负载调制是电⼦标签经常使⽤的向读写器传输数据的⽅法。负载调制通过对电⼦标签振荡回路的电参数按照数据流的节拍进⾏调节，使电⼦标签阻抗的⼤⼩和相位随之改变，从⽽完成调制的过程。负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种⽅式。 在电阻负载调制中，负载并联⼀个电阻，称为负载调制电阻，该电阻按数据流的时钟接通和断开，开关S的通断由⼆进制数据编码控制。电阻负载调制的电路原理图如图7.15所⽰。
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图7.15 电阻负载调制的电路原理图
电阻负载调制的特性如下。
（1）当⼆进制数据编码为"1"时，开关S接通，电⼦标签的负载电阻为和的并联；当⼆进制数据编码为"0"时，开关S断开，电⼦标签的负载电阻为。这说明，开关S接通时，电⼦标签的负载电阻⽐较⼩。
（2）对于并联谐振，如果并联电阻⽐较⼩，将降低品质因数。也就是说，当电⼦标签的负载电阻⽐较⼩时，品质因数值将降低，这将使谐振回路两端的电压下降。
（3）上述分析说明，开关S接通或断开，会使电⼦标签谐振回路两端的电压发⽣变化。为了恢复（解调）电⼦标签发送的数据，上述变化应该输送到读写器。
（4）当电⼦标签谐振回路两端的电压发⽣变化时，由于线圈电感耦合，这种变化会传递给读写器，表现为读写器线圈两端电压的振幅发⽣变化，因此产⽣对读写器电压的调幅。
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模具抛光（5）电阻负载调制的波形变化过程如图7.16所⽰。图7.16（a）为电⼦标签数据的⼆进制数据编码，图7.16（b）为电⼦标签线圈两端的电压，图7.16（c）为读写器线圈两端的电压，图7.16（d）为读写器线圈解调后的电压。可以看出，图7.16（a）与图7.16（d）的⼆进制数据编码⼀致，表明电阻负载调制完成了信息传递的⼯作。
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图7.16 电阻负载调制的波形变化过程
2．电容负载调制
在电阻负载调制中，负载并联⼀个电容，取代了由⼆进制数据编码控制的负载调制电阻。电容负载调制的电路原理图如图7.17所⽰。热扩散系数
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图7.17 电容负载调制的电路原理图
电容负载调制的特性如下。
（1）在电阻负载调制中，读写器和电⼦标签在⼯作频率下都处于谐振状态；⽽在电容负载调制中，由于接⼊了电容，电⼦标签回路失谐，⼜由于读写器与电⼦标签的耦合作⽤，导致读写器也失谐。
（2）开关S的通断控制电容按数据流的时钟接通和断开，使电⼦标签的谐振频率在两个频率之间转换。
（3）通过定性分析可以知道，电容的接⼊使电⼦标签电感线圈上的电压下降。
（4）由于电⼦标签电感线圈上的电压下降，使读写器电感线圈上的电压上升。
（5）电容负载调制的波形变化，与电阻负载调制的波形变化相似，但此时读写器电感线圈上电压不仅发⽣振幅的变化，也发⽣相位的变化，相位变化应尽量减⼩。
RFID系统的基本⼯作⽅式分为全双⼯（Full Duplex）和半双⼯（Half Duplex）系统以及时序（SEQ）系统。全双⼯表⽰射频标签与读写器之间可在同⼀时刻互相传送信息。半双⼯表⽰射频标签与读写器之间可以双向传送信息，但在同⼀时刻只能向⼀个⽅向传送信息。 在全双⼯和半双⼯系统中，射频卷标的响应是在读写器发出的电磁场或电磁波的情况下发送出去的。因为与阅读器本⾝的信号相⽐，射频卷标的信号在接收天线上是很弱的，所以必须使⽤合适的传输⽅法，以便把射频卷标的信号与阅读器的信号区别开来。在实践中，⼈们对从射频标签到阅读器的数据传输⼀般采⽤负载反射调制技术将射频卷标数据加载到反射回波上（尤其是针对⽆源射频卷标系统）。 时序⽅法则与之相反，阅读器辐射出的电磁场短时间周期性地断开。这些间隔被射频标签识别出来，并被⽤于从射频标签到阅读器的数据传输。其实，这是⼀种典型的雷达⼯作⽅式。时序⽅法的缺点是：在阅读器发送间歇时，射频标签的能量供应中断，这就必须通过装⼊⾜够⼤的辅助电容器或辅助电池进⾏补偿。
