自己整理的RFID调研报告之天线设计文档格式.docx
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二：
线圈的感应电压与线圈匝数，线圈面积，品质因数，以及频率的关系
标签线圈上的感应电压
读写器的感应电压V由式（3）给出
其中：
f为信号频率，N为天线线圈匝数；
S为标签线圈
面积（㎡）；
Q为线圈品质因数；
B为到达线圈的磁感应强度，a为磁场与标签线圈之间的夹角（当垂直于标签出入时记做90°
）
如果线圈的直流工作电压V,标签线圈匝数N，品质因数Q,频率f，以及夹角a确定，那么我们的磁感应强度B就可以由（3）来求得：
三：
谐振所引起的限制因素：
将电容与读写器的电感串联或者并联，它就可以与天线线圈一起构成谐振频率与读写器发射频率相符的谐振电路。
谐振条件为电感与电容的等大异号互相抵消。
此时谐振频率可以由公式（5）计算
（5）
对于一个特定的射频识别系统，频率f是系统设计时给定的，比如我们现在研究的只是13.56MHZ的高频识别系统.
那么现在式（5）就给我提出了一个约束条件，即为了达到谐振，L和C的值相互制约。
相伴而来的问题也就来了：
如果因为我们发射的波的频率过小，那么由
L（天线长度）=波长/4=c/4f（6）
即导致我们天线的长度过长，进而其电感也随之增加，那么就需要很小的电感C,一旦电感超过了5μH，将给天线匹配适当大小的C带来困难，为了制作出天线线圈的电感不太高，可以用低阻铜管（coppertube）代替线缆（wire）来制作天线，或将两个天线进行并联使天线电感值减半.
四
电感的计算方法：
1当线圈为方形线圈时：
（7）
2当线圈为矩形线圈时
（8）
3当线圈为螺旋形线圈时
（9）
4当我们以低阻铜管做线圈时
（10）
其中side是铜管一端截面圆心中心到另一端截面中心的距离，diameter是指铜管的直径。
比方说，我们选择一个面积为50cm乘以50cm，直径为15mm的铜管方形线圈，那么其电感值为：
那么上式中的SIDE=48.5是如何得到的呢？
因为SIDE是截面中心到中心的距离，那么必须用边长减去两个拐角的半径。
故side=50-1.5=48.5cm
五．天线尺寸的优化设计：
1．在一定识别距离下，天线尺寸的最优化：
由式
（1）可知，增加安培匝数NI可增大磁通量密度，进而增大识别距离，
而由（6）式可知，线圈的电感与匝数N的平方成正比，线圈匝数的增加将使线圈的电感快速增大，但是如前所述L与C的互相制约关系，大的线圈电感不利于C的匹配。
除此以外，大的线圈还会在高频范围内产生负面效应，如大的反射功率。
所以有必要在能提供足够大的B的情况下保持NI尽可能的小，在此前提下决定最优天线尺寸。
下面，我们以方形天线为例，圆形天线与之类似，当系统正常工作所需的读写器磁感应强度B确定时，变换式
（1），可得读写器天线线圈所需要的安培匝数为：
（12）
将（9）式右边对天线边长a求导，可得当
（13）
时，NI取得最小值。
因此我们可以看到根据一个期望的识别距离x，可得到一个最优化的边长a,
此边长值可作为天线原型设计的参考值，结合系统的其它限制因素可确定天线的尺寸大小。
2.天线的安培匝数NI与天线边长a的矛盾与折衷：
当识别距离增大时，要保证NI最小，天线边长a会
迅速增加，进而，更长的天线意味着更高的成本和便携性的降低，
因此保证天线边长尽量小和保证NI尽量小是一组矛盾，
在实际应用中必须将两者折衷考虑。
当实际应用对成本不敏感，
且不是便携设备上的天线，可为满足NI尽可能小而适当增加天线尺寸；
相反，如果对成本敏感，或对尺寸有严格要求，
则只能在一定程度上牺牲NI以保证较小的天线尺寸.
