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嵌入式设计中的RFID技术应用方案解析
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方案概述：
RFID技术在嵌入式系统设计中具有广泛应用潜力，可用于门禁、防伪、支付、医学鉴定、资产跟踪等领域。嵌入式RFID应用已广泛应用于酒店、医院、零售网点等场景。RFID技术最早出现在20世纪中期，现已成为重要技术。RFID标签分为无源型和有源型，工作距离和准确性不同。政府部门已为RFID分配频带，但全球尚无统一标准。ISO和IEC制定了多个RFID标准。德州仪器公司提供了符合ISO/IEC 15693标准的转发芯片产品线。通过将RFID技术应用于嵌入式系统设计，可实现更高效、更安全的解决方案。
嵌入式设计中的RFID技术应用方案解析
RFID（射频识别）技术在嵌入式系统设计中具有广泛的应用潜力。除了传统的库存管理领域，RFID标签和高速长距离阅读器的新进展使得嵌入式系统设计者能够轻松地将多种特性纳入产品中，例如门禁、防伪、简便支付、医学鉴定、动态定价、产品历史和远程资产跟踪等。嵌入式RFID应用通常将阅读器集成到产品或系统中，以添加本地数据收集功能，从而增强产品的基本功能。目前，嵌入式RFID应用已经广泛应用于酒店、监狱、医院、零售网点、农场、赌场、收费公路、工厂以及各种商用和军用车辆中。随着嵌入式系统开发者认识到RFID技术的价值，并在新设计中采用它，这些非传统的RFID应用将变得越来越常见。
RFID技术的构想最早出现在20世纪中期，如今已经成为下一项重大技术。早在第二次世界大战期间，美国军方就开始使用早期形式的RFID来区分敌我飞机。商用RFID应用最早出现在20世纪70、80年代，用于跟踪和识别单一地点内的物品。然而，在早期部署的RFID中，许多应用都使用专有技术作为基础，每种技术都使用独特的通信方法，并要求由生产标签的公司提供专门的阅读器硬件。标准化的缺乏导致行业分散、采用速度缓慢，并且实际表现落后于对RFID技术的大肆宣传。如今，开发者正在纠正大多数早期问题，RFID技术也成为一个快速发展的行业，在物流、门禁、防伪、物品级库存、非接触支付和各种新型嵌入式系统应用中有着专用的解决方案。
RFID技术最基本且最常见的用途之一是EAS（商品电子防盗）系统，零售商使用它来对抗入店行窃犯罪。这类犯罪每年给该行业造成数十亿美元的损失，因此零售商很容易找到理由购买昂贵的电子系统来遏制盗窃。EAS系统采用大型天线板和各种尺寸的保安标签，前者安装在商店出口，后者挂在高风险商品上。所有EAS系统的基本原理都包括使用发射器和接收器，前者在商店出口区创建电磁场，后者能够检测电磁场中的变化。当顾客经过出口时，保安标签内的小型调谐电路或磁性材料会引起电磁场发生足够大的变化，从而使接收器能够检测到变化并触发警报。当顾客购买物品后，店员必须取下保安标签或使其失效，以防止顾客离开商店时触发警报。
RFID技术的标签分为无源型和有源型两种基本类型。无源标签不含电源，依靠来自阅读器的射频信号在天线中感生小电流，该电流足以发射响应信号。无源标签通过改变来自阅读器的射频信号的反射能量大小来传输数据。无源标签的工作距离可达30英尺，这取决于阅读器的功率输出、天线结构和工作频率。有源RFID标签则使用自带电源（如内部电池）来显著延长工作距离。有源标签能以更高的功率级别传输数据，并且通常比无源标签更准确。有源标签通常用于军用车辆或高价值物品的跟踪。RFID系统的天线结构取决于应用场景、阅读环境和工作频率。
政府部门已经为RFID分配了几个频带，但在全球范围内并没有统一。LF（低频）器件工作于125kHz至134kHz范围，用于门禁、动物识别、资产跟踪、汽车安全密钥卡等应用。HF（高频）13.56MHz标签用于阅读距离小于3英尺的应用。与其他频带不同的是，HF标签在金属或水附近传输数据时不易受干扰。860MHz～960MHz的UHF（超高频）频带在新应用中非常流行，因为它具有3米至5米的阅读距离和更高的数据交换速率。典型的UHF应用包括某些资产跟踪，其中标签挂在托盘和集装箱上，在经过装有阅读器的入口时，操作人员可以发现它们并进行记录。
近年来，人们致力于为每个频带的标签和阅读器创建一套统一的标准。ISO和IEC已经制定了多个RFID标准，其中包括频率、数据编码方法、RFID技术使用等方面的规定。例如，ISO/IEC 14443和15693标准定义了用于支付系统、非接触智能卡和近程卡的RFID标签的通信接口协议。ISO还制定了用于测试RFID标签和阅读器性能的标准。此外，ISO/IEC 18000系列包含了用于跟踪供应链货物的自动识别系统和物品管理系统的专用空中接口协议。
在RFID标签中使用的转发芯片由多家制造商生产。例如，德州仪器公司（TI）提供了Tag-it HF-1系列转发器IC产品线，符合ISO/IEC 15693全球标准，适用于产品验证、门禁、资产标签、供应链管理和票务应用等领域。这些产品提供用户可访问的存储器和广泛的命令集，存储器容量达到2048位，由64个块组成，用于选择标签并读取、写入或锁定存储的数据。这些器件通过工厂编程和锁定的唯一识别码来识别在阅读器的射频场中出现的多个转发器。根据ISO/IEC 15693的规定，使用高数据速率或低数据速率的ASK或FSK调制完成阅读器与转发器之间的通信或下行链路通信。转发器的响应方式与阅读器用于查询的方式相同。该技术通过帧同步和CRC校验来保证上行链路通信和下行链路通信的安全性。