六足机器人RFID系统的⼀个重要的特征是射频卷标的供电。⽆源的射频标签⾃已没有电源。因此，⽆源的射频标签⼯作⽤的所有能量必须从阅读器发出的电磁场中取得。与此相反，有源的射频标签包含⼀个电池，为微型芯⽚的⼯作提供全部或部分“辅助电池”能量。
1．RFID的资料存储
能否给射频卷标写⼊数据是区分不同类型RFID系统的⼀个重要因素。对简单的RFID系统来说，射频卷标的数据⼤多是简单的（序列）号码，可在加⼯芯⽚时集成进去，以后不能再变。与此相反，可写
⼊的射频标签通过读写器或专⽤的编程设备写⼊数据。
射频卷标的数据写⼊⼀般分为⽆线写⼊与有线写⼊两种形式。RFID卷标的数据量通常在⼏个字节到⼏千个字节之间。但是，有⼀个例外，这就是1⽐特射频标签。它有1⽐特的数据量就⾜够了，使阅读器能够作出以下两种状态的判断："在电磁场中有射频标签"或"在电磁场中⽆射频标签"。这种要求对于实现简单的监控或信号发送功能是完全⾜够的。因为1⽐特的射频卷标不需要电⼦芯⽚，所以射频卷标的成本可以做得很低。由于这个原因，⼤量的1⽐特射频标签在百货商场和商店中⽤于商品防盗系统（EAS）。当带着没有付款的商品离开百货商场的门闸时，安装在出⼝的读写器就能识别出"在电磁场中有射频标签"的状况，并引起相应的反应。对按规定已付款的商品来说，1⽐特射频标签在付款处被除掉或者去活化。
对⼀般的RFID系统来说，使⽤电可擦可编程只读存储器（EEPROM）来存储数据是主要⽅法。然⽽，使⽤这种⽅法的缺点是：写⼊过程中的功率消耗很⼤，使⽤寿命⼀般为写⼊100,000次。对微波系统来说，还使⽤静态随机存取内存（SRAM），内存能很快写⼊数据。为了永久保存数据，需要⽤辅助电池作不中断的供电。
2．RFID的⼯作频率
射频卷标的⼯作频率不仅决定着射频识别系统⼯作原理（电感耦合还是电磁耦合）、识别距离，还决
定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。⼯作在不同频段或频点上的射频标签具有不同的特点。射频识别应⽤占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典型的⼯作频率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。
1）低频段射频标签
低频段射频卷标简称为低频卷标，其⼯作频率范围为30kHz ~ 300kHz。典型⼯作频率有：125KHz，133KHz。低频卷标⼀般为⽆源卷标，其⼯作能量通过电感耦合⽅式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频卷标与阅读器之间传送数据时，低频卷标需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离⼀般情况下⼩于1⽶。
低频标签的典型应⽤有：动物识别、容器识别、⼯具识别、电⼦闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。低频标签有多种外观形式，其中应⽤于动物识别的有：项圈式、⽿牌式、注射式、药丸式等。
低频标签的主要优势体现在：卷标芯⽚⼀般采⽤普通的CMOS⼯艺，具有省电、廉价的特点；⼯作频率不受⽆线电频率管制约束；可以穿透⽔、有机组织、⽊材等；⾮常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的应⽤。
低频标签的劣势主要体现在：卷标存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应⽤；与⾼频标签相⽐：卷标天线匝数更多，成本更⾼⼀些。
2）中⾼频段射频标签
中⾼频段射频卷标的⼯作频率⼀般为3MHz ~ 30MHz。典型⼯作频率为：13.56MHz。该频段的射频标签，从射频识别应⽤⾓度来说，因其⼯作原理与低频卷标完全相同，即采⽤电感耦合⽅式⼯作，所以宜将其归为低频标签类中。另⼀⽅⾯，根据⽆线电频率的⼀般划分，其⼯作频段⼜称为⾼频，所以也常将其称为⾼频标签。鉴于该频段的射频标签可能是实际应⽤中最⼤量的⼀种射频标签，因⽽我们只要将⾼、低理解成为⼀个相对的概念，即不会在此造成理解上的混乱。为了便于叙述，我们将其称为中频射频标签。
