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| 射頻識別技術(shù) |
| 發(fā)布時間：2011/11/11 |
射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，縮寫RFID），射頻識別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。
從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型(初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞)，在高頻段基于雷達(dá)探測目標(biāo)的空間耦合模型(雷達(dá)發(fā)射電磁波信號碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī))。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識別射頻識別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。
射頻識別技術(shù)的發(fā)展可按十年期劃分如下：
1940-1950年：雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了射頻識別技術(shù)，1948年奠定了射頻識別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。
1950-1960年：早期射頻識別技術(shù)的探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究。
1960-1970年：射頻識別技術(shù)的理論得到了發(fā)展，開始了一些應(yīng)用嘗試。
1970-1980年：射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種射頻識別技術(shù)測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的射頻識別應(yīng)用。
1980-1990年：射頻識別技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。
1990-2000年：射頻識別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，射頻識別產(chǎn)品得到廣泛采用，射頻識別產(chǎn)品逐漸成為人們生活中的一部分。
2000年后：標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，射頻識別產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。
至今，射頻識別技術(shù)的理論得到豐富和完善。單芯片電子標(biāo)簽、多電子標(biāo)簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識別、適應(yīng)高速移動物體的射頻識別技術(shù)與產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。
RFID工作頻率指南和典型應(yīng)用
不同頻段的RFID產(chǎn)品會有不同的特性，下面詳細(xì)介紹無源的感應(yīng)器在不同工作頻率產(chǎn)品的特性以及主要的應(yīng)用。
目前定義RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和超高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標(biāo)準(zhǔn)的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應(yīng)器有無源和有源兩種方式，下面詳細(xì)介紹無源的感應(yīng)器在不同工作頻率產(chǎn)品的特性以及主要的應(yīng)用。
一、低頻(從125KHz到134KHz)
其實(shí)RFID技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應(yīng)用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進(jìn)行工作, 也就是在讀寫器線圈和感應(yīng)器線圈間存在著變壓器耦合作用.通過讀寫器交變場的作用在感應(yīng)器天線中感應(yīng)的電壓被整流,可作供電電壓使用. 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強(qiáng)下降的太快。
特性：
1. 工作在低頻的感應(yīng)器的一般工作頻率從120KHz到134KHz, TI 的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為2500m.
2. 除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。
3. 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。
4．低頻產(chǎn)品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴，但是有10年以上的使用壽命。
5．雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。
6．相對于其他頻段的RFID產(chǎn)品，該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢。
7．感應(yīng)器的價格相對與其他頻段來說要貴。
主要應(yīng)用：
1． 畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)
2． 汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應(yīng)用
3． 馬拉松賽跑系統(tǒng)的應(yīng)用
4． 自動停車場收費(fèi)和車輛管理系統(tǒng)
5． 自動加油系統(tǒng)的應(yīng)用
6． 酒店門鎖系統(tǒng)的應(yīng)用
7． 門禁和安全管理系統(tǒng)
符合的國際標(biāo)準(zhǔn)：
a) ISO 11784 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－編碼結(jié)構(gòu)
b) ISO 11785 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－技術(shù)理論
c) ISO 14223-1 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－空氣接口
d) ISO 14223-2 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－協(xié)議定義
e) ISO 18000-2 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協(xié)議
f) DIN 30745 主要是歐洲對垃圾管理應(yīng)用定義的標(biāo)準(zhǔn)
二、高頻(工作頻率為13.56MHz)
在該頻率的感應(yīng)器不再需要線圈進(jìn)行繞制，可以通過腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應(yīng)器一般通過負(fù)載調(diào)制的方式進(jìn)行工作。也就是通過感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。如果人們通過數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)器傳輸?shù)阶x寫器。
特性：
1. 工作頻率為13.56MHz，該頻率的波長大概為22m。
2. 除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會降低讀取距離。感應(yīng)器需要離開金屬一段距離。
3. 該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒有特殊的限制。
4. 感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式。
5. 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。
6. 該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標(biāo)簽。
7. 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽中。
8. 數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快，價格不是很貴。
主要應(yīng)用：
1． 圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用
2． 瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用
3． 服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
4． 三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)
5． 酒店門鎖的管理和應(yīng)用
6． 大型會議人員通道系統(tǒng)
7． 固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)
8． 醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
9． 智能貨架的管理
符合的國際標(biāo)準(zhǔn)：
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡，最大的讀取距離為10cm.
