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    低頻、高頻、超高頻RFID各是什么,各應用場景介紹

    作者:工業平板電腦|手持終端解決方案提供商    來源:www.createjoybbq.com    發布時間:2022-04-07 09:39    瀏覽量:

    在RFID應用領域,在工業平板電腦領域經常聽到三個專業術語:低頻RFID、高頻RFID、超高頻RFID,他們分別代表什么意思呢?三個的應用場景分別是什么呢?研維小編就為大家介紹一下這方面的知識。
     
    對一個RFID系統來說,它的頻段概念是指讀寫器通過天線發送、接收并識讀的標簽信號頻率范圍。從應用概念來說,射頻標簽的工作頻率也就是射頻識別系統的工作頻率,直接決定系統應用的各方面特性。據研 維小編理解,在RFID系統中,系統工作就像我們平時收聽調頻廣播一樣,射頻標簽和讀寫器也要調制到相同的頻率才能工作。射頻標簽的工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理(電感耦合還是電磁耦合)、識別距離,還決定著射頻標簽及讀寫器實現的難易程度和設備成本。RFID應用占據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分,即位于ISM波段。典型的工作頻率有:125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、902MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz等。
     
    按照工作頻率的不同,RFID標簽可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類。不同頻段的RFID工作原理不同,LF和HF頻段RFID電子標簽一般采用電磁耦合原理,而UHF及微波頻段的RFID一般采用電磁發射原理。目前國際上廣泛采用的頻率分布于4種波段,低頻(125KHz)、高頻(13.54MHz)、超高頻(850MHz~910MFz)和微波(2.45GHz)。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。
     
    1.低頻RFID
     
    低頻RFID,簡稱為低頻標簽,低頻電子標簽安全保密性差。其工作頻率范圍為30kHz ~ 300kHz。典型工作頻率有:125KHz,133KHz(也有接近的其他頻率,如TI使用134.2KHz)。低頻標簽一般為無源標簽,其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標簽與閱讀器之間傳送數據時,低頻標簽需位于閱讀器天線輻射的近場區內。低頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。
     
    低頻標簽的典型應用有:動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜(帶有內置應答器的汽車鑰匙)等。與低頻標簽相關的國際標準有:ISO11784/11785(用于動物識別)、ISO18000-2(125-135 kHz)。低頻標簽有多種外觀形式,應用于動物識別的低頻標簽外觀有:項圈式、耳牌式、注射式、藥丸式等。典型應用的動物有牛、信鴿等。
     
    低頻標簽的主要優勢體現在:標簽芯片一般采用普通的CMOS工藝,具有省電、廉價的特點;工作頻率不受無線電頻率管制約束;可以穿透水、有機組織、木材等;非常適合近距離的、低速度的、數據量要求較少的識別應用(例如:動物識別)等。
     
    低頻標簽的劣勢主要體現在:標簽存貯數據量較少;只能適合低速、近距離識別應用;與高頻標簽相比:標簽天線匝數更多,成本更高一些;
     
    2.高頻RFID
     
    高頻RFID的工作頻率一般為3MHz ~ 30MHz。典型工作頻率為:13.56MHz。該頻段的電子標簽,從射頻識別應用角度來說,因其工作原理與低頻標簽完全相同,即采用電感耦合方式工作,所以宜將其歸為低頻標簽類中。另一方面,根據無線電頻率的一般劃分,其工作頻段又稱為高頻,所以也常將其稱為高頻標簽。高頻電子標簽一般也采用無源方式,其工作能量同低頻標簽一樣,也是通過電感(磁)耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。標簽與閱讀器進行數據交換時,標簽必須位于閱讀器天線輻射的近場區內。中頻標簽的閱讀距離一般情況下也小于1米(最大讀取距離為1.5米)。
     
    高頻標準的基本特點與低頻標準相似,由于其工作頻率的提高,可以選用較高的數據傳輸速率。電子標簽天線設計相對簡單,標簽一般制成標準卡片形狀。典型應用包括:電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)、小區物業管理、大廈門禁系統等。相關的國際標準有:ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHz)等。
     
    3.超高頻RFID
     
    超高頻與微波頻段的電子標簽,簡稱為微波電子標簽,超高頻標簽的閱讀距離大。研 維小編了解其典型工作頻率為:433.92MHz,862(902)~928MHz,2.45GHz,5.8GHz。微波電子標簽可分為有源標簽與無源標簽兩類。工作時,電子標簽位于閱讀器天線輻射場的遠區場內,標簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線輻射場為無源標簽提供射頻能量,將有源標簽喚醒。相應的射頻識別系統閱讀距離一般大于1m,典型情況為4~7m,最大可達10m以上。閱讀器天線一般均為定向天線,只有在閱讀器天線定向波束范圍內的電子標簽可被讀/寫。由于閱讀距離的增加,應用中有可能在閱讀區域中同時出現多個電子標簽的情況,從而提出了多標簽同時讀取的需求,進而這種需求發展成為一種潮流。目前,先進的射頻識別系統均將多標簽識讀問題作為系統的一個重要特征。
     
    超高頻標簽主要用于鐵路車輛自動識別、集裝箱識別,還可用于公路車輛識別與自動收費系統中。以目前技術水平來說,無源微波電子標簽比較成功產品相對集中在902~928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識別系統多以有源微波電子標簽產品面世。有源標簽一般采用鈕扣電池供電,具有較遠的閱讀距離。
     
    微波電子標簽的典型特點主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標簽讀寫、是否適合高速識別應用,讀寫器的發射功率容限,電子標簽及讀寫器的價格等方面。對于可無線寫的電子標簽而言,通常情況下,寫入距離要小于識讀距離,其原因在于寫入要求更大的能量。微波電子標簽的數據存貯容量一般限定在2Kbits以內,再大的存貯容量似乎沒有太大的意義,從技術及應用的角度來說,微波電子標簽并不適合作為大量數據的載體,其主要功能在于標識物品并完成無接觸的識別過程。典型的數據容量指標有:1Kbits,128Bits,64Bits等。由Auto-ID Center制定的產品電子代碼EPC的容量為:90Bits。
     
    微波電子標簽的典型應用包括:移動車輛識別、電子身份證、倉儲物流應用等。相關的國際標準有:ISO10374,ISO18000-4(2.45GHz)、-5(5.8GHz)、-6(860-930 MHz)、-7(433.92 MHz),ANSI NCITS256-1999等。
     
    目前,不同的國家使用的同頻率,也不相同,F在,歐洲使用的超高頻是868MHz,美國的則是915MHz.日本目前不允許將超高頻用到射頻技術中。政府也通過調整解讀器的電源來限制它對其他器械的影響。有些組織例如全球商務促進委員會正鼓勵政府取消限制。標簽和解讀器生產廠商也正在開發能使用不同頻率系統避免這些問題。
     
    目前在實際應用中,研 維小編了解比較常用的是13.56MHz、860MHz~960MHz、2.45GHz等頻段。近距離RFID系統主要使用125KHz、13.56MHz等LF和HF頻段,技術最為成熟;遠距離RFID系統主要使用433MHz、860MHz~960MHz等UHF頻段以及2.45GHz、5.8GHz等微波頻段。
     
    我國在LF和HF頻段RFID標簽芯片設計方面的技術比較成熟,HF頻段方面的設計技術接近國際先進水平,已經自主開發出符合ISO14443 Type A、Type B和ISO15693標準的RFID芯片,并成功地應用于交通一卡通和第二代身份證等項目中。

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