六．天线品质因数的矛盾与折衷：
天线的性能和品质因数Q密不可分,
Q一方面是衡量能量传递效率的物理量（Q表示感性元件储能与电阻行元件耗能的比值），
另一方面也是衡量频率选择行的物理量（带宽与Q成反比）。
具体说来，对于并联谐振电路
Q=R/2πfL，其中f为谐振频率,R为负载电阻。
并联时，电压相同，功率与阻抗成反比.
故
Q=PL/PR（14）
而
带宽B=f/Q（15）
由式（14）和式（15）我们可以看到Q值的确定存在者一个矛盾：
为了不影响标签的能量供应，Q值不能太小，与此同时为了不使信号带宽过小，
Q值不能太大。
对于连接到50欧姆负载的天线而言，Q一般设置在20作用，当Q值大于20时，
通常通过并联一个电阻Rpar来使Q降低到20左右。
Rpar的确定可由（14）式决定.
（16）
其中
Qpre为并联电阻前的品质因数，Qreq为要求的品质因数，即20。
七环境对天线性能的影响：
读写器天线对所处的周围环境会对天线性能造成影响。
周围环境，
如电噪声，通常会影响读写器的接受器以减少读写器的读写距离；
而对读写器的天线朝向稍稍改动，或外加接地和屏蔽可以减少其影响.
电感耦合式射频识别系统的读写器天线附近的金属会给天线特性带来负面影响。
磁场不可以穿透金属及其它导磁材料。
金属的出现会改变读写器
天线附件磁力线的形状，而且在金属表面产生涡流，根据楞次定律可知，
涡流会产生抵抗刺激的磁通量，导致金属表面磁通量大大衰减，
读写器天线发射的能量被金属吸收，读写距离减少，
故金属要远离读写器天线，至少也应在工作距离之外，
才外调谐也要在有金属存在的实际工作环境下进行。
八datassheet中的天线的相关参数
给力2010：
物联网RFID在概念与现实的对接中走入新局面
[2010-1-2815:
22:
00|By:
rfidandrfid]
2010年，是21世纪的第二个十年的初始年，2010年，被业内专家称之为物联网发展的元年，2010年，更是“十一五”规划收官、“十二五”规划开局的承接年，对物联网RFID在新时期的发展意义重大。
这一年，物联网开始在概念与现实的对接中萌芽，作为物联网核心技术的RFID技术，也在正逐步走入成长的新局面。
新局面一：
国家高层拉动各级政府，RFID获发展良机
2010年，关于物联网RFID方面的政策上至国家下至地方，在全国腾起了股股热浪，由此RFID获得了更多的发展机会。
在国家层面，2010年开年，工信部就提出重点发展物联网，推进“三网融合”。
2010年1月，住房和城乡建设部提出了一个“意见”和一个“规划”，关于长三角区域与上海互联互通的指导意见，适应了长三角区域互联互通及2010年世博会即将在上海召开的应用需求。
而2010城市IC卡应用发展规划，提到了IC卡与RFID技术的相结合发挥的作用及带来的效益。
2010年3月，全国两会召开，温家宝总理在《政府工作报告》中首次提及物联网，并将“加快物联网的研发应用”明确纳入重点产业振兴。
重点产业振兴是2010年“加快转变经济发展方式，调整优化经济结构”的首要任务，意义非凡。
从1999年到2009年中国研究了十年的物联网伴随着RFID为代表的信息传感技术的成熟，潜移默化的发生着量变，两会的召开让业界听到一个强音，国家对于战略性新兴产业政策投入的力度在逐年加大，物联网已经被提到一个战略性新兴产业的高度。
同年3月，国家发展改革委下发了关于组织实施2010年信息安全专项有关事项的通知，表明重点支持安全的RFID应用产品以及面向RFID的安全产品的产业化，并支持RFID类产品和系统安全性检测服务。
