RFID技術(shù)研究類(lèi)別

一、引言

本文是“RFID分類(lèi)研究總論”的續篇，側重于分析研究在 “RFID分類(lèi)研究總論”中提出的“RFID技術(shù)分類(lèi)研究”子項的內容。本文所采用的研究方法、立場(chǎng)與觀(guān)點(diǎn)與前篇文章保持一致。從內在邏輯關(guān)系上來(lái)說(shuō)，本文的研究?jì)热菥佑?“RFID分類(lèi)研究總論”之后，其后續內容是“RFID產(chǎn)品分類(lèi)研究”。

“RFID分類(lèi)研究總論”、“RFID技術(shù)分類(lèi)研究”和后續的“RFID產(chǎn)品分類(lèi)研究”三篇文章合并起來(lái)形成一個(gè)有關(guān)RFID分類(lèi)研究的完整體系。

二、RFID技術(shù)的分類(lèi)

現實(shí)中，人們看到的是RFID產(chǎn)品、用到的卻是RFID技術(shù)提供給 RFID產(chǎn)品的功能。RFID產(chǎn)品是RFID技術(shù)有形的外表、RFID技術(shù)是RFID產(chǎn)品無(wú)形的內里。RFID產(chǎn)品承載著(zhù)RFID技術(shù)，RFID技術(shù)的不斷發(fā)展、促進(jìn)著(zhù)RFID產(chǎn)品的不斷更新。RFID產(chǎn)品的分類(lèi)與RFID技術(shù)的分類(lèi)密切相關(guān)。在此，首先以RFID系統的概念為依托，著(zhù)重討論RFID技術(shù)的分類(lèi)。

RFID系統包括電子標簽和讀寫(xiě)器兩個(gè)基本組成部分。雖然電子標簽個(gè)體在通常的意義上價(jià)格比讀寫(xiě)器個(gè)體要低許多，但是由于電子標簽是物品標識信息的載體，跟隨著(zhù)所標識的物品走遍天下、散布在物品駐留的各個(gè)角落之中，而讀寫(xiě)器則主要分布在電子標簽信息的采集點(diǎn)上。因而，人們見(jiàn)得更多的是電子標簽，數量最多的也是電子標簽，標識物品最為直接的RFID系統組成單元也是電子標簽，并且在大千世界中，由于各種具體應用及需求不同，存在著(zhù)大量不同類(lèi)型且互不兼容的電子標簽。即便是在相互兼容的電子標簽集合中，也會(huì )因為應用的需求不同，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)家不同，設計人員的靈感不同，生產(chǎn)制作的工藝不同，造成最終應用的產(chǎn)品多種多樣。

由于電子標簽的數量大，個(gè)體相對小，價(jià)值相對低，因而在RFID系統設計的時(shí)候，通常為了達到RFID系統的綜合目標，最優(yōu)先考慮的是如何設計一個(gè)簡(jiǎn)單而有效能的電子標簽，而將完成RFID系統相對復雜一些的適應性方面的問(wèn)題留給了讀寫(xiě)器一方來(lái)完成。由此決定了在RFID系統中，電子標簽是技術(shù)的主導方。在更多的情況下，是設計讀寫(xiě)器以適應一種或多種電子標簽的讀寫(xiě)需要。

在上述內在原因的驅使下，也有看法直接將電子標簽技術(shù)等同于RFID技術(shù)，將電子標簽技術(shù)的分類(lèi)等同于RFID技術(shù)的分類(lèi)。本文采納并支持這種觀(guān)點(diǎn)。

在后續的討論中，為了討論方便起見(jiàn)，將直接以對電子標簽技術(shù)的討論來(lái)指代對RFID技術(shù)的討論，對電子標簽技術(shù)的分類(lèi)來(lái)指代對RFID技術(shù)的分類(lèi)。

1. RFID技術(shù)分類(lèi)的依據

通過(guò)前面的討論，綜合提取出最重要的RFID技術(shù)分類(lèi)依據有三項：一項是電子標簽的供電方式；另一項是電子標簽工作的頻率，即電子標簽無(wú)接觸傳送標識信息所采用的射頻載波的頻率；第三項是電子標簽工作時(shí)的內部狀態(tài)。

此外，其他的劃分依據還有電子標簽與讀寫(xiě)器之間的通信方式是單向、半雙工或全雙工；電子標簽的數據是否可改寫(xiě)，有線(xiàn)改寫(xiě)還是無(wú)線(xiàn)改寫(xiě)；電子標簽的存儲數據量等，在此不做詳細討論。

2. 依電子標簽供電方式的分類(lèi)

依電子標簽工作時(shí)的供電方式得到的RFID技術(shù)/電子標簽技術(shù)的分類(lèi)如圖1所示。根據圖1的劃分，無(wú)源電子標簽、半無(wú)源電子標簽和有源主動(dòng)式電子標簽的基本定義如下：

（1）無(wú)源電子標簽的基本定義：電子標簽無(wú)內置電池，其工作所需的電源來(lái)自讀寫(xiě)器構建的射頻場(chǎng)。

有源電子標簽是指具有內置電池的電子標簽，詳細分類(lèi)又可將有源電子標簽分為半無(wú)源電子標簽和有源主動(dòng)式電子標簽。

（2）半無(wú)源電子標簽的基本定義：電子標簽具有內置電池，電子標簽向外傳送信息的實(shí)現方式遵循負載反射調制技術(shù)的原理實(shí)現。也就是說(shuō)，內置電池的能量并不轉化成電子標簽外送信息所需的射頻能量，標簽外送信息所需的射頻能量仍然依賴(lài)于讀寫(xiě)器發(fā)出的載波能量信號。

