讀取器架構原理

1.3.3.1 讀取器操作原理

RFID 系統內的 Reader 主要用以讀取 Tag 內的資料，以利主電腦(Host)進行 物件的辨識工作，當主電腦下達辨識命令給 Reader 時，Reader 會透過內建或外 接的天線(Antenna)發射 RF 無線電波，一旦 Tag 進入偵測範圍，即開始進行雙方 溝通，Tag 會將其內的資料透過內建 RF 機制傳回給 Reader，Reader 接收到資料 後，再傳到主電腦進行物件的辨識工作。

圖表 2 讀取器操作原理

在資料通訊過程中，主電腦(Host)與 Reader 之間有其通訊協定，Reader 與 Tag 間亦有其通訊協定以達到資料互傳目的。Reader 與主電腦相溝通的介面，可 以是有線方式的RS232、RS485、RS422 介面，或者是無線方式的藍芽、GPS 介 面;Reader 與 Tag 間則靠無接觸之 RF 無線電波磁場感應作溝通，以進行資料寫入 或讀取操作。依EPC C1 G2 標準，其 Reader 跟 Tag 之間訊號收發的操作類型程 序為半雙工模式，如圖3 HDX(Half Duplex)所示。

圖表 3 全雙工與半雙工和序列程序

（downlink：從Reader到Tag的資料傳輸。uplink：從Tag到Reader的資料傳輸）

讀取器到電子標籤的資料傳輸，是採用數位調變的方法，如：ASK、FSK 和 PSK 等。而由於 ASK 的解調變較為簡單，所以現今存在的大部分系統多採用 ASK，注意的是，讀取器到電子標籤的資料傳輸是和操作頻率與耦合方式是無關 的。更詳細的協定資料將於之後做解釋。

1.3.3.2 讀取器組成模組

Reader 用以接收主電腦的命令，以讀取 Tag 內的資料或將資料寫入 Tag 內，

因此，Reader 內的組成模組包括如圖 4 所示之各單元方塊圖。

圖表 4 Reader 的讀/寫單元方塊圖 其操作功能如下：

(1). 控制模組(control module)

控制模組是由微控制器(微晶片)、調變與解調等 RLC 電路所組成，主要區 分以下三項功能：

z 資料處理功能

包括資料的編碼(Encode)、解碼(Decode)、檢查偵錯、儲存，以及與主電腦 之間的通訊等操作。

z 與 Tag 間的通訊管理

包捨起動(wake up)Tag 開始工作，通訊機制的初始化、讀取與寫入資料、安 全認證、整合檢查與時序(Timing)控制等等。

z 實體的通訊

控制收發模組與收發天線發射RF 無線電波能量以進行對 Tag 的讀取或寫入 資料動作。

(2). 射頻模組(Radio Frequency Module)

此為一發射與接收電磁波之RF 收發機(Transceiver)的收發模組，其中收發機 內的發射機(Transmitter)與接收機(Receiver)之功能如下：

z 發射機功能

發射較強之 RF 電磁波，用以提供被動式 Tag 所需之電源，以及使用 ASK 調變方式將資料寫入Tag 內。

z 接收機功能

接收 Tag 所傳回之已調變數位信號(資料)，此調變的信號可以是移幅鍵控 (ASK)或移相鍵控(PSK)。

(3). 收發天線

發射RF 無線電波能量之收發天線，在 HF 頻段，通常內建在 Reader 機殼內，

在UHF 頻段，因讀取距離較長，所以收發天線會單獨存在。

(4). 電源

提供各模組電路板所需之電源，其中又以發射RF 無線電波能量之射頻模組 與收發天線最耗電。