸降低。

    系統讀寫范圍達到1 m 的RFID系統稱為是遠耦合系統。幾乎所有遠耦合系統都是基于磁感應耦合方式。 這些系統也被稱為是inductive radio systems。 另外也有一些遠耦合系統采用的是電容耦合方式。如今銷售的RFID中至少90% 的是感應耦合系統。因此,市場中也有非常多種的這種系統存在。因此,也有一系列標準來規定用于各種應用的transponder 和reader 的技術參數,比如非接觸smart card, 動物識別和工業自動化領域。它們還包括接近耦合(proximity coupling )(ISO 14443, contactless smart card) 和鄰近耦合 (vicinity coupling system) (ISO 15693, smart label 和 contactless smart cards)。大多使用低于 135 kHz 或者 13.56 MHz 的頻率作為發射頻率。一些特殊的應用 (如 Eurobalise) 也運行在27.125 MHz上。

    有效范圍遠大于1m的RFID系統稱為遠距離系統(long-range system)。所有遠距離系統都在UHF 和 微波波段使用電磁波。絕大多數這種系統由于其物理原理都使用后向散射系統。也有一些在微波波段使用表面聲波transponders 。所有這些系統都工作在UHF 頻段的 868 MHz (Europe) 和915 MHz (USA) 以及微波頻段2.5 GHz 和5.8 GHz。通常3 m 的范圍可以使用被動(無電池)的后向散射式(backscatter) transponder達到,而15 m 或者更大的范圍則可以使用主動(內置電池)的后向散射式transponder達到。但是,主動transponder的電池并不用來作為在transponder和reader之間的數據傳輸提供電力,而是為微芯片和所存儲的數據的保持提供電源。至于兩者之間的數據傳輸所需的電力則主要是由從reader 接受的電磁場的能源提供。

    posted on 2007-08-14 11:28 鐵手 閱讀(1360) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: RFID

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