2010年4月，中国工业和信息化部科技司司长闻库表示，目前中国物联网总体还处于起步阶段，为推进物联网产业发展，中国将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。
同年4月，工信部科技司副司长代晓慧在“2010第二届中国移动支付产业论坛”上表示，目前工信部科技司和通信发展司正在积极组织，开展小额手机支付标准的研究，制订工作，也即将组织调研工作，并组织有关方面筹备下一步的标准制订工作。
2010年6月，胡锦涛总书记在两院院士大会讲话时强调，要大力发展信息网络科学技术，加快发展物联网技术，推进国民经济和社会信息化。
同年6月，为了促进整个RFID以及智能卡技术在整个商贸流通领域的应用，商务部积极推动放心肉服务体系建设，与财政部一起选择在北京、上海、山东、江苏、福建、广州等10个省市进行试点。
还是在6月，住建部IC卡中心综合有关行业专家、应用单位及通信运营机构的意见和建议，编制并发布《城市一卡通手机支付应用白皮书》，为各地城市一卡通运营机构在城市信息化发展的新形势下，如何更好地实现资源整合、优势互补、规模发展提出指导意见。
2010年9月，中国银联与铁道部在北京签署战略合作协议，用手机、电话、互联网、自动售票机等新兴支付方式买火车票将成为可能。
2010年10月，十七届五中全会出台《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》，“十二五”规划将明确战略新兴产业是国家未来重点扶持的对象。
物联网产业作为重要的战略新兴产业之一将得到大力扶持。
2010年12月，交通运输部和国家发改委、财政部联合出台《关于促进高速公路应用联网电子不停车收费技术的若干意见》，决定在基本具备条件的省（区、市）和区域加快推广应用高速公路联网电子不停车收费（ETC），逐步形成跨省区联网的收费格局，并加快形成规模化应用和产业链，充分发挥规模效益，在大幅提升服务水平的同时实现节能减排、节约土地和节省费用，为广大人民群众提供畅通、便捷、安全、高效、绿色的公路交通运输服务体系。
2010年年底，物联网“十二五”规划锁定十大领域。
随着国家物联网RFID相关政策的出台，在国家高层领导的推动下，各级地方政府部门也扬鞭奋起，江苏、山东、浙江、上海、北京、广东、武汉等省市开始制定物联网RFID产业的规划政策，努力打造无线城市、发展物联网示范工程、培育物联网产业、攻坚物联网核心技术、举办物联网主题展会，积极抢占物联网发展的制高点。
江苏无锡预计未来10年将投入330亿元资金，实现以产业为依托，以生态、集聚、共融为原则，建设传感网产业创新示范基地；
山东计划未来5年，将以构筑“智慧山东”为目标，重点实施“5412工程”，即5个物联网核心技术领域、4大物联网产业和12类物联网重大示范工程；
浙江杭州制定了吸引物联网企业进入的多项优惠政策以打造“天堂硅谷”，重点在公共安全、节能减排、交通物流、电力安全等推广应用，打造杭州物联网泛在智能城市平台；
上海市已将物联网列为“十二五”期间信息产业发展的一项重点；
广东省人民政府办公厅出台了关于加快发展物联网建设智慧广东的实施意见……踏着物联网时代前进的步伐，各地政府也在积极推动物联网概念的联盟和相关产业园区的建设，政产学研用结合得更加紧密。
2010年，RFID被放进物联网的维度空间里，得到更高层次深入融合的规划。
全国多个省市已经打响了分食物联网蛋糕的升级战，物联网在城市信息化发展中的促进作用日益凸显。
RFID作为物联网的重要技术支撑，借助政府给予的发展方向、资金、平台和相关的扶持，也获得了有利的发展环境。
虽然许多规划在短期内还见不到成果，但背后蕴藏了巨大的技术抗衡和模式变革，将有望创造出可喜的经济和社会效益，实现物联网RFID概念与现实的成功对接。
