《物联网射频识别(RFID)核心技术教程》-PPT-4

《物联网射频识别（RFID）核心技术教程》点击此处结束放映《物联网射频识别（RFID）核心技术教程》点击此处结束放映电子教案《物联网射频识别（RFID）核心技术教程》《物联网射频识别（RFID）核心技术教程》本书《物联网-射频识别（RFID）核心技术教程》由《物联网-射频识别（RFID）核心技术详解》一书改编而来。《物联网-射频识别（RFID）核心技术详解》2011年11月荣获陕西省普通高等学校优秀教材一等奖，2012年12月修订出版第2版，2013年荣获陕西省高等教育教学成果二等奖。《物联网-射频识别（RFID）核心技术教程》2016年出版，本书适合作为高校教材。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程第4章RFID使用的频率及电磁波的工作特点点击此处结束放映频率范围4.1RFID电波传播的电参数4.3低频和高频RFID电磁场的特性4.4微波RFID电磁波的特性4.5物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程频率范围4.1点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.1.1频谱的划分无线电频率可供使用的范围是有限的，频谱被看作大自然中的一项资源，不能无秩序地随意占用，而需要仔细地计划加以利用。频谱的分配是指将频率根据不同的业务加以分配，以避免频率使用方面的混乱。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.1.2频谱的分配和无线电业务种类1、频谱的分配因为电磁波是在全球存在的，所以需要有国际协议来分配频谱。进行频率分配的世界组织有国际电信联盟（ITU）、国际无线电咨询委员会（CCIR）和国际频率登记局（IFRB）等。当国际的频率划分确定后，各国还可以在此基础上给予具体的分配。我国进行频率分配的组织是工业和信息化部无线电管理局。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程2、无线电业务种类（1）广播业务（2）定点通信业务（3）移动通信业务（4）无线电导航业务（5）无线电定位业务（6）空间通信业务（8）气象业务（9）标准频率业务（10）授时信号业务（11）业余无线电业务（12）工业、科学和医用频率点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.1.3ISM频段1、不需要许可的ISM频段ISM频段（IndustrialScientificMedicalBand）主要是开放给工业、科学和医用三个主要机构使用的频段。ISM频段属于无许可（FreeLicense）频段，使用者无需许可证，没有所谓使用授权的限制。RFID工作频率的选择，要顾及其它无线电服务，不能对其它服务造成干扰和影响，因而RFID系统通常只能使用特别为工业、科学和医疗应用而保留的ISM频率。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程2、ISM频段的主要频率范围（1）频率6.78MHz（2）频率13.56MHz（3）频率27.125MHz（4）频率40.680MHz（5）频率433.920MHz（6）频率869.0MHz（7）频率915.0MHz点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程（8）频率2.45GHz（9）频率5.8GHz（10）频率24.125GHz（11）频率60GHz（12）其它频率的应用（13）135KHz以下的频率范围没有作为ISM频率保留，135KHz以下的整个频率范围RFID也是可用的。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.1.4RFID使用的频段射频识别（RFID）产生并辐射电磁波，但是RFID系统要顾及其他无线电服务，不能对其他无线电服务造成干扰，因此RFID系统通常使用为工业、科学和医疗特别保留的ISM频段。读写器和电子标签之间射频信号的传输主要有两种方式，一种是电感耦合方式，一种是电磁反向散射方式，这两种方式采用的频率不同，工作原理也不同。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映1.RFID电感耦合方式使用的频率物联网射频识别（RFID）核心技术教程RFID电感耦合方式使用的频率主要为13.56MHz。除此之外，RFID也采用0～135kHz之间的频率。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映2.RFID电磁反向散射方式使用的频率物联网射频识别（RFID）核心技术教程RFID电磁反向散射方式使用的频率主要为ISM频段的433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GMHz、5.8GHz等。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程3.我国800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用规定(试行)我国信息产业部2007年4月20日制定了800/900MHz频段RFID技术应用试行规定（信部无〔2007〕205号）。800/900MHz频段RFID技术的具体使用频率为840-845MHz和920-925MHz，该频段的RFID技术无线电发射设备按微功率（短距离）无线电设备管理，设备投入使用前，须获得信息产业部核发的无线电发射设备型号核准证。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程RFID电波传播的电参数4.2点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.2.1电磁波的传播速度1.