隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,RFID已經(jīng)走入了人們的生活,而RFID電子標(biāo)簽涉及在各個(gè)領(lǐng)域。不同頻率的RFID標(biāo)簽功能也不同,應(yīng)用領(lǐng)域也是不盡相同。
高頻與超高頻的工作頻率
高頻RFID標(biāo)簽典型工作頻率為13.56MHz,一般以無(wú)源為主,標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí),標(biāo)簽必須位于閱讀器天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。高頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下小于1米。高頻標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀,廣泛應(yīng)用于電子車(chē)票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門(mén)鎖控制器)、小區(qū)物業(yè)管理、大廈門(mén)禁系統(tǒng)等。
超高頻標(biāo)簽的工作頻率則在860MHz~960MHz之間,可分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類(lèi)。工作時(shí),射頻標(biāo)簽位于閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi),標(biāo)簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng)為無(wú)源標(biāo)簽提供射頻能量,將無(wú)源標(biāo)簽喚醒。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1米,典型情況為4米~6米,最大可達(dá)10米以上。閱讀器天線(xiàn)一般均為定向天線(xiàn),只有在閱讀器天線(xiàn)定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽可被讀/寫(xiě)。
高頻和超高頻的特點(diǎn)
高頻標(biāo)簽比超高頻標(biāo)簽便宜,節(jié)省能量,穿透非金屬物體的能力強(qiáng),工作頻率不受無(wú)線(xiàn)電頻率管制約束,適用場(chǎng)合廣泛,尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中,不受油污,水汽的影響。

超高頻作用范圍廣,傳送數(shù)據(jù)速度快,但是他們比較耗能,穿透力較弱,作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾,適合使用在倉(cāng)儲(chǔ)物流方向,可用于監(jiān)測(cè)從海港運(yùn)到倉(cāng)庫(kù)的物品。而且超高頻系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)于高頻系統(tǒng)更高。
高頻與超高頻的發(fā)展并不均衡
從技術(shù)發(fā)展程度上看,高頻技術(shù)比超高頻技術(shù)相對(duì)成熟一些。從1995年初步商業(yè)化開(kāi)始,到今天的廣泛性、成熟化實(shí)際應(yīng)用,高頻技術(shù)取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī)。與其他頻段的RFID標(biāo)簽相比,高頻標(biāo)簽的生產(chǎn)量最大,廠(chǎng)商的積極性也最高。
通過(guò)多年不斷的完善與改進(jìn),針對(duì)高頻標(biāo)簽生產(chǎn)、數(shù)據(jù)協(xié)議共享和構(gòu)造RFID應(yīng)用的基礎(chǔ)等方面的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)模型也已經(jīng)建立。超高頻技術(shù)則剛開(kāi)始進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段,其技術(shù)水平還沒(méi)有達(dá)到成熟的地步。

從信號(hào)干擾方面看,高頻和超高頻RFID系統(tǒng)都非常依賴(lài)于讀取器和標(biāo)簽之間的通訊環(huán)境。不過(guò),高頻技術(shù)的近場(chǎng)感應(yīng)耦合減少了潛在的無(wú)線(xiàn)干擾,使高頻技術(shù)對(duì)環(huán)境噪聲和電磁干擾(EMI)有極強(qiáng)的“免疫力”。而超高頻采用電磁發(fā)射原理,因此更容易受到電磁干擾的影響。同時(shí),金屬會(huì)反射信號(hào),水則能吸收信號(hào),這些因素都會(huì)對(duì)標(biāo)簽的正常功能產(chǎn)生干擾。雖然經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)后的部分超高頻標(biāo)簽(比如Gen2)在防止金屬、液體的干擾方面性能優(yōu)良,不過(guò)和高頻標(biāo)簽相比,超高頻仍稍遜一等,需要采用其他方法來(lái)彌補(bǔ)。
RFID國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
從全球規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上看,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)于1999年制定了ISO/IEC,15693標(biāo)準(zhǔn),對(duì)高頻射頻識(shí)別技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行了規(guī)范。13.56MHz的高頻波段成為在世界范圍內(nèi)有效的國(guó)際科學(xué)和醫(yī)學(xué)(ISM)波段。在日本于2002年12月同意使用一致的高頻頻率后,其功率水平也在世界范圍內(nèi)得到了統(tǒng)一。
超高頻的標(biāo)準(zhǔn)就不那么統(tǒng)一,不同國(guó)家使用的頻率也不盡相同。歐盟指定的超高頻是865~868MHz,美國(guó)則是902~928MHz,印度是865~867MHz,澳大利亞是920~926MHz,日本是952~954MHz,而中國(guó)等國(guó)家則還沒(méi)有給超高頻一個(gè)合適的頻段范圍,處于標(biāo)準(zhǔn)缺失狀態(tài)。超高頻頻段的不統(tǒng)一造成的直接后果就是使試圖建立全球供應(yīng)鏈無(wú)縫鏈接的企業(yè)供應(yīng)鏈鏈條斷開(kāi)。
從全球RFID功率要求上看,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)的EN300-220規(guī)范有兩個(gè)主要的條款對(duì)超高頻不太有利。其一是關(guān)于功率的限制,規(guī)定有效輻射功率為500毫瓦;其二是關(guān)于帶寬的限制,結(jié)果是無(wú)法使讀寫(xiě)器跳頻,也限制了標(biāo)簽的反沖突仲裁速度。歐洲規(guī)范限制了超高頻標(biāo)簽和讀取器之間的信號(hào)調(diào)制,導(dǎo)致美國(guó)和歐洲系統(tǒng)的不一致性。
從實(shí)際應(yīng)用的支持方看,高頻技術(shù)獲得了大部分終端用戶(hù)的好評(píng)。例如,本田(汽車(chē)裝配),格力(空調(diào)裝配),三菱(電機(jī)裝配)等等。
除了在供應(yīng)鏈托盤(pán)級(jí)和貨箱級(jí)的廣泛應(yīng)用之外,高頻技術(shù)也在單品級(jí)應(yīng)用方面大顯身手。單品級(jí)標(biāo)簽有自身特別需求,當(dāng)然這也是其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)所在。例如,標(biāo)簽的體積必須足夠。粯(biāo)簽之間不相互干擾;抗液體、金屬干擾的能力強(qiáng);要保持較高的閱讀準(zhǔn)確率;識(shí)讀距離短相對(duì)帶來(lái)的隱私安全性好等,高頻標(biāo)簽很好的迎合了這些要求。
超高頻標(biāo)簽也有自己的用武之地,美國(guó)國(guó)防部以及美歐大型零售商(如沃爾瑪)就將超高頻無(wú)源RFID標(biāo)簽作為食品和其他產(chǎn)品的包裝箱及貨盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)化的RFID標(biāo)簽。沃爾瑪還發(fā)布強(qiáng)制命令,要求其單品藥品要全部采用超高頻標(biāo)簽。
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