新局面二：
RFID应用初显创新特色，价值潜能进一步发掘
在物联网发展的大背景下，2010年RFID无论是在大型活动、事件、政府政策还是强大的价值驱动下，都取得了一定的进展，而且初步融入了创新的元素。
最突出的几个应用领域为电子票务、公共安全、智能交通和手机支付。
今年，上海世博会和广州亚运会两场盛大的活动再次为RFID提供了大显身手的平台。
之前，奥运会和全运会在门票防伪、食品安全、交通、门禁和物流等领域已率先应用RFID技术，为世博会和亚运会成功应用RFID技术树立了良好的范本。
在此基础上，世博会和亚运会根据自身需求又开辟出一些崭新的RFID应用领域，如世博会和亚运会的手机门票、世博会运营的RFID未来商店、亚运会在马术比赛中的RFID贴标应用等等，可谓是在应用中创新，在创新中又投入应用，将RFID的应用广度不断拓展，而且这些活动举行之后RFID技术的“后效应”也成了热点关注的问题，尤其在电子票务方面，如今，越来越多的大型公共活动登陆我国，业内专家分析认为，RFID门票因其安全、高效、信息化管理等特性，将逐渐成为一种主流应用，向多种领域和行业推广普及。
RFID在公共安全领域的应用提速是今年RFID应用的一大亮点，也出现了一些创新的举措。
业界专家预测，十二五期间，物联网RFID在关系国计民生的行业会得到不错的应用。
公共安全就属于与国计民生关系最为密切的一个领域，包括食品安全、特种设备安全、信息安全、医疗安全等。
在食品安全方面，年初，食品安全国家标准审评委员会成立，使监管力度进一步加大，这意味着当有食品安全问题暴露出来的时候，能得到更加及时的控制和解决。
虽然食品流通市场上的三聚氰胺奶粉事件、肉蔬中毒事件、假酒事件依然在雷人上演，但“RFID攻势”的保卫行动随之展开：
面对最为严峻的奶粉危机，国务院办公厅下发《关于进一步加强乳品质量安全工作的通知》，提出“建立电子信息追溯系统”，为RFID在食品安全中的应用搭建了一个公共平台，实际上，一些RFID乳品追溯体系在乳品行业的供应链中已经建立起来，飞鹤、味全和亚华乳业颇具代表性。
与此同时，基于RFID的放心肉体系在北京、上海、山东、江苏、福建、广州等10个省市启动试点，确保了肉菜（两种与百姓日常生活联系最为密切的食品）的供应和质量的安全。
酒类市场上，RFID防伪功能的国酒五粮液和高端葡萄酒的研发应用也加快了脚步，五粮液集团已经投入到将国际通用的EPC和RFID相结合的工作之中。
除了食品安全，RFID在公共安全的推进还有一个大项———特种设备安全。
今年，在特种设备制造和使用大省山东、江苏和四川在CNG气瓶开展贴标的示范作用及低碳新理念的感召下，重庆、上海、宁夏、山西、河南等省市也都在不同程度的积极推广CNG气瓶的电子标签监管，RFID对于CNG气瓶的安全监管实现了降耗、安全的双赢及油改气产业和RFID产业的双赢。
在智能交通领域，高速公路ETC车道的建设力度明显加大。
目前，ETC在京津冀、长三角、珠三角等部分地区的省级区域和跨省区区域联网大趋势已经形成，并且向全国联网进军。
比起人工收费来，提高通行能力、减少环境污染、不使用现金交易避免找零麻烦是ETC的几点突出的优势，虽然在推行之初遭遇了一些叫好不叫座的尴尬，但是一系列积极新措施的实施从不同程度上减少了ETC推行的阻力。
比较典型的几个措施包含：
1.与银行合作，实现定额充值获免费ETC标签的优惠；
2.为通行费用打出优惠价；
3.依靠政府不断完善ETC硬件、软件和应用平台；
4.ETC研发企业推出低价标签、一揽子解决方案并免费升级电子标签等，都在力求充分发挥出ETC的“智能化”效益。
在手机支付领域，一个简单的比较就可以看出其迅猛的扩展势头。
