详解RFID电子标签的分类(按照频率高低划分)

2020-04-27

RFID电子标签种类繁多,每种不同的标签,都有自己不同的特点,也有着各自不同的应用场景。RFID电子标签由耦合元件及芯片组成,每个RFID标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。工作在不同频段或频点上的电子标签具有不同的特点。电子标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理(电感耦合还是电磁耦合)、识别距离,还决定着电子标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。



RFID电子标签按照频率的高低可以划分为以下6种类别:

(1)低/高频

低/高频系统一般其工作频率《30MHz,典型的工作频率有125kHz、225kHz、13.56MHz(非接触式IC卡——射频卡的工作频率)等。基于这些频点的射频识别系统一般都有相应的国际标准,其基本特点是:电子标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况,典型阅读距离为10cm),阅读天线方向性不强等。


低频标签的典型应用有:动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗(带有内置应答器的汽车钥匙)等。与低频标签相关的国际标准有:ISO11784/11785(用于动物识别)、ISO18000-2(125-135 kHz)。低频标签有多种外观形式,应用于动物识别的低频标签外观有:项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。


高频电子标签一般也采用无源方式,也是通过电感(磁)耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。标签与阅读器进行数据交换时,标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。标签的读写距离一般小于1米(最大读取距离为1.5米)。高频标签由于可方便地做成卡状,典型应用包括:电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)等。高频相关的国际标准有:ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHz)等。


(2)超高频/微波

超高频/微波系统一般其工作频率>400MHz,典型的工作频段有915MHz、2450MHz、5800MHz等。系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持,基本特点是:rfid电子标签及读写器成本较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几米至十几米),适应物体高速运动性能好,外形一般为卡状,阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性。



超高频段电子标签的数据存贮容量扩容技术难度相对较大,目前国内外最大容量(一般指USER区)为64Kbits,注意是比特。微波电子标签数据存贮容量扩容技术难度相对较易,国内有单位研制的大容量电子标签容量达到了256KBytes,注意是字节。这两个频段电子标签的典型应用包括:移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)等。相关的国际标准有:ISO10374,ISO18000-4(2.45GHz)、-5(5.8GHz)、-6(860-930 MHz)、-7(433.92 MHz),ANSI NCITS256-1999等。


(3)有源RFID电子标签

有源RFID电子标签内装有电池,一般具有较远的阅读距离。不足之处是电池的寿命有限(3~10年);无源电子标签内无电池,它接收到阅读器发出的微波信号后,将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制。


优点:作用距离远,有源RFID标签与RFID读写器之间的距离可以达到几十米,甚至可以达到上百米。


缺点:体积大、成本高,使用时间受到电池寿命的限制,厂商理想指标为7-10年,但因每卡每天使用的次数及环境不同,实际工程中,有些卡只能用几个月,有些卡可以使用5年以上。


(4)广播发射式RFID系统

电子标签必须采用有源方式工作,并实时将其存储的标识信息向外广播,RFID读写器相当于一个只收不发的接收机。这种系统的缺点是:RFID电子标签因为要不断地向外发射信息,既费电,又对环境造成了电磁污染,而且系统的安全保密性差。倍频式射频识别系统实现起来有一定难度。一般情况下,读写器发出射频查询信号,电子标签返回的信号载频为读写器发出射频的倍频。这种工作模式对读写器接收处理回波信号提供了便利。但是,对无源RFID电子标签来说,RFID电子标签将接收的读写器射频能量转换为倍频回波载频时,其能量转换效率较低。提高转换效率需要较高的微波技巧,这就意味着更高的RFID电子标签成本。同时这种系统工作须占用两个工作频点,一般较难获得无线电频率管理委员会的产品应用许可。



(5)反射调制式RFID系统

反射调制式RFID系统的实现主要是要解决同频收发问题。系统工作时,读写器发出微波查询(能量)信号,RFID电子标签(无源)将部分接收到的微波查询能量信号整流为直流电供RFID电子标签内的电路工作,另一部分微波能量信号被RFID电子标签内保存的数据信息调制(ASK)后反射回读写器。读写器接收到反射回的幅度调制信号后,从中解出RFID电子标签所保存的标识性数据信息。系统工作过程中,读写器发出微波信号与接收反射回的幅度调制信号是同时进行的。反射回的信号强度较发射信号要弱得多,因此技术实现上的难点在于同频接收。


(6)集成固化式电子标签

集成固化式电子标签内的信息,一般在集成电路生产时即将信息以ROM工艺模式注入,其保存的信息是一成不变的;现场有线改写式RFID电子标签一般将电子标签保存的信息写入其内部E2存储区中,改写时需要专用的编程器或写入器,改写过程中必须为其供电;现场无线改写式RFID电子标签一般适用于RFID有源类电子标签,具有特定的改写指令,RFID电子标签内保存的信息也位于其中的E2存储区。一般情况下改写RFID电子标签数据所需时间远大于读取电子标签数据所需时间。通常,改写所需时间为秒级,读写时间为毫秒级。


值得一提的是,RFID技术中所衍生的产品大概有三大类:无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品


1、无源RFID产品发展最早,也是发展最成熟,市场应用最广的产品。比如,公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等,这个在我们的日常生活中随处可见,属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ,超高频915MHZ。



2、有源RFID产品,是最近几年慢慢发展起来的,其远距离自动识别的特性,决定了其巨大的应用空间和市场潜质。在远距离自动识别领域,如智能监狱,智能医院,智能停车场,智能交通,智慧城市,智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起,属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ,微波2.45GHZ和5.8GHZ。


有源RFID产品和无源RFID产品,其不同的特性,决定了不同的应用领域和不同的应用模式,也有各自的优势所在。但在本系统中,我们着重介绍介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID产品,该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体,在门禁进出管理,人员精确定位,区域定位管理,周界管理,电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。


3、半有源RFID产品,结合有源RFID产品及无源RFID产品的优势,在低频125KHZ频率的触发下,让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术,也可以叫做低频激活触发技术,利用低频近距离精确定位,微波远距离识别和上传数据,来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说,就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。


RFID电子标签可以识别单个的非常具体的物体,而不像条形码那样只能识别一类物体;可以同时对多个物体进行识读,而条形码只能一个一个地读;存储的信息量很大;采用无线电射频,可以透过外部材料读取数据信息。RFID电子标签在各个行业的应用中扮演着重要的角色,但在项目中如何选择合适的标签很多人还比较陌生,希望这篇文章能帮到您,有其他问题可以及时联系我们哦!


(图文来源于网络,侵删)

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