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RFID系统是如何通信?

RFID系统是如何通信?

发布日期:2021-02-25 08:37:41 作者:Ling 点击:14402

RFID系统的通信过程
     数字通信系统是利用数字信号来传输信息的通信系统,其结构如图1所示,图中,信源编码与信源译码的目的是提高信息传输的有效性以及完成模/数转换等;信道编码与信道译码的目的是增强信号的抗干扰能力,提高传输的可靠性;数字调制是改变载波的某些参数(如振幅、频率等),使其按照将要传输信号的特点变化而变化的过程,通过将数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的带通信号。按照信道所采用的传输介质,信道一般可分为有线信道和无线信道。解调和译码分别是调制和编码的逆过程。

在RFID系统中,读写器和电子标签之间的数据传输方式与基本的数字通信系统结构类似。读写器与电子标签之间的数据传输是双向的,这里以读写器向电子标签传输数据为例说明其通信过程。读写器中的信号经过信号编码、调制器、传输介质(无线信道),以及电子标签中的解调器和信号译码等处理,如下图所示。

1. 编码与解码
信号编码的作用是对发送端要传输的信息进行编码,使要传输的信号与信道相匹配,防止信息受到干扰或发生碰撞。根据编码目的的不同,编码主要包括信源编码和信道编码。
(1)信源编码与信源解码。信源编码是对信源输出的信号进行变换,就RFID而言,编码的对象通常是存储器中数字信息。信源解码是信源编码的逆过程。
在RFID系统中,当电子标签是无源标签时,经常要求基带编码在每两个相邻数据位元间具有跳变的特点,相邻数据间的码跳变不仅可以在连续出现“0”时保证对电子标签的能量供应,而且便于电子标签从接收码中提取时钟信息。
(2)信道编码与信道解码。信道编码是对信源编码器输出的信号进行再变换,是为了区分通路、适应信道条件,以及提高通信可靠性而进行的编码。信道编码的主要目的是前向纠错,以增强数字信号的抗干扰能力。数字信号在信道传输时会受到噪声等因素影响引起差错,为了减少差错,发送端的信道编码器对传输的信号码元按一定的规则加入保护成分(监督元),组成抗干扰编码。接收端的信道编码器按相应的逆规则进行解码,从而发现错误或纠正错误,以提高通信系统传输的可靠性。
2. 调制与解调
调制器用于改变高频载波信号,使得载波信号的振幅、频率或相位与要发送的基带信号相关。解调器的作用则是解调获取到的信号,以重现基带信号。此处给出一个形象的例子来说明调制和解调,假设某人需要从出发点(即信源)到目的地(即信宿),由于天气刮风下雨(可理解为受到噪声的影响),此人需乘车前往,则这个人相当于我们所说的调制信号,而汽车在这里相当于载波,人在出发点上车的过程可以理解为调制的过程,而在目的处下车的过程则可理解为解调的过程。从技术角度讲,信号需要调制的因素包括::
(1)工作频率越高带宽就越大。要使信号的能量能以电场和磁场的形式向空中发射出去传向远方,需要较高的振荡频率方能使电场和磁场迅速变化。例如,当工作频率为1 GHz时,若传输的相对带宽为10%时,可以传输100 MHz带宽的信号;当工作频率为1 MHz时,若传输的相对带宽也为10%,只可以传输0.1 MHz带宽的信号。通过比较可以看出,工作频率越高,带宽就越大。
(2)工作频率越高天线尺寸就越小。由天线知识可知,只有当馈送到天线上的信号波长和天线的尺寸可以相比拟时,天线才能有效地辐射或接收电磁波。电磁波的波长λ和频率f之间的关系为
芯创益-邱日恒:
λ=c/f
式中,c为光速,c=3×108 m/s。
如果信号的频率太低,则无法产生迅速变化的电场和磁场,同时它们的波长又太大,如20 000 Hz频率下波长仍为15 000 m,实际中是不可能架设这么长的天线。因此,要把信号传输出去,必须提高频率,缩短波长。常用的一种方法是将信号“搭乘”在高频载波上,也就是高频调制,借助于高频电磁波将低频信号发射出去。
(3)信道复用。一般每个需要传输的信号占用的带宽都小于信道带宽,因此,一个信道可由多个信号共享。但是未经调制的信号很多都处于同一频率
芯创益-邱日恒:
范围内,接收端难以正确识别,一种解决方法是将多个基带信号分别搬移到不同的载频处,从而实现在一个信道里同时传输许多信号,提高信道利用率。

本文网址:http://www.hysrfid.com/article/RFIDxitongshiruhetongxin.html

关键词: RFID系统是如何通信RFID系统rfid

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