以上是关于嵌入式设计中的RFID技术应用方案的解析。通过将RFID技术应用于嵌入式系统设计中，可以实现多种功能和应用，为各行业提供更高效、更安全的解决方案。
RFID（射频识别）技术在嵌入式系统设计中具有广泛的应用潜力。除了传统的库存管理领域，RFID标签和高速长距离阅读器的新进展使得嵌入式系统设计者能够轻松地将多种特性纳入产品中，例如门禁、防伪、简便支付、医学鉴定、动态定价、产品历史和远程资产跟踪等。嵌入式RFID应用通常将阅读器集成到产品或系统中，以添加本地数据收集功能，从而增强产品的基本功能。目前，嵌入式RFID应用已经广泛应用于酒店、监狱、医院、零售网点、农场、赌场、收费公路、工厂以及各种商用和军用车辆中。随着嵌入式系统开发者认识到RFID技术的价值，并在新设计中采用它，这些非传统的RFID应用将变得越来越常见。
RFID技术的构想最早出现在20世纪中期，如今已经成为下一项重大技术。早在第二次世界大战期间，美国军方就开始使用早期形式的RFID来区分敌我飞机。商用RFID应用最早出现在20世纪70、80年代，用于跟踪和识别单一地点内的物品。然而，在早期部署的RFID中，许多应用都使用专有技术作为基础，每种技术都使用独特的通信方法，并要求由生产标签的公司提供专门的阅读器硬件。标准化的缺乏导致行业分散、采用速度缓慢，并且实际表现落后于对RFID技术的大肆宣传。如今，开发者正在纠正大多数早期问题，RFID技术也成为一个快速发展的行业，在物流、门禁、防伪、物品级库存、非接触支付和各种新型嵌入式系统应用中有着专用的解决方案。
RFID技术最基本且最常见的用途之一是EAS（商品电子防盗）系统，零售商使用它来对抗入店行窃犯罪。这类犯罪每年给该行业造成数十亿美元的损失，因此零售商很容易找到理由购买昂贵的电子系统来遏制盗窃。EAS系统采用大型天线板和各种尺寸的保安标签，前者安装在商店出口，后者挂在高风险商品上。所有EAS系统的基本原理都包括使用发射器和接收器，前者在商店出口区创建电磁场，后者能够检测电磁场中的变化。当顾客经过出口时，保安标签内的小型调谐电路或磁性材料会引起电磁场发生足够大的变化，从而使接收器能够检测到变化并触发警报。当顾客购买物品后，店员必须取下保安标签或使其失效，以防止顾客离开商店时触发警报。
RFID技术的标签分为无源型和有源型两种基本类型。无源标签不含电源，依靠来自阅读器的射频信号在天线中感生小电流，该电流足以发射响应信号。无源标签通过改变来自阅读器的射频信号的反射能量大小来传输数据。无源标签的工作距离可达30英尺，这取决于阅读器的功率输出、天线结构和工作频率。有源RFID标签则使用自带电源（如内部电池）来显著延长工作距离。有源标签能以更高的功率级别传输数据，并且通常比无源标签更准确。有源标签通常用于军用车辆或高价值物品的跟踪。RFID系统的天线结构取决于应用场景、阅读环境和工作频率。
政府部门已经为RFID分配了几个频带，但在全球范围内并没有统一。LF（低频）器件工作于125kHz至134kHz范围，用于门禁、动物识别、资产跟踪、汽车安全密钥卡等应用。HF（高频）13.56MHz标签用于阅读距离小于3英尺的应用。与其他频带不同的是，HF标签在金属或水附近传输数据时不易受干扰。860MHz～960MHz的UHF（超高频）频带在新应用中非常流行，因为它具有3米至5米的阅读距离和更高的数据交换速率。典型的UHF应用包括某些资产跟踪，其中标签挂在托盘和集装箱上，在经过装有阅读器的入口时，操作人员可以发现它们并进行记录。
近年来，人们致力于为每个频带的标签和阅读器创建一套统一的标准。ISO和IEC已经制定了多个RFID标准，其中包括频率、数据编码方法、RFID技术使用等方面的规定。例如，ISO/IEC 14443和15693标准定义了用于支付系统、非接触智能卡和近程卡的RFID标签的通信接口协议。ISO还制定了用于测试RFID标签和阅读器性能的标准。此外，ISO/IEC 18000系列包含了用于跟踪供应链货物的自动识别系统和物品管理系统的专用空中接口协议。
在RFID标签中使用的转发芯片由多家制造商生产。例如，德州仪器公司（TI）提供了Tag-it HF-1系列转发器IC产品线，符合ISO/IEC 15693全球标准，适用于产品验证、门禁、资产标签、供应链管理和票务应用等领域。这些产品提供用户可访问的存储器和广泛的命令集，存储器容量达到2048位，由64个块组成，用于选择标签并读取、写入或锁定存储的数据。这些器件通过工厂编程和锁定的唯一识别码来识别在阅读器的射频场中出现的多个转发器。根据ISO/IEC 15693的规定，使用高数据速率或低数据速率的ASK或FSK调制完成阅读器与转发器之间的通信或下行链路通信。转发器的响应方式与阅读器用于查询的方式相同。该技术通过帧同步和CRC校验来保证上行链路通信和下行链路通信的安全性。
以上是关于嵌入式设计中的RFID技术应用方案的解析。通过将RFID技术应用于嵌入式系统设计中，可以实现多种功能和应用，为各行业提供更高效、更安全的解决方案。
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