自由空间中在自由空间中，电磁波的速度为(4.1)m/s8001031cv点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程2.无耗介质中在无耗介质中，电磁波的速度为(4.3)rrrrcv1100点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程3.有耗介质中在有耗介质中，电磁波的速度为(4.3)表示媒质有导电性，也即媒质有耗。在这种RFID的识别环境中，电子标签处于有机组织或含水物质的环境中，例如电子标签处在动物、潮湿木材或水产品环境中。v点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.2.2RFID的工作波长不同频率的电磁波所对应的波长不同，其传播方式和工作特点也各不相同，本节将介绍低频、高频和微波时RFID的工作波长。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程电磁波的速度还可以表示为(4.6)可以看出，工作频率越高，工作波长越短。fv点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映4.2.3相位常数、波阻抗和能流密度矢量1.相位常数物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映2.波阻抗物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映3.能流密度矢量物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映4.2.4波的极化物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映4.2.5反射系数和折射系数1.垂直入射物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映2.斜入射物联网射频识别（RFID）核心技术教程低频和高频RFID电磁场的特性4.4点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程低频和高频RFID系统基本上都采用电感耦合识别方式。低频和高频RFID电子标签与读写器的距离很近，这样电子标签可以获得较大的能量。低频和高频RFID电子标签与读写器的天线基本上都是线圈的形式，两个线圈之间的作用可以理解为变压器的耦合。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程微波RFID电磁波的特性4.4点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.4.1自由空间的传输损耗自由空间是不会吸收电磁能量的。自由空间的传输损耗，是指天线辐射的电磁波在传播过程中，随着传播距离的增大，能量的自然扩散而引起的损耗，它反映了球面波的扩散损耗。自由空间的传输损耗为(4.1)dBKmMHz)(lg20)(lg2045.32dfLbf点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.4.2视距传播与菲涅耳区视距传播是指发射天线和接收天线在相互能看得见的距离内，电波直接从发射点传到接收点的一种传播方式。实际上，收发天线之间电波传播所经历的空间，存在着对电波传播起主要作用的空间区域，这个空间区域称为传播主区，传播主区可以用菲涅尔区的概念来表示。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程若T点为发射天线，R点为接收天线，以T点和R点为焦点的旋转椭球面所包含的空间区域，称为菲涅耳区。若菲涅尔半径不同，菲涅尔区的大小也不同。菲涅尔区有无数多个，分为最小菲涅尔、第一菲涅尔区、第二菲涅尔区等等。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程为了获得自由空间的传播条件，只要保证在一定的菲涅耳区域内满足“自由空间的条件”就可以了，这个区域称为最小菲涅耳区。最小菲涅耳区半径为当第一菲涅耳区内满足“自由空间的条件”，并且收发天线只利用第一菲涅耳区传播电磁波，接收天线得到的辐射场为自由空间的2倍。第一菲涅耳区半径为点击此处结束放映dddF211dddF210577.0物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.4.3RFID电磁波的传播机制1．直射、反射、绕射和散射当有障碍物（包括地面）时，RFID电波传播存在直射、反射、绕射和散射等多种情况，这几种情况是在不同传播环境下产生的。（1）直射（2）反射（3）绕射（4）散射点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程2.RFID电磁波的传播总的来说，微波RFID希望收发天线之间没有障碍物，提供电磁波视距传播的环境。微波RFID的频率主要包括433MHz、800/900MHz、2．45GHz或5．8GHz，其中433MHz和800/900MHz频段电波的绕射能力较强，障碍物对电波传播的影响较小；2.45GHz和5.8GHz电磁波的波长较短，收发天线直线之间最好没有障碍物。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程3.衰减与衰落（1）衰减电波由发射天线到接收天线的过程中，产生衰减的因素很多，主要包括自由空间的传输损耗、障碍物的分隔和阻挡等。（2）衰落衰落是指信号随时间随机起伏的现象，有时是在几秒或几分钟内有快速变化的快衰落，有时是几小时或几天内出现缓慢变化的慢衰落。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程4.4.4集肤效应当电磁波由一种媒质（如空气）入射到良导体时，因电磁波在良导体中衰减很快，折射波进入良导体后很快就衰减掉了，电磁波只存在于良导体的表面，这个现象称为集肤效应。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）核心技术教程点击此处结束放映休息一下