经专业咨询机构统计，2009年，中国手机支付市场规模达到19.74亿元，用户规模达8250万人。
而2010年，我国手机支付市场规模将达到28.45亿元，手机支付用户总数将突破1.5亿人。
可见，我国手机支付已经借助物联网的平台大面积的打开了市场，进入了市场规模扩张的新阶段，得益于世博会和亚运会给予的应用契机，手机支付成了今年3G最热门的应用。
总结一下今年手机支付的几个特点：
1.产业链参与力量合作促应用。
目前，在手机支付产业链上包含了运营商、银联、第三方支付、银行、设备商、终端厂商和软件提供商等多股力量，合作模式多元化明显。
移动各方“合”为贵，这既符合手机支付这个特定市场的需求，又对手机支付的应用起到促进作用。
运营商与银行的合作以中国移动入股浦发银行打了头阵，为手机支付的发展赢得了新资质；
运营商与高校的合作绑定了稳固的手机支付用户群；
运营商与交通行业的合作推进了交通信息化的发展；
运营商与零售商的合作使“刷手机”购物这一方式渗透进入大众的消费生活；
运营商与产业链上厂商的合作为SIM卡的制卡、POS机制造、手机支付平台和系统解决商家增加了产业链上的投资机会；
而移动支付产业联盟的成立促成了更多手机支付的资源共享。
无论哪种方式的合作，都利于手机支付开启多种多样的个性化服务和增值服务。
2.技术标准之争趋于明朗。
这一年中，手机支付形成了两大派系：
中国移动联合国内企业自主研发的2.4GHz的RF-SIM技术和中国银联追随国际标准而成的13.56MHz的NFC方案，后者同时也被中国联通和中国电信支持。
但标准之争明显不利于手机支付的发展，为此，工信部科技司和通信发展司也积极投入到小额手机支付标准的研究和制订工作之中。
虽然现在政府方面的终极标准还没公布，但是“民间标准”在下半年有了新的突破，据了解，中国人民银行与三家电信运营商已就“手机支付的标准问题”进行商讨，并最终达成共识———由中国移动牵头，将手机支付标准统一调整为“基于13.56MHz的、符合金融行业标准的技术标准”。
标准的初步统一对扫清手机支付的发展障碍非常有利，对于时刻做两手准备的运营商和相关厂商来说也没有大的损失，方向找准了目标就更加清晰。
3.安全问题得到初步探索。
安全问题是与手机支付推广关系最直接最密切的一个问题，也是消费者心中的一大隐患。
为解决好这个问题，运营商进行了一些初步的安全方案探索：
中国移动提出改造SIM卡扩充SIM卡的安全功能。
中国联通表示手机支付用户丢失手机后可以如同信用卡一样紧急挂失，在有效期限内将不承担损失。
中国电信推出的翼支付业务采用电信3G手机终端结合成熟的13.56MHZ射频卡技术，安全系数较高。
整体来看，物联网的发展将把电信运营商的业务领域从传统的语音通信领域拓展到物与物、人与物的通信，这将大大增加通信的需求，手机支付这条产业链正在逐渐受益。
其他应用的新进展还包括RFID在医疗药品贴标方面迈出了步伐，RFID在美邦、成都食品溯源生鲜连锁店等零售业开始蠢动，RFID在学校恶性事件频发时为保护学生安全作出贡献，以及电力、资产、金融、智能卡等领域使RFID的应用范围逐年拓广。
新局面三：
RFID企业战略升级，为RFID产业增值
随着亿万级物联网概念的渗入和应用的起步，RFID企业的发展越来越贴合物联网发展的需求，不只是“迎合”物联网，还在“接轨”物联网。
众多RFID企业都深谙利用RFID手段为自身带来竞争力和为对手带来挑战的重要性，不断完善企业的RFID技术研发、方案规划和管理思想，发展战略日渐升级。
战略1：
抢占超高频，技高一筹。
目前，我国超高频RFID技术研发仍滞后国际2—3年，因此部分企业确立了一些有关超高频的研发方向，把这一技术当成提升竞争力的法宝。
