UHF電子標簽的關(guān)鍵技術(shù)及頻段劃分

射頻識別(Radio Frequency Identification)，簡(jiǎn)稱(chēng)RFID，是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。利用超高頻RFID(UHF RFID)技術(shù)可以識別高速運動(dòng)物體，并可同時(shí)識別多個(gè)標簽。

超高頻RFID標簽的標準

　　1. ISO/IEC18000-6定義了超高頻的物理層和通信的協(xié)議;空中接口定義了TypeA和TypeB兩部分;支持可讀和可寫(xiě)操作。

　　2. EPCglobal定義了電子物品編碼的結構和超高頻的空中接口以及通信的協(xié)議，如class0、Class1Gen1、ClassGen2.

　　3. UbiquitousID,日本的組織，定義了UID編碼的結構和通信管理協(xié)議。

　　一、RFID的頻率標準

　　頻率使用許可

　　射頻系統的工作頻率是射頻識別技術(shù)系統最基本的技術(shù)參數之一。工作頻率的選擇在很大程度上決定了電子標簽的應用范圍、技術(shù)可行性以及系統成本的高低。

　　射頻識別系統歸根到底是一種無(wú)線(xiàn)電傳播系統，它必須占據一定的空間通信信道。在空間通信信道中，射頻信號智能以電磁耦合或電磁反射的形式表現出來(lái)，因此，射頻識別系統的性能必然會(huì )受到電磁波空間傳輸特性的影響。

　　在人們日常生活中，電磁波無(wú)處不在，如飛機的導航、電臺的廣播、軍事應用等。中國由國家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)委會(huì ))進(jìn)行統一管理。因此，無(wú)線(xiàn)電產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都必須得到國家許可。

　　二、頻率劃分

　　由于很多領(lǐng)域的應用需要系統工作于一定的頻率范圍內，因此需要對頻率進(jìn)行分段。近年來(lái)，對頻譜的分段已經(jīng)進(jìn)行了幾次，其中，最常用的是電氣和電子工程師協(xié)會(huì )(IEEE)建立的，規定：射頻識別系統屬于無(wú)線(xiàn)電的應用范疇，因此，其使用不能干擾到其他系統的正常工作，ISM使用的頻率范圍通常是局部的無(wú)線(xiàn)電通信頻段，因此，通常情況下，無(wú)線(xiàn)射頻使用的頻段是ISM頻段。

　　射頻識別系統最主要的工作頻率是0-135k,ISM頻率6.78MHZ13.56MHZ27.125MHZ40.68MHZ433.92MHZ869.0MHZ915MHZ2.45GHZ5.8GHZ以及24.125GHZ。

　　下面我們主要介紹一下頻段869MHZ和915MHZ。

　　目前全球超高頻射頻識別系統的工作頻率在860-960之間，這是因為射頻識別系統將應用于全世界，然而在全球找不到一個(gè)射頻識別系統可以適用的共同頻率，世界各國對頻率方面的具體規定也各不相同。因此，頻率問(wèn)題對射頻識別系統來(lái)講是一個(gè)重要的問(wèn)題。頻率問(wèn)題主要包括工作頻率的范圍、發(fā)射功率的大小、調頻技術(shù)、信道寬度等。

　　頻段869MHz，允許短距離使用，如郵政、會(huì )議等。頻段888-889和902-928被射頻識別系統廣泛應用。此外，次臨近的頻段被D-網(wǎng)絡(luò )電話(huà)和無(wú)繩電話(huà)占用全球的頻段由國際電信聯(lián)盟(ITU)進(jìn)行統一的規劃和分配，ITU把全球劃分為3個(gè)大區，他們分別為區域1(歐洲和非洲地區)、區域2(美洲地區)、區域3(大洋洲和亞洲地區)。

　　超高頻RFID電子標簽的特性如下：

　　1.超高頻電子標簽通過(guò)電場(chǎng)傳輸能量。電場(chǎng)的能量下降的不是很快，但是讀取的區域不是很好進(jìn)行定義，該頻段讀取距離比較遠，無(wú)源可達10m左右，主要通過(guò)電容耦合的方式進(jìn)行能量交換和數據傳輸。

　　2.超高頻頻段的電波不能通過(guò)許多材料，特別是水、灰塵、霧等懸浮顆粒物。

　　3.電子標簽的天線(xiàn)一般是長(cháng)條和標簽狀。天線(xiàn)有線(xiàn)性和圓極化兩種設計，以滿(mǎn)足相應的應用需求。

　　4.該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區域很難進(jìn)行定義。

　　5.有很高的傳輸速率，在很短的時(shí)間內，可以讀取大量的電子標簽。

　　三、超高頻RFID電子標簽組成

　　電子標簽可分為兩部分，即電子標簽的芯片和標簽的天線(xiàn)。天線(xiàn)功能是手機閱讀器發(fā)射到空間的電磁波和將芯片本身發(fā)射的能量以電磁波的方式發(fā)射出去;芯片的功能是對標簽接收到的信號進(jìn)行調節、解碼等各種處理，并把電子標簽需要返回的信號進(jìn)行編碼、調制等各種處理。

　　
1、芯片

　　超高頻電子標簽芯片是電子標簽的核心部分，它的作用包括標簽信息存儲，標簽接收信號處理和標簽發(fā)射信號的處理。

　　芯片按照功能和結構特征劃分為射頻、模擬前端、數字控制，存儲單元三大模塊，系統結構圖如下：