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射頻識(shí)別技術(shù)漫談(編輯修改稿)

2025-08-31 14:58 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】一樣的。載波(正弦波)有三要素，幅度、頻率和相位，相應(yīng)的有用信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制也有三種：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)幅是改變載波的幅度記錄有用信號(hào)，調(diào)頻是改變載波的頻率記錄有用信號(hào)，調(diào)相是改變載波的相位記錄有用信號(hào)。調(diào)幅電路簡單，容易受干擾，調(diào)頻和調(diào)相結(jié)構(gòu)復(fù)雜些，但抗干擾能力強(qiáng)，一個(gè)簡單的例子是你的收音機(jī) FM(調(diào)頻)比AM(調(diào)幅)聲音好聽的多。另外，調(diào)幅和調(diào)頻要求載波頻率遠(yuǎn)大于有用信號(hào)的最高頻率，通常要10倍以上，而調(diào)相則無此要求，載波頻率可以高于、等于（2BPSK）甚至低于（4BPSK，16BPSK）有用信號(hào)的頻率。基于上述三種調(diào)制的特點(diǎn)，射頻卡通訊距離最大不過幾米，平常用的接近卡(PICC)最大距離才10公分，在這么短的距離范圍內(nèi)形成一個(gè)相對(duì)較強(qiáng)的局部射頻場，幾乎可以不用考慮干擾。射頻卡上沒有電源，尤其成本考慮，自然要求卡上電路越簡單越好。所以，調(diào)幅雖然易受干擾但電路結(jié)構(gòu)簡單，成為射頻卡調(diào)制的首選。調(diào)幅有一個(gè)指標(biāo)叫調(diào)制系數(shù)，也就是衡量有用信號(hào)對(duì)載波幅度的調(diào)制有多大。調(diào)制系數(shù)為0，相當(dāng)于沒有調(diào)制，調(diào)制系數(shù)為1則相當(dāng)于把載波的幅度調(diào)為0，一般調(diào) 。顯然由于射頻卡需要從磁場中獲得能量，如果調(diào)制系數(shù)接近1，意味著磁場關(guān)閉了，時(shí)間短了還行，時(shí)間長了卡上的電源必然會(huì)消失，卡片的基本工作條件都沒有了，但調(diào)制系數(shù)大抗干擾能力強(qiáng)，容易解調(diào)。相反，調(diào)制系數(shù)小，卡片可以獲得穩(wěn)定的能量供應(yīng)，但抗干擾能力弱，解調(diào)困難一些。在讀寫器與卡片的信息交流過程中，讀寫器產(chǎn)生射頻場，向卡片發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)制自己產(chǎn)生的射頻場，這很好理解。但卡片是被動(dòng)的，不僅不能產(chǎn)生射頻場，還要從讀寫器的射頻場中獲取能量，那又如何通過調(diào)制射頻場向讀寫器回送數(shù)據(jù)呢？射頻識(shí)別技術(shù)中采用了一種叫做負(fù)載調(diào)制的方法。其原理也非常簡單，還是以變壓器為例，我們都有這樣的常識(shí)，如果變壓器的副邊突然接入一個(gè)大的負(fù)載，變壓器原邊電壓就會(huì)瞬間降低，切除負(fù)載，變壓器的原邊電壓就會(huì)馬上恢復(fù)。前面說了，射頻卡相當(dāng)于變壓器的副邊，卡內(nèi)也有這樣一個(gè)負(fù)載，接通負(fù)載時(shí)射頻場的振蕩幅度會(huì)減小，切除負(fù)載，射頻場的幅度會(huì)恢復(fù)?？ㄆㄟ^負(fù)載是否接入來表示發(fā)送的數(shù) 據(jù)，讀寫器探測到射頻場的幅度改變，就能知道卡片發(fā)送什么數(shù)據(jù)了。這就是卡片回送數(shù)據(jù)的原理。數(shù)據(jù)編碼前已述及，射頻識(shí)別技術(shù)中的調(diào)制方法一般使用調(diào)幅(AM),也就是將有用信號(hào)調(diào)制在載波的幅度上傳送出去。這里的“有用信號(hào)”指用高低電平表示的數(shù)據(jù)“0”或“1”。那么如何用高低電平表示數(shù)據(jù)“0”或“1”呢？最簡單的辦法就是用高電平表示“1”，用低電平表示“0”，這種代碼叫全寬碼，如下圖所示：這種編碼方式存在的最大缺陷就是數(shù)據(jù)容易失步。上圖的數(shù)據(jù)我們看的很清楚，但是想想如果發(fā)送方連續(xù)發(fā)送 100個(gè)“0”或100個(gè)“1”，就會(huì)有100個(gè)單位的連續(xù)高電平或100個(gè)單位的連續(xù)低電平。這種情況下，接收方極有可能把數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)數(shù)錯(cuò)，把100數(shù) 成99或101，這就是數(shù)據(jù)失步。所以這種編碼很少直接采用。這就要求使用的編碼既能讓接收方知道發(fā)送方傳送的是“1”還是“0”，又能讓接收方正確分辨出每個(gè)二進(jìn)制比特。實(shí)際的射頻識(shí)別技術(shù)中采用的數(shù)據(jù)編碼主要有以下幾種，它們都能滿足上述要求。 (Manchester)碼如下圖所示，曼側(cè)斯特碼每位數(shù)據(jù)的中心都有跳變，上升沿表示數(shù)據(jù)“1”，下降沿表示數(shù)據(jù)“0”，或者反之。當(dāng)發(fā)送連續(xù)的“0”或“1”時(shí)，則在數(shù)據(jù)的開始部分增加一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換沿。 (Biphase)碼兩相碼每位數(shù)據(jù)的開始處都有跳變，數(shù)據(jù)中心有跳變表示“1”，數(shù)據(jù)中心無跳變表示“0”，或者反之。(FSK)碼頻移鍵控碼用不同的脈沖頻率表示數(shù)據(jù)，脈沖頻率高表示“1”，脈沖頻率低表示“0”，或者反之。 (FSK)碼相移鍵控碼用數(shù)據(jù)的開始處有沒有相位翻轉(zhuǎn)表示數(shù)據(jù)的變化，有

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