中频标签⼀般也采⽤⽆源设计，其⼯作能量同低频标签⼀样，也是通过电感（磁）耦合⽅式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。卷标与阅读器进⾏数据交换时，卷标必须位于阅读器天线辐射的近场区内。中频标签的阅读距离⼀般情况下也⼩于1⽶。
中频标准的基本特点与低频标准相似，由于其⼯作频率的提⾼，可以选⽤较⾼的数据传输速率。射频卷标天线设计相对简单，卷标⼀般制成标准卡⽚形状，典型应⽤包括：电⼦车票、电⼦⾝份证、电⼦闭锁防盗（电⼦遥控门锁控制器）等。
3）超⾼频与微波标签
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超⾼频与微波频段的射频标签，简称为微波射频卷标，其典型⼯作频率为：433.92MHz，862(902)~928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波射频卷标可分为有源卷标与⽆源卷标两类。⼯作时，射频卷标位于阅读器天线辐射场的远区场内，标签与阅读器之间的耦合⽅式为电磁耦合⽅式。阅读器天线辐射场为⽆源标签提供射频能量，将有源标签唤醒。相应的射频识别系统阅读距离⼀般⼤于1m，典型情况为4~6m，最⼤可达10m以上。阅读器天线⼀般均为定向天线，只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。
由于阅读距离的增加，应⽤中有可能在阅读区域中同时出现多个射频标签的情况，从⽽提出了多标签同时读取的需求，进⽽这种需求发展成为⼀种潮流。⽬前，先进的射频识别系统均将多卷标识读问题作为系统的⼀个重要特征。
以⽬前技术⽔平来说，⽆源微波射频卷标⽐较成功产品相对集中在902~928MHz⼯作频段上。2.45GHz和5.8GHz射频识别系统多以半⽆源微波射频卷标产品⾯世。半⽆源标签⼀般采⽤钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。
微波射频标签的典型特点主要集中在是否⽆源、⽆线读写距离、是否⽀持多标签读写、是否适合⾼速识别应⽤，读写器的发射功率容限，射频卷标及读写器的价格等⽅⾯。典型的微波射频标签的识读距
碱式氧化锰离为3~5m，个别有达10m或10m以上的产品。对于可⽆线写的射频标签⽽⾔，通常情况下，写⼊距离要⼩于识读距离，其原因在于写⼊要求更⼤的能量。
微波射频卷标的数据存贮容量⼀般限定在2Kbits以内，再⼤的存贮容量似乎没有太⼤的意义，从技术及应⽤的⾓度来说，微波射频标签并不适合作为⼤量资料的载体，其主要功能在于标识物品并完成⽆接触的识别过程。典型的数据容量指针有：1Kbits，128Bits，64Bits等。
微波射频标签的典型应⽤包括：移动车辆识别、电⼦⾝份证、仓储物流应⽤、电⼦闭锁防盗（电⼦遥控门锁控制器）等。
3．RFID信息安全
RFID数据⾮常容易受到攻击，主要是RFID芯⽚本⾝，以及芯⽚在读或者写数据的过程中都很容易被⿊客所利⽤。因此，如何保护存储在RFID芯⽚中数据的
RFID数据⾮常容易受到攻击，主要是RFID芯⽚本⾝，以及芯⽚在读或者写数据的过程中都很容易被⿊客所利⽤。因此，如何保护存储在RFID芯⽚中数据的安全，是⼀个必须考虑的问题。
最新的RFID标准重新设计了UHF(超⾼频率)空中接⼝协议，该协议⽤于管理从标签到读卡器的数据的移动，为芯⽚中存储的数据提供了⼀些保护措施。新标准采⽤"⼀个安全的链路"，保护被动标签免于
受到⼤多数攻击⾏为。当数据被写⼊卷标时，数据在经过空中接⼝时被伪装。从卷标到读卡器的所有数据都被伪装，所以当读卡器在从卷标读或者写数据时数据不会被截取。⼀旦数据被写⼊卷标，数据就会被锁定，这样只可以读取数据，⽽不能被改写，就是具有我们常说的只读功能。
从功能⽅⾯来看，RFID标签主要分为三种：只读卷标、可重写卷标、带微处理器卷标。只读型卷标的结构功能最简单，包含的信息较少并且不能被更改；可重写型卷标集成了容量为⼏⼗字节到⼏万字节的闪存，卷标内的信息能被更改或重写；带微处理器卷标依靠内置式只读存储器中存储的操作系统和程序来⼯作，出于安全的需要，许多标签都同时具备加密电路，现在这类卷标主要应⽤于⾮接触型IC卡上，⽤于电⼦结算、出⼊管理等。
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