b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡，最大的讀取距離為1m.
c) ISO/IEC 18000-3 該標(biāo)準(zhǔn)定義了13.56MHz系統(tǒng)的物理層，防沖撞算法和通訊協(xié)議。
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定義13.56MHz符合EPC的接口定義。
三、超高頻(工作頻率為860MHz到960MHz之間)
超高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無源可達(dá)10m左右。主要是通過電容耦合的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
特性：
1． 在該頻段，全球的定義不是很相同－歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz，北美定義的頻段為902到905MHz之間，在日本建議的頻段為950到956之間。該頻段的波長大概為30cm左右。
2． 目前，該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義(美國定義為4W，歐洲定義為500mW)。 可能歐洲限制會上升到2W EIRP。
3． 超高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是水，灰塵，霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標(biāo)簽來說，該頻段的電子標(biāo)簽不需要和金屬分開來。
4． 電子標(biāo)簽的天線一般是長條和標(biāo)簽狀。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計，滿足不同應(yīng)用的需求。
5． 該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義。
6． 有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在很短的時間可以讀取大量的電子標(biāo)簽。
主要應(yīng)用：
1． 供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用
2． 生產(chǎn)線自動化的管理和應(yīng)用
3． 航空包裹的管理和應(yīng)用
4． 集裝箱的管理和應(yīng)用
5． 鐵路包裹的管理和應(yīng)用
6． 后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用
符合的國際標(biāo)準(zhǔn)：
a) ISO/IEC 18000-6 定義了超高頻的物理層和通訊協(xié)議；空氣接口定義了Type A和Type B兩部分；支持可讀和可寫操作。
b) EPCglobal 定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和甚高頻的空氣接口以及通訊的協(xié)議。例如：Class 0, Class 1, UHF Gen2。
c) Ubiquitous ID 日本的組織，定義了UID編碼結(jié)構(gòu)和通信管理協(xié)議。
在將來，超高頻的產(chǎn)品會得到大量的應(yīng)用。例如WalMart, Tesco, 美國國防部和麥德龍超市都會在它們的供應(yīng)鏈上應(yīng)用RFID技術(shù)。
有源RFID技術(shù)（2.45GHz、5.8G）
有源RFID具備低發(fā)射功率、通信距離長、傳輸數(shù)據(jù)量大,可靠性高和兼容性好等特點(diǎn),與無源RFID相比,在技術(shù)上的優(yōu)勢非常明顯。被廣泛地應(yīng)用到公路收費(fèi)、港口貨運(yùn)管理等應(yīng)用中。
射頻識別作為一種新興的自動識別技術(shù)，在中國擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
射頻識別技術(shù)(RFID，Radio Frequency Identification)實(shí)際上是自動識別技術(shù)(AEI，Automatic Equipment Identification)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是，通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備 (人員、物品) 在不同狀態(tài)(移動、靜止或惡劣環(huán)境)下的自動識別和管理。
射頻識別（RFID)頻段指導(dǎo)：
目前定義RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標(biāo)準(zhǔn)的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應(yīng)器有無源和有源兩種方式，下面詳細(xì)介紹無源的感應(yīng)器在不同工作頻率產(chǎn)品的特性以及主要的應(yīng)用。
一、低頻(從125KHz到134KHz)
其實(shí)RFID技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應(yīng)用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進(jìn)行工作, 也就是在讀寫器線圈和感應(yīng)器線圈間存在著變壓器耦合作用.通過讀寫器交變場的作用在感應(yīng)器天線中感應(yīng)的電壓被整流,可作供電電壓使用. 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強(qiáng)下降的太快。
特性：
1. 工作在低頻的感應(yīng)器的一般工作頻率從120KHz到134KHz, TI 的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為2500m.