超高频RFID技术除自身有诸多优势外，还能与物联网形成良性互动，超高频段领先企业远望谷的市场总监钟书华在接受RFID射频快报采访时表示：
“物联网主要是对物品进行跟踪、监控和管理，而超高频RFID与物联网在应用层面上非常匹配，其大规模应用是未来物联网爆发增长的基础。
”
今年，远望谷推出一款自主研发的新型超高频RFID产品，在SCANCHINA2010盛会上也曾有过精彩亮相，这款新品就是功能强大的XC-RF806高性能超高频读写器，主要适用于热门的物流及供应链、资产管理、商业零售等领域，其特色功能在很大程度上满足了物联网的应用。
比如产品采用860MHz—960MHz的宽频段，可适用于不同国家使用；
支持基于LLRP（低层RFID识读器协议）的中间件，无需开发特定应用界面，满足了大规模行业应用需求。
此外，远望谷的超高频图书标签今年价格低至1.01元/片，降幅高达近50％。
随着江苏省一批RFID技术等研发成果成功产业化，南京三宝在超高频RFID的研发实力也显露出来，南京三宝科技集团有限公司是国内第一个自主开发超高频RFID产品的企业，截止到2010年年初，三宝的RFID产品已经应用于海关物流监控领域、医药流通等多个领域，实现销售收入2.05亿元，填补了国内超高频RFID标签芯片的国产化空白，并与国际主流RFID芯片兼容，出口创汇20万美元。
致力于超高频RFID的先施科技的超高频RFID系列产品从2008到2010连续三年在德国汉诺威欧洲电子展、美国拉斯维加斯国际电子展、日本东京国际电子展及中国北京国际智能卡与电子标签展上得到国际业界广泛的好评。
此外，上海秀派、达华智能和台湾永奕等企业也构成目前超高频RFID技术链条上的坚实力量。
战略2：
用心服务，赢得RFID市场。
RFID服务针对的是终端用户和RFID其他各环节企业，主要包括系统集成、RFID的有关规划、咨询、系统测试、公共服务架构、RFID培训等。
从今年相关的RFID和智能卡类的展会可以看出，数据采集器、采集终端和手持机产品众多，而这些设备很多都集成了条码和RFID两个读头，一机两用，在成本下降的同时对于不同环境和技术条件下的数据采集非常实用，这其中也包含了相关软件和服务的集成。
举例来说，北京维深科技发展有限公司向客户推出方便的一站式服务，其客户可以同时享受到硬件产品、软件配置和咨询的一系列服务，产品升级时还可提供相应的软件升级服务，极为方便。
握奇和金溢科技在ETC领域提供一揽子和集成方案也广受欢迎。
而泰克公司开展的RFID测试工程师认证培训，通过在线教授课程可帮助业内相关从业人士准确、及时地发现和解决在研发和生产过程中遇到的问题。
战略3：
创新联盟，联合攻关。
这一年，一批新的物联网RFID产业技术创新联盟崛起，扩充了原有的阵容，结盟的道路越走越宽，这是做大做强RFID产业链的一条必然之路。
众多RFID企业加入到联盟之中，在RFID项目攻关和技术成果转换方面取得了优异成绩。
RFID企业在联合攻关的过程中，从资金扶持、技术研发、应用推广等多个方面得到实惠。
山东RFID产业技术创新战略联盟发起组织相关企业联合攻关国家信息化试点项目特种设备RFID动态管理、医药配送RFID应用、通道式签到等项目，提升了应用行业的管理水平，也提升了参与企业的影响力。
于2009年成立的中国射频识别（RFID）产业技术创新联盟，以工作小组为实际项目运作的主体，联盟成员，包括国内多家知名RFID企业为了共同的目标（融合RFID的应用和技术，以RFID的应用技术创
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