AT89S51单片机的车载应答器设计方案(6)
2. 按载波频率分类
按标签载波频率分为低频射频系统、中频射频系统和高频射频系统。低频射频系统频率主要有125kHz 和132.4kHz 两种；中频射频系统主要为13.56MHz；高频射频系统主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz 等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需要大量数据交换的应用系统；高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合。其天线波束方向较窄且价格较高，应用于列车监控、高速公路收费等系统中。
3. 按调制方式的不同分类
按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频标签用自身的射频能量主动地发送数据给读写器；被动式射频标签使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号。该类技术适合在门禁或交通系统中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频标签。
然而RFID系统基本模型如图2.4所示。由此模型可以看出，RFID系统的工作流程为：读卡器通过发射天线发送一定频率的射频信号，等到标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频标签获得能量被激活；标签将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到读卡器，读卡器对接收的信号进行解调和解码后送到后台主系统进行相关处理；主系统判断该标签的合法性，针对不同的信息做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。
图2.4 RFID系统基本模型
RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统，是由（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是发射一特定频率的无线电波能量给，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时读卡器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。
2.4.2射频识别（RFID）在列车控制系统的应用
随着铁路列车运行速度的提高，为了保证列车运行的安全与平稳，列车运行控制系统需要在列车——地面之间传输大量的信息。列控系统设备结构图如图2.5所示。而RFID技术应答器作为列车——地面之间信息传输的一种方式在列车运行系统中已经广为应用。射频识别技术是一种先进的、安全可靠的自动识别技术。RFID技术是IC卡技术的延伸和进一步发展，它们有着相近的原理，两者的数据均都储存在电子数据载体中，但是两者之间在交换信息和能量获取的方式上却又截然不同。RFID应答器的能量提供与应答器和RFID阅读器之间的信息交换是通过低频磁场或高频电磁场来实现的，主要采用的是无线电和雷达技术。因此，射频识别也可以说是无线电频率识别的简称，即通过无线电波来进行识别。
图2.5 列控系统设备结构图
然而目前，国内铁路地面与机车的信息传递大部分仍依靠轨道电路完成，我国自行研制开发的ZPW—2000(UM)系列轨道电路已在全路大面积装备，具有18个低频信息，但是单纯依靠轨道电路信息已无法满足进一步提速对信号系统的技术要求。随着第吹冰次大提速的实施，速度将突破160km／h达到200至250km／h，铁路系统必须拥有与之相适应的列车控制设备。立足于我国的技术装备，参照欧盟ETCS相关标准，我国自主研发了完全拥有自主知识产权、符合我国技术政策和铁路运输需要的中国列车运行控制系统CTCS—2级实施方案：在我国ZPW—2000(UM)系列自动闭塞轨道电路的基础上，地面加装点式应答器、车站列控中心等，动车组上装备列控车载设备，并与车站联锁、行车指挥等有机结合的实施方案。CTCS—2级列控系统包括列控车载设备和列控地面设备。其中列控车载设备中的应答器信息接受模块(BTM)和列控地面设备中的应答器设备之间的数据通信功能利用的就是RFID技术。