2. 除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。
3. 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。
4．低頻產(chǎn)品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴，但是有10年以上的使用壽命。
5．雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。
6．相對于其他頻段的RFID產(chǎn)品，該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢。
7．感應(yīng)器的價格相對與其他頻段來說要貴。
主要應(yīng)用：
1． 畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)
2． 汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應(yīng)用
3． 馬拉松賽跑系統(tǒng)的應(yīng)用
4． 自動停車場收費(fèi)和車輛管理系統(tǒng)
5． 自動加油系統(tǒng)的應(yīng)用
6． 酒店門鎖系統(tǒng)的應(yīng)用
7． 門禁和安全管理系統(tǒng)
符合的國際標(biāo)準(zhǔn)：
a) ISO 11784 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－編碼結(jié)構(gòu)
b) ISO 11785 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－技術(shù)理論
c) ISO 14223-1 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－空氣接口
d) ISO 14223-2 RFID畜牧業(yè)的應(yīng)用－協(xié)議定義
e) ISO 18000-2 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協(xié)議
f) DIN 30745 主要是歐洲對垃圾管理應(yīng)用定義的標(biāo)準(zhǔn)
二、高頻(工作頻率為13.56MHz)
在該頻率的感應(yīng)器不再需要線圈進(jìn)行繞制，可以通過腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應(yīng)器一般通過負(fù)載調(diào)制的方式 的方式進(jìn)行工作。也就是通過感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。如果人們通過數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)器傳輸?shù)阶x寫器。
特性：
1. 工作頻率為13.56MHz，該頻率的波長大概為22m。
2. 除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會降低讀取距離。感應(yīng)器需要離開金屬一段距離。
3. 該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒有特殊的限制。
4. 感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式。
5. 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。
6. 該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標(biāo)簽。
7. 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽中。
8. 數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快，價格不是很貴。
主要應(yīng)用：
1． 圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用
2． 瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用
3． 服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
4． 三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)
5． 酒店門鎖的管理和應(yīng)用
6． 大型會議人員通道系統(tǒng)
7． 固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)
8． 醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
9． 智能貨架的管理
符合的國際標(biāo)準(zhǔn)：
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡，最大的讀取距離為10cm.
b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡，最大的讀取距離為1m.
c) ISO/IEC 18000-3 該標(biāo)準(zhǔn)定義了13.56MHz系統(tǒng)的物理層，防沖撞算法和通訊協(xié)議。
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定義13.56MHz符合EPC的接口定義。
三、甚高頻(工作頻率為860MHz到960MHz之間)
甚高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無源可達(dá)10m左右。主要是通過電容耦合的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
特性：
1． 在該頻段，全球的定義不是很相同－歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz，北美定義的頻段為902到905MHz之間，在日本建議的頻段為950到956之間。該頻段的波長大概為30cm左右。
2． 目前，該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義(美國定義為4W，歐洲定義為500mW)。 可能歐洲限制會上升到2W EIRP。
3． 甚高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是水，灰塵，霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標(biāo)簽來說，該頻段的電子標(biāo)簽不需要和金屬分開來。
4． 電子標(biāo)簽的天線一般是長條和標(biāo)簽狀。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計，滿足不同應(yīng)用的需求。
5． 該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義。
6． 有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在很短的時間可以讀取大量的電子標(biāo)簽。
主要應(yīng)用：
1． 供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用
2． 生產(chǎn)線自動化的管理和應(yīng)用
3． 航空包裹的管理和應(yīng)用
4． 集裝箱的管理和應(yīng)用
5． 鐵路包裹的管理和應(yīng)用
6． 后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用
符合的國際標(biāo)準(zhǔn)：
a) ISO/IEC 18000-6 定義了甚高頻的物理層和通訊協(xié)議；空氣接口定義了Type A和Type B兩部分；支持可讀和可寫操作。
b) EPCglobal 定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和甚高頻的空氣接口以及通訊的協(xié)議。例如：Class 0, Class 1, UHF Gen2。
c) Ubiquitous ID 日本的組織，定義了UID編碼結(jié)構(gòu)和通信管理協(xié)議。
我們毫無懷疑，在將來，甚高頻的產(chǎn)品會得到大量的應(yīng)用。例如WalMart, Tesco, 美國國防部和麥德龍超市都會在它們的供應(yīng)鏈上應(yīng)用RFID技術(shù)。
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