基于多阻带滤波器的RFID标签研究与设计(4)
4.无芯片标签 (chipless tag)[10]:它是无源标签中的新成员，内部没有IC电路，每个无芯片标签都会以反向散射方式反射回带有不同特征的反向散射信号，此特征可作为唯一的ID由阅读器解码识别。它的特点是超薄、低成本，存贮数据量少。作为RFID标签实现的一个新领域，有很重要的研究价值。
2.1.2 阅读器
阅读器(Reader)是整个RFID系统中重要的组成部分之一，它是读写电子标签信息的设备，主要任务是控制射频模块向标签发射读取或写入信号，并接收标签的应答，对标签的标志信息进行解码，将标志信息传输到计算机处理系统以供处理。阅读器包括天线、射频模块和控制单元。此外，阅读器还应与有计算机连接的通信端口，一边将读取的信息送往计算机处理或者从计算机获得要写入电子标签的数据。它的系统组成[11]如图2.1.3所示。
阅读器的控制单元的功能包括:与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令;控制与电子标签的通信过程;信号的编解码;为精简电子标签芯片控制电路设计还可以执行防冲突算法;对电子标签和阅读器间要传送的数据进行加密和解密，以及进行电子标签和阅读器间的身份验证等附加功能。射频模块主要通过无线射频自动捕获电子标签中的数据，完成收发信号的调制与解调。根据所支持的标签类型不同以及所完成功能的不同，阅读器的复杂程度是显著不同的。
RFID阅读器设计将向多功能、多借口、多制式，并向模块化、小型化、便携式、嵌入式等方向发展。同时，多阅读器协调与组网技术也将成为未来发展方向之一。未来阅读器的价格将大幅降低，并支持多个频点，能自动识别不同频率的标签信息。
2.1.3 计算机处理系统
在RFID系统中，计算机处理系统主要用于实现与阅读器之间的通信功能，阅读器可以通过RS232/485等标准接口与计算机处理系统进行通信，进而通过有线或无线通信网络与服务器进行连接，通过服务器对数据进行记录并实现对数据库的管理，从而构成一个完整的信息管理平台。
2.2 UHF RFID系统工作原理
UHF RFID技术无疑是RFID技术所有频段应用最为广泛、用量最大的领域。本节介绍一下UHF频段RFID系统的工作原理。RFID技术是通过无线信号来对目标实现识别的。阅读器和标签通过各自的天线构建起二者之间的空间信息传输通道。这种信息传输通道的性能完全由天线周围电磁场特性决定的。RFID技术作为一种无线传输技术其天线的电磁传播特性是RFID技术的基本原理。
2.2.1电磁场基本原理和天线辐射理论
无线通信中，信息通过电磁波进行传输，交变的电场产生磁场，交变的磁场产生电场，Maxwell方程描述了空间每一点上每个时刻的电场和磁场情况。交变的电磁场用频率为 的正弦形式来表示时，可以得到以下的关系[12]:
(2.2.1)
其中， ， 分别为媒质的磁导率和介电常数， ， 为产生电磁场 ， 的电源。电荷和电流的连续性方程为:
（2.2.2）
单位平面上电场和磁场的发送的平均功率可以用玻印廷矢量来表示:
(2.2.3)
因为在UHFRFID系统中，阅读器时通过天线将能量和信息发送给标签，而标签也是通过天线从其所处的电磁场中接收来自阅读器的能量和信息，并通过调制反射的方式将信息通过天线返回给阅读器。利用麦克斯韦方程对天线辐射理论进行推导，可以获得天线辐射场的近场和远场模型，从而对UHF RFID的基本工作原理进行分析。
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