電子標簽的頻率分類及相關應用
RFID(射頻識別:Radio Frequency Identification),即電子標簽,是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號來識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),識別工作無需人工干預。RFID技術具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、安全加密、存儲數(shù)據(jù)容量大、存儲信息反復更改等優(yōu)點,這些是傳統(tǒng)條碼技術所不具備的。
射頻識別(RFID)是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新興無線通信技術,時至今日,技術手段已經趨于成熟。它的應用領域包括物流和供應管理、生產制造和裝配、航空行李處理、郵件包裹處理、圖書館管理、動物身份標識、運動計時、電子門票、道路自動收費、等眾多領域。
RFID標簽的工作頻率是其最重要的特點之一。工作在不同頻段或頻點上的標簽具有不同的特點。射頻識別應用占據(jù)的頻段或頻點在國際上有公認的劃分,即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有:125kHz,133kHz,13.56MHz,27.12MHz,433MHz,902~928MHz,2.45GHz,5.8GHz等。
一、低頻標簽
低頻段電子標簽,簡稱低頻標簽,頻率范圍一般是30KHz~300KHz。在實際應用中,最典型的應用頻率有125kHz、133kHz。低頻標簽通過電感耦合的方式進行能量供應和數(shù)據(jù)傳輸,一般是無源標簽。與低頻標簽相關的國際標準有:ISO11784/11785、ISO18000-2。
低頻標簽的優(yōu)勢在于:標簽芯片一般采用普通的CMOS工藝,不僅省電而且廉價,性價比較高;其工作頻率受溫濕度及障礙物等外部環(huán)境的影響小,可以有效的穿透水、木材有機組織等,適應惡劣的工作環(huán)境;同時因其自身特性,低頻標簽十分適合低速、近距離、對數(shù)據(jù)量要求不高的識別工作。反之,低頻標簽的自身特性也限制了它的應用。比如:低頻標簽識別距離短,只能在近距離、低速的識別中應用;低頻標簽數(shù)據(jù)存儲量少,傳輸速度慢,靈活性差,安全性差,易被破解;與其他頻段的標簽相比,低頻標簽天線匝數(shù)更多,提高了成本。
低頻標簽主要應用在動物識別、容器識別、物品追蹤、電子閉鎖防盜(帶有內置應答器的汽車鑰匙)等。一般動物識別的應用案例有很多,外觀形式也有項圈式、耳標式、藥丸式等眾多種類,不盡相同。典型應用于畜牧業(yè),例如豬、羊、牛、馬等。
二、高頻標簽
高頻標簽的頻率防偽一般為3MHz ~ 30MHz,在實際應用中典型的應用頻率有13.56MHz。高頻標簽工作能量的獲取方式與低頻標簽相同,一般也采用無源方式。這類標簽技術與應用相對來講十分成熟,由于工作頻率相比低頻標簽有提高,因而具備較快的讀寫速度和傳輸熟慮。協(xié)議一般是:相關的國際標準有:ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHz)等。
高頻標簽天線設計相對簡單,標簽一般制成卡狀,廣泛應用于防偽追溯方面,如:電子身份識別、電子車票、校園卡、門禁識別等。
三、超高頻標簽
全球各個國家對超高頻電子標簽的頻段范圍定義各不相同,中國的頻段840~844MHz和920-924MHz,且在2014年5月正式開始執(zhí)行中國國家標準GB/T 29768-2013。超高頻標簽通過電磁波的方式進行能量的供應和數(shù)據(jù)的傳輸??蓪嵭杏性礃撕灪蜔o源標簽兩種類別。
超高頻標簽作用范圍廣,傳輸速度快,支持同時識別多個對象,即使高速運動的物體也可進行識別;且超高頻標簽穿透性較強,可在惡劣環(huán)境中應用;同時該標簽安全性高,保密性強,儲存空間大,也可重復使用。因其諸多優(yōu)點,使得超高頻標簽擁有廣闊的應用市場,例如資產管理、生產線管理、供應鏈管理、倉儲管理、車輛管理等諸多領域。但這個這個頻段的標簽產品在金屬與液體物品的應用上技術還不是很成熟,使用比較耗能,穿透性較弱;與此同時,超高頻標簽對作業(yè)區(qū)域要求較高,不能有太多的干擾,且標簽設備價格昂貴,應用與維護的成本相對較高,因而成為限制其使用的重要因素。
四、微波標簽
微波標簽主要應用頻率為2.45GHz-5.8GHz,一般有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽產品面世。半無源電子標簽一般采用紐扣電池供電,具有較遠的識讀距離。微波電子標簽的數(shù)據(jù)存儲容量一般限定在2Kbits以內,以現(xiàn)今的技術水平來看,再大的儲存容量也并無使用意義,從應用方向與水平來看,微波電子標簽并不適合作為大量數(shù)據(jù)的載體,其主要功能在于標識物品并完成無接觸的識別過程。
微波標簽的優(yōu)勢在于,標簽與讀寫器可實現(xiàn)遠距離讀寫信息,典型情況為4~7M,最大可達10M以上;微波標簽具有非常高的讀寫速度和傳輸效率,可識別讀取超高速運動物體的數(shù)據(jù),支持短時間內大量數(shù)據(jù)的讀取。但這種頻段的標簽對環(huán)境的敏感性非常高,特別液體物體對信號的衰減程度影響很大,且由于微波技術的發(fā)展,包括無線電話等使用這個頻率的設備對其干擾性較大。
微波標簽一般應用于識別遠距離與快速移動的物體,例如物流領域、鐵路運輸識別與管理、ETC系統(tǒng)、行李追蹤、供應鏈管理等。
每一種頻率都有它的特點,被用在不同的領域,因此要正確使用就要先選擇合適的頻率。一個射頻識別系統(tǒng)的成本,包含硬件成本、軟件成本和集成成本等。而硬件成本不僅僅包括讀寫器和標簽的成本,還包括安裝成本。很多時候,應用和數(shù)據(jù)管理軟件和集成是整個應用的主要成本。如果從成本出發(fā)考慮,一定要根據(jù)系統(tǒng)的整體成本進行,而不僅僅局限于硬件設備。
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