如何实现主动式微波RFID系统模块的设计

　　引言

　　射频识别（RFID）是利用射频频段实现非接触双向通信进行识别和交换数据的一种自动识别技术。根据射频卡的数据调制方式可分为主动式和被动式2种。主动式RFID系统由于其信息实时性强、数据容量大、读写速度快、可远程读取等优点适用于供应链管理、军事物流、实时定位系统等领域。过去由于主动式射频卡体积和功耗较大、电池寿命有限等因素，严重限制了主动式RFID系统的应用和普及;近年来，得益于微型集成电路技术和微机械加工制造技术的进步，微型智能射频卡得到了发展，在低功耗IC技术方面的突破，为发展小型、低功耗主动射频卡创造了条件。本文以新型射频芯片nRF905为例，设计了一个工作在微波频段的主动式射频识别系统，给出了系统中关键的通信模块设计方案。

　　2 RFID系统概述

　　基本的RFID系统包括阅读器和射频卡（应答器）2部分。阅读器可以是只读或读写装置，通常包含射频模块（发射和接收）、控制单元及与射频卡耦合的元件（电感线圈或天线等），此外还应有连接上位机的通信接口以便将所获得的数据传给上位机。射频卡放置在待识别的物体上，他是RFID系统真正的数据载体。射频卡通常由耦合元件和微电子芯片组成。其结构框图如图1所示。图1 主动式可读写RFID系统示意图 RFID系统根据工作频率的不同分为低频、中频和微波系统，微波系统工作频率主要有 433MHz，869MHz，915MHz，2145GHz 和518GHz等。微波RFID系统为电磁耦合系统，适用于识别距离远，读写速率高的场合。此外，根据射频卡的数据调制方式还可分为主动式和被动式 RFID系统。一般无源系统为被动式，有源系统采用主动式，即射频卡用自身的射频能量主动发送数据给阅读器，调制方式可为调幅、调频或调相。被动式系统中射频卡采用调制反向散射方式发射数据，读写器的能量必须来回穿过障碍物2次，因此要求阅读器有较大的发射功率。主动式RFID系统，射频卡采用电池供电，工作可靠性高，作用距离更远。