【提要】本文通過(guò)研究超高頻段RFID標(biāo)簽的特性，提出了一種符合ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)介紹了標(biāo)簽的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部分的電路和工作流程。該標(biāo)簽具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、通信速度快、尺寸較小、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍較廣。

1.引言

RFID(RadioFrequencyIdentification,射頻識(shí)別)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、供應(yīng)鏈管理、物流貨物跟蹤、交通運(yùn)輸管理等領(lǐng)域。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)RFID標(biāo)簽的研究都集中在頻率為125KHz、134KHz的低頻和13.56MHz的高頻頻段，在860～960MHz的超高頻段和2.45GHz以上的微波頻段研究相對(duì)較少。而后者由于具有操作距離遠(yuǎn)、通信速度快、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)的應(yīng)用將更廣泛[1]。

2．工作原理及工作特性

2.1工作原理

RFID系統(tǒng)一般包括閱讀器、標(biāo)簽（或稱(chēng)射頻卡）兩部分。根據(jù)供電方式的不同，標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽和無(wú)源標(biāo)簽兩種，都由標(biāo)簽芯片和天線組成。本文設(shè)計(jì)的是一種符合ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的超高頻無(wú)源標(biāo)簽，本身無(wú)電源，靠從閱讀器的射頻場(chǎng)獲取能量。

每個(gè)標(biāo)簽都含有唯一的識(shí)別碼，用來(lái)標(biāo)識(shí)標(biāo)簽所附著的物體。當(dāng)標(biāo)簽收到閱讀器主動(dòng)發(fā)出的信號(hào)時(shí)，標(biāo)簽被喚醒，一方面通過(guò)射頻耦合的方式獲取能量，另一方面將收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，從載波中還原出數(shù)字信號(hào)，然后根據(jù)其中包含的指令完成相應(yīng)的操作，并將應(yīng)答信息通過(guò)反向散射回送給閱讀器。當(dāng)同時(shí)有多個(gè)標(biāo)簽出現(xiàn)在閱讀器的射頻場(chǎng)時(shí)，閱讀器通過(guò)啟動(dòng)防沖突算法，逐個(gè)識(shí)別標(biāo)簽。

2.2物理接口

標(biāo)簽和閱讀器之間基于“閱讀器先發(fā)言”的傳輸機(jī)制，采用半雙工的通信方式。前向鏈路采用Manchester基帶編碼，便于防沖突檢測(cè)；采用ASK載波調(diào)制，調(diào)制深度為11%或99%（本文設(shè)計(jì)的標(biāo)簽取99%），占用頻道帶寬為200KHz。反向鏈路采用FM0編碼，經(jīng)ASK載波調(diào)制后，反向散射給閱讀器[2]。

2.3存儲(chǔ)特性

標(biāo)簽內(nèi)置一個(gè)4Kbit的EEPROM存儲(chǔ)器，通過(guò)一個(gè)8位的地址塊來(lái)尋址，因此可以尋址256個(gè)存儲(chǔ)器塊，每塊包含1字節(jié)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器的第0塊到第17塊被保留用作存儲(chǔ)系統(tǒng)信息，第18塊以上的存儲(chǔ)器用作標(biāo)簽中普通的應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。

2.4標(biāo)簽的應(yīng)答格式

標(biāo)簽收到閱讀器的命令后，進(jìn)行處理并應(yīng)答，應(yīng)答格式如下：

靜默是標(biāo)簽持續(xù)2字節(jié)的反向散射；返回幀頭是一個(gè)16位數(shù)“00000101010101010101000110110001”；數(shù)據(jù)通常包含一個(gè)64位的UID號(hào)、8位的標(biāo)志段以及用戶信息；CRC采用16位數(shù)據(jù)編碼。