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无源发光(UHF RFID)电子标签工作原理 + 点亮指令

Admin2026年9月15日

标签无内置电池,采用 ISO18000-6C(EPC Gen2) 协议,LED 能量全部取自读写器射频载波,离场即灭,片上电容仅可短暂续亮。

一、硬件构成

  • 天线:接收 UHF 射频电磁波
  • RFID 发光芯片:标准 Gen2 内核 + LED 驱动引脚
  • 微型低电流 LED、限流电阻
  • 片上整流电路、储能电容、稳压模块

二、工作原理

  1. 能量采集:读写器发射 UHF 载波,标签天线感应射频信号,经整流、储能电容升压,达到阈值后芯片上电。
  2. 标签盘存选卡:读写器执行 Inventory 盘点,获取标签 EPC;通过 Select 选中目标标签,Access 进入访问状态。
  3. 指令触发点亮:读写器下发触发指令,芯片内部开关导通,储能电容释放微电流驱动 LED 发光。
  4. 能量消失熄灯:离开射频场,电容电量耗尽,LED 熄灭。

限制:能量微弱,仅支持微电流 LED;距离、金属遮挡、发射功率不足会导致无法点亮。

三、点亮指令(三类方案,均为厂商自定义扩展,不通用

  1. Read RFU 保留地址, 使用 Gen2 标准 Read 指令,读取 RFU 保留区指定地址,读到即触发 LED,标签返回报错,上位机忽略错误。
  2. Write User 内存标记位 ,预先约定 User 区 bit 标记,Write 指令写入标记值,芯片检测到标记后点亮 LED;属于标准 Gen2 指令,功耗更高。
  3. 私有 Opcode 指令, 芯片厂商扩展专用 LED_ON/LED_OFF 私有指令,需要读写器固件适配,跨品牌不兼容。

四、控制流程

  1. 读写器开启射频载波
  2. Inventory 盘点获取标签 EPC 列表
  3. Select 掩码选中目标标签
  4. Access 进入访问状态
  5. 下发亮灯触发指令
  6. 保持射频维持点亮;关闭射频,LED 熄灭
  7. 取消 Select,标签回到 Ready 状态

五、关键限制

  1. 依赖射频场供电,离开读写器天线覆盖区域,灯立刻熄灭;片上储能电容仅支持几百毫秒短暂续亮闪烁。
  2. 存在射频功率门槛,读写器功率不足、距离较远、金属遮挡,采集能量不够,即使指令正确,LED 也无法点亮。
  3. 仅能驱动微电流微型 LED,亮度低,只适用于物品定位寻物,不能用作照明。
  4. 触发指令属于厂商自定义扩展,不同品牌标签指令不通用,读写器固件需要配套适配。