RFID技術(shù)頻率選擇的考慮

3 案例分析

3 . 1 動(dòng)物跟蹤管理

動(dòng)物跟蹤和管理傳統上是采用低頻頻段的射頻識別技術(shù)，并且有國際規范規范編碼及空間信號接口，相應的國際規范分別為ISO11784 和 ISO11785。由于高頻和低頻的射頻識別技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以現在國際上關(guān)于動(dòng)物跟蹤管理的頻段也存在著(zhù)爭論。支持采用低頻技術(shù)方案的理由主要有：

(1)事實(shí)上存在的國際規范，兼容性要求。

(2)如果采用單天線(xiàn)的解決方案，通常低頻系統比高頻系統的讀寫(xiě)距離要大 20% 到 30%。因為低頻系統的數據率低，所以標簽芯片的功耗可以做到微瓦以下。

(3)雖然低頻系統的數據傳輸速率低，但是鑒于其信號的強壯性，在實(shí)際應用中讀取效率并不低。

(4)低頻系統可以穿透動(dòng)物組織，是植入式的電子標簽唯一的頻率選擇。而支持高頻技術(shù)方案的理由

主要有：

(1)國際標準 ISO11784 的動(dòng)物編碼方式完全可以實(shí)現在高頻和超高頻頻段的解決方案中，在應用和系統的層面看來(lái)并不存在區別。

(2)由于頻率差異，低頻標簽需要繞制繞線(xiàn)電感來(lái)構成標簽天線(xiàn)，制作標簽的成本要高于高頻標簽。高頻標簽對于信用卡大小的尺寸來(lái)說(shuō)，通常只須繞制 3 圈左右，而且可以采用低成本的印刷工藝。高頻標簽的整體成本更低。這一點(diǎn)是公認的事實(shí)。

(3)如果實(shí)現合理，高頻系統也能夠取得和低頻系統相當的讀寫(xiě)距離。而且高頻讀寫(xiě)器可以通過(guò)門(mén)式天線(xiàn)來(lái)控制作用范圍，利于準確而快速地實(shí)現數據采集。

(4)完備的抗沖突機制，可以快速而準確地實(shí)現多目標讀取。效率和準確性都要高于采用低頻手持機進(jìn)行數據采集。

(5)高頻的頻率使用已經(jīng)成為全球統一的規范，采用高頻系統在世界各地都不會(huì )面臨兼容問(wèn)題。編者更加支持在生豬等不需植入 RFID 的動(dòng)物跟蹤管理中采用高頻的技術(shù)方案。主要原因是基于系統的成本考慮。我國的農產(chǎn)品價(jià)格和利潤空間都非常低，在生豬等動(dòng)物跟蹤管理中硬件的消耗成本主要來(lái)自于標簽。從降低這部分成本出發(fā)應該采用高頻技術(shù)。同時(shí)，考慮到生豬養殖等生產(chǎn)單位通常不具備寬帶連接電子標簽上有可能不僅僅存放一個(gè)標號信息，也可能存放一定的相關(guān)數據。而高頻解決方案中常見(jiàn)的存儲空間可以達到1k 位以上。其次，目前我國主要的 RFID基礎設施是基于高頻技術(shù)的，采用兼容的技術(shù)系統在安裝成本和可靠性等方面都是有優(yōu)勢的。高頻技術(shù)從芯片、標簽封裝、讀寫(xiě)機具、系統集成等環(huán)節來(lái)看，我國擁有上百家供應商，這一點(diǎn)是低頻技術(shù)不能比擬的。另外，在生豬管理等應用中，并不需要植入式的電子標簽，可以采用動(dòng)物耳標的形式。當然，在動(dòng)物跟蹤管理中采用高頻技術(shù)方案和傳統的高頻射頻系統還是有所不同的，需要在降低環(huán)境對操作距離的影響、專(zhuān)用讀寫(xiě)設備開(kāi)發(fā)方面開(kāi)展研發(fā)工作，使得高頻的技術(shù)在操作距離和可靠性方面達到系統要求。

3.2 藥品管理

即使到 2 0 0 6 年的今天，專(zhuān)家仍然認為在消費品領(lǐng)域實(shí)現物品級的跟蹤管理還是一個(gè)需要 3 到 5 年才有可能達到的目標。但是，相對價(jià)值較高的藥品采用射頻識別技術(shù)實(shí)現單品管理已經(jīng)是正在發(fā)生的現實(shí)了。美國食品和藥品管理局(FDA)要求在2007 年實(shí)現對藥品的單品全流程跟蹤和管理，實(shí)現從原料到家庭藥箱的全程管理。對于藥品管理的單品管理而言，目前看來(lái)采用高頻技術(shù)更具有綜合優(yōu)勢，具體為：

(1)高頻和超高頻都是通過(guò)電磁場(chǎng)實(shí)現能量和信號的傳遞的，超高頻是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)進(jìn)行能量和信號的傳遞的，系統一般工作在遠場(chǎng)，對于相距很近的單個(gè)物品，標簽的失諧會(huì )造成標簽(物品)的漏讀。而高頻系統是工作在近場(chǎng)范圍內的(即電磁場(chǎng)仍然是束縛在系統內部的，并沒(méi)有形成電磁波發(fā)射出去)能量和信號是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)進(jìn)行的，對于系統內部的標簽能夠準確地進(jìn)行識別(當然，作用距離僅僅在 1 米以?xún)?，有更好地抗電磁干擾(ElectromagneticInterference，EMI)能力。

(2)液體和金屬的影響。高頻信號較超高頻而言在水中的衰減小，更適合用在含有液體的容器上，而藥品中有相當一部分是液體形態(tài)的。

(3)存儲容量，高頻標簽的存儲容量可以達到 8K 字節，因此可以在標簽上存儲更多信息而實(shí)現一“移動(dòng)數據庫”而不僅僅是一個(gè)電子號碼。這在目前的超高頻解決方案上還沒(méi)有如此大容量的電子標簽。

(4)高頻 13.56MHz 為國際通用的 ISM 頻段，沒(méi)有兼容性問(wèn)題。而超高頻到目前為止全球還不是所有的地區都有相應的射頻識別標簽頻段可以使用。我國的超高頻頻段就在制定過(guò)程中。

4 總結

綜上所述，各個(gè)頻段的RFID 技術(shù)各有自身的特點(diǎn)。即使是在同一個(gè)頻段內的射頻識別系統，其通信距離也是差異很大的。我們不能夠簡(jiǎn)單地認為某一個(gè)頻段的射頻識別系統的工作距離大于另一個(gè)頻段的射頻識別系統。而在實(shí)際選擇射頻系統時(shí)，需要考慮一個(gè)RFID 系統的整體成本，以及存儲器容量、安全特性等因素，根據這些來(lái)綜合選擇合適的RFID 頻段。