射频识别技术RFID.pdf

1 研究背景关键词:RFID 板级标签 FPGA 状态机 ISO18000—6C

RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别，俗称电子标签。射频

识别技术 RFID 是一种利用无线读写数据，借以识别物品的技术，它是无线通讯

技术与半导体技术相结合的产物，是当前应用最广泛的非接触式自动目标识别技

术之一。识别系统由阅读器和电子标签组成，通过射频信号自动识别目标对象并

获取相关数据，识别工作无须人工干预。 RFID 技术具有很强的环境适应性，抗

干扰能力强，可全天候使用，几乎不受污染与潮湿的影响，同时还避免了机械磨

损。RFID 标签数据存储容量大、信息处理速度快、存储信息可以自由更改，存

储数据可以加密，标签无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证机具的

生活领域中得到广泛的应用。在物流系统、零售行业、身份识别、交通管理农牧

行业和医药行业等许多领域，RFID 识别技术已经成为 21 世纪最热门的技术之一。

Radio Frequency Identification System RFID contains the electronic tags, readers and

applications of three parts. Preservation of electronic tags in general agreement with the format

of the data, in practice, the electronic tags attached to the surface of the object to be identified.

Reader can be read without contact and identify the tag in the electronic data stored, so as to

achieve the purpose of automatic identification of objects. Applicationscollect, process and

remote transfer object identification informationthroughcomputers and computer networks.

The carrier frequency ofthe RFID system which meets the ISO/IEC15693 standard is 13.56MHz

between the electronic tag and reader. Design a data transmission encodercorresponding four

module design and analysis, hardware Description language used to implement VerilogHDL

module function; VerilogHDL of each module testbench source code written test file, then use

the ModelSim SE 6.0 functional simulation module; functional verification is correct, the source

code input Synopsys Design Compiler, the specified technology library, the preparation of binding

document on the design of logic synthesis and optimization. Paper gives the correct functional

simulation results obtained show that completing the front-end designed to meet the functional

and timing requirements. Logic synthesis has satisfactory result can be successful Manchester

encoding.

1. Describeeach module in accordance with the details of function and

interface,divide the modules into sub-modules, design and analysis, and then

functional simulation results to illustratethatthe front-end design have meet

the functional and timing requirements. Logic synthesis also show satisfactory

result to us that Manchester encoding can be done successful.

2.

3.

4.

5. 2. RFID 技术的发展

RFID 射频识别技术实际上是一项较早的技术，比条形码还要古老，虽然被称之为新技

术。在 20 世纪 70 年代的时候，RFID 射频识别技术的理论已经得到了很大的发展，并且开

始了一些尝试性的应用。20 世纪末，许多无线射频识别系统在全球开始扩展，无线射频识

们所重视。RFID 产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得

到了发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业不断扩大，RFID 技术的理论得到了丰富

和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、

适应高速移动物体的 RFID 正在成为现实。特别是世界头号零售商沃尔玛宣布大范围使用

RFID 和美国军方宣布军需物品均使用 RFID 来进行识别和跟踪，极大的推动了 RFID 的研究和

应用。

目前国际上 RFID 应用以 LF 和 HF 标签产品为主。由于需求量大，利润可观，各个厂

商纷纷研制不同类别的 RFID 产品，在性能和成本上下功夫。RFID 已经成为目前新技术的

主流，新一代“超级 RFID”也已经应运而生。"超级 RFID"是一种传感器网络。传感器网络

不是被动的标签技术，它能够用来对环境进行监测并记录相关资料。在需要的时候还能够在

对较晚，对 RFID 原理的研究还不够深入和透彻，自主开发的 RFID 产品也相对不成熟。目

前公开的有关电子标签芯片设计实现技术资料很少，相互之间技术保密现象比较严重。在

13.56MHz RFID 系统中，支持 ISO/IEC 14443 协议的设计实现较多，但支持疏耦合系统、读

写距离可达 1 米左右的 ISO/IEC 15693 协议的相对很少。现正值国家大力发展 RFID 事业，

研究设计出支持 ISO/IEC 15693 协议的且读写距离远、成本低、功耗低的 RFID 芯片具有很

强的现实意义。

RFID 技术的发展将会在电子标签、阅读器、系统种类、标准化等方面取得新的进展。

(l)电子标签方面

电子标签芯片所需的功耗更低，无源标签、半无源标签技术更趋成熟;作用距离更远;无

线可读写性能更加完善;适合高速移动物品识别;快速多标签读写功能;一致性更好;强场强下

低频近距离系统具有更高的智能、安全特性 ;高频远距离系统性能更加完善，成本更

低;2.45GHz，5.SGHz 系统更加完善;无芯片系统。

(4)标准化方面

标准化基础性研究更加深入、成熟:标准化为更多企业所接受;系统、模块可替换性更好、

更为普及。

RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和

印刷品质。此外，RFID 标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。

（3）抗污染能力和耐久性

传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID 对水、油和化学药品等物质具有很

强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID

卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

（4）可重复使用

现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID 标签则可以重复地新增、修改、删除 RFID 卷

标内储存的数据，方便信息的更新。

（5）穿透性和无屏障阅读

需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。

（7）安全性

由于 RFID 承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

RFID 为各行业实时、动态、可视化管理提供有效手段。RFID 电子标签具有体积小、容量大、

寿命长、可重复使用等特点。RFID 比传统的识别技术的高明之处在于，RFID 芯片内部的数

据是可以更改的，这意味着不同流程的操作人员可以对 RFID 添加记录，从而得到更加完整

的信息。同时，RFID 芯片可以做得非常小巧，使其与物体集成时更加方便。