（3）有源主動(dòng)式電子標簽的基本定義：電子標簽具有內置電池，并且電子標簽具有利用自身電池能量向外發(fā)送信息的能力。

3. 依電子標簽工作頻率的分類(lèi)

依電子標簽的工作頻率因素得到的RFID技術(shù)/電子標簽技術(shù)的分類(lèi)如圖2所示。

低頻類(lèi)RFID技術(shù)/電子標簽技術(shù)的特點(diǎn)是電子標簽與讀寫(xiě)器之間的無(wú)接觸耦合一般通過(guò)交變的磁場(chǎng)實(shí)現。典型的頻率界限是頻率低于30MHz。目前的主流 RFID技術(shù)集中在頻率低于135kHz的動(dòng)物識別應用與頻率為 13.56MHz的卡片（含柔性膜貼方式）識別方面。

高頻類(lèi)RFID技術(shù)/電子標簽技術(shù)的特點(diǎn)是電子標簽與讀寫(xiě)器之間的無(wú)接觸耦合一般通過(guò)傳播的電磁場(chǎng)實(shí)現。典型的工作頻率包括：433MHz，860-960MHz，2.45GHz及5.8GHz等。

4. 依電子標簽內部狀態(tài)的分類(lèi)

電子標簽工作時(shí)的內部狀態(tài)在很大程度上決定著(zhù)讀寫(xiě)器的工作方式及設計方案，比如RFID系統是否支持同一閱讀區中的多標簽讀寫(xiě)功能等。依電子標簽內部狀態(tài)的RFID技術(shù)/電子標簽技術(shù)分類(lèi)如圖3所示。

無(wú)內置狀態(tài)機模型的電子標簽是指電子標簽沒(méi)有時(shí)間記憶功能，最典型的情況是電子標簽的工作對外呈現出純組合電路的性質(zhì)，復雜一些的情況包括電子標簽內置了隨機數產(chǎn)生器用于控制電子標簽的工作狀態(tài)。例如，電子標簽上電后即進(jìn)入循環(huán)發(fā)送內置完整存儲信息的狀態(tài)，鐵路車(chē)號自動(dòng)識別應用采用的電子標簽技術(shù)即屬于這種情況。

一般情況下，無(wú)內置狀態(tài)機模型的電子標簽對應的RFID系統不具備多標簽識別的功能，但也有例外情況。如果電子標簽內置了隨機數產(chǎn)生器，即使無(wú)內置狀態(tài)機，也可由隨機數產(chǎn)生器的作用引起同時(shí)獲得激勵的電子標簽交錯發(fā)送信息，從而可以實(shí)現多標簽識別的功能。

無(wú)內置狀態(tài)機模型的電子標簽通常還具有WORM（Write Once, Read Many）特性，即一次完成電子標簽信息的寫(xiě)入，多次重復讀電子標簽的信息。對應的RFID系統中的讀寫(xiě)器一般僅需配置讀功能，由此可簡(jiǎn)化相應的讀寫(xiě)器設計。

有內置狀態(tài)機模型的電子標簽是指電子標簽具有時(shí)間記憶功能，最典型的情況是電子標簽的工作對外呈現出時(shí)序電路的性質(zhì)。有內置狀態(tài)機模型的電子標簽通常具有多標簽識別的功能。通常來(lái)說(shuō)，有內置狀態(tài)機模型的電子標簽的狀態(tài)數為3-5個(gè)，復雜一些的也可將狀態(tài)機的概念擴展為內置可編程的微處理器。例如：ISO/IEC 18000-6B定義的電子標簽的內置狀態(tài)機模型可用圖4來(lái)表示。

由圖4可見(jiàn)，ISO/IEC 18000-6B定義的電子標簽內置狀態(tài)機共有4個(gè)獨立狀態(tài)，包括了未獲得激勵時(shí)的下電狀態(tài)。

對于含有內置狀態(tài)機模型的電子標簽來(lái)說(shuō)，內置的狀態(tài)機就相當于電子標簽的大腦，必須保證其惟一性和一致性。因而，在原始設計時(shí)一定要確保不允許在同一個(gè)電子標簽中存在有兩個(gè)相互獨立的狀態(tài)機。否則，將不能保證電子標簽的正常工作。

三、小結

本文的分析研究工作延續了“RFID分類(lèi)研究總論”的內容，詳細分析研究了RFID技術(shù)分類(lèi)的相關(guān)問(wèn)題。主要的內容與觀(guān)點(diǎn)匯總如下：

（1）確認并認同了從技術(shù)分類(lèi)角度出發(fā)，可以直接將RFID技術(shù)與電子標簽技術(shù)分類(lèi)相等同的基本觀(guān)點(diǎn)。
（2）通過(guò)對RFID技術(shù)的整體研究，將RFID技術(shù)的分類(lèi)依據疏理為：依電子標簽供電方式的分類(lèi)，依電子標簽工作頻率的分類(lèi)，依電子標簽內部狀態(tài)的分類(lèi)三大依據。略去了其他非重要因素的分類(lèi)。