RFID原理第五章 --电子标签

一位电子标签独有的组件是 [去激活器]
采用声表面波技术的标签至少需要 [1] 套叉指换能器.
具有储存功能，不含微处理器的电子标签的状态和功能的控制依赖于 [状态机] 组件
条形码

• 需要存在“视线”（line-of-sight）
• 光学设备扫描，必须附着于表面
• 扫描效率低，容易出错
• 条码易撕裂，污损，丢失
• 即使是二维码，也容量有限
• 成本低，适合低端产品

电子标签

• 不需要“视线”（line-of-sight）
• 可以任意形状附带于包装内部
• 自动化管理，标签无需人工识别
• 信息容量较大
• 成本较高，适合高端产品或包装箱

科学搭配

• 产品本身附着条形码；
• 产品包装箱采用RFID标签

电子标签的分类：

利用物理效应：一位电子标签、声表面波技术的标签。
利用电子电路：具有储存功能的标签、微处理器标签。

一位电子标签：也叫比特电子标签，电子标签只有1和0两种状态，读写器只能感测两种状态：响应范围内存在标签，响应范围内不存在标签。一位电子标签不需要芯片，工作方法多种多样：射频法，微波法，分频法，电磁法，声磁法。。。

射频工作法原理：
组成
标签：正常工作表示1
读写器：感测范围内正常工作的标签
去激活器：破坏/移去标签
原理：L-C振荡回路

1. 标签频率调谐到fR
2. 读写器发出频率为fG的交变磁场
3. 标签移近读写器，即感应到磁场
4. fR = fG 时标签产生谐振，感应电流激发的感应磁场对外部磁场产生反作用，即交变磁场减弱
5. 读写器判定有标签存在

常见的一位电子标签：

软标签：成本低、直接粘附、一次性使用。
硬标签：成本较高、悬挂于产品、可多次使用、需要专门的开锁器。

一位电子标签的主要应用：
电子商品防盗系统（EAS）：

• 标签附着于商品
• 于出口通道安装检测器（读写器）
• 商品付款后破坏/移除电子标签：
  破坏（去激活器）：产生强磁场，激发感应电压破坏薄膜电容
  移除：开锁器
  正常工作的电子标签接近读写器即引发报警
• EAS主要技术：射频，电磁，微波，声波

采用声表面波技术的标签：
声表面波/表面声波：声表面波（SAW，Surface Acoustic Wave）是沿物体表面传播的一种弹性波：能量密度高、传播速度慢

组成：压电材料制成的基底和叉指状换能器（IDT）：交错的金属薄膜

声表面波技术特点：
传播速度慢

• 极短的波长 – 电子器件的超小形化，
• 方便在信号传播过程中对信号采样和变换 – 优越的性能：对信号的压缩，展频，编解码

易于工业化生产
性能稳定（因为不涉及电子迁移）

声表面波电子标签：
构成

• 天线
• 压电基底
• 叉指换能器
• 反射器

工作原理

• 高频信号输入叉指换能器，激发声表面波
• 反射器反射声波，使同一组叉指换能器进行声波-电信号互相转换
• 特定组合规律的反射器反射信号携带特定的编码信息

SAW电子标签的特点：

• 读取范围大，可靠
• 不同种类产品均可使用
• 芯片与天线匹配简单，工艺要求低
• 可识别高速移动物体
• 受环境影响小，如高温差，强辐射

SAW电子标签的发展方向：

• 提高工作频率,即降低IDT指条的宽度
  0.5µm 1500MHz
  0.35µm 2GHz
  0.2µm 2.5GHz
• 目前：3GHz
• 微型化，片式化，轻便化
• 降低插入损耗
  激活无源SAW标签的能量损耗，包括IDT转换损耗
  声表面波传播时的损耗
• 宽带化
• 提高耐电力特性

含有芯片的电子标签：

• 以集成电路芯片为载体 分类：具有储存功能，不含微处理器；含有微处理器

• 使用最广泛的电子标签

• 构成：天线、射频前端、控制电路

控制部分构成

• 地址与安全逻辑
• 存储器

特点：利用状态机在芯片上实现寻址和安全逻辑

地址与安全逻辑：
通过状态机控制所有的过程和状态

构成：

• 电源电路：保证地址与安全逻辑处于规定的工作状态
• 时钟电路：获取与系统同步所需的时钟
• I/O寄存器：与读写器交换数据
• 加密部件：数据的加密，密钥的管理
• 状态机：控制所有过程和状态

状态机能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移

• 能够跟踪某个内部状态
• 收到外部事件后采取特定的操作响应事件
• 更新状态

例：人有三个状态：健康，感冒，康复中。触发的条件有淋雨（t1），吃药（t2），打针（t3），休息（t4）。所以状态机就是健康-（t4）->健康；健康-（t1）->感冒；感冒-（t3）->健康；感冒-（t2）->康复中；康复中-（t4）->健康，等等

存储器
分类：只读电子标签、可写入电子标签、能加密的电子标签、分段存储的电子标签。

只读标签：生产时写入信息，不可更改

一次性编程只读标签：可在使用前一次性写入信息，写入后不可更改

可重复编程只读标签：可重复写入，识别过程中不可更改

具有密码功能的电子标签：
单向认证密钥：确定读写器是否有权读取数据
双向认证密钥：加密随机数的方法双向认证

分级密钥
系统有多个密钥，权限不同对应不同的子系统

案例：公交卡
拥有密钥A和B
公交车读写器使用A配对，只允许扣除金额；
充值点读写器使用B配对，允许充值

分段存储的电子标签：
大容量标签将存储器分段，各段的数据，功能和密钥独立
某个密钥认证成功后，仅相对应存储段的数据开放读取
固定分段存储：存储段固定大小：易于实现，成本低，浪费空间
可变分段存储：存储段根据需要分配：实现较困难
可构建“一卡通”

非接触式IC卡：
可读写，容量大，数据记录可靠，使用方便
IC卡出厂时即生成密钥
典型IC卡芯片

• 2-15cm读写距离：Temic e5551, Atmel RF256, EM4069, EM4150, SR176, SRIX4K
• UCODE HSL：1.5-8.4m读写距离、每秒扫描50个标签、每字节写保护机制、16位CRC校验

MIFARE技术

• 操作简便快捷：非接触式
• 抗干扰能力强：快速防碰撞机制
• 可靠性高：卡片完全密封
• 适合一卡多用：大容量

标签：电子标签,--,标签,RFID,表面波,状态机,读写器,密钥
来源： https://blog.csdn.net/qq_43692072/article/details/117950833