RFID什么是核心技術(shù)

射頻標簽就是含有物品唯一標識體系的編碼的標簽。這種唯一標識體系包括產(chǎn)品電子代碼EPC、泛在識別號UCODE、車(chē)輛識別代碼VIN、國際證券標識號ISIN、以及IPv6等等。
其中，產(chǎn)品電子代碼(EPC)是全球產(chǎn)品代碼的一個(gè)分支，它可以識別視野之外的目標。電子產(chǎn)品代碼并不僅僅是一個(gè)無(wú)線(xiàn)電波條形碼，它包含著(zhù)一系列的數據和信息，象產(chǎn)地，日期代碼和其他關(guān)鍵的供應信息，這些信息儲存在一個(gè)小的硅片中，利用標簽，解讀器和計算機的聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)者和零售商就可以隨時(shí)了解精確的產(chǎn)品和庫存信息。
射頻標簽根據商家種類(lèi)的不同能儲存從512字節到4兆不等的數據。標簽中儲存的數據是由系統的應用和相應的標準決定的。例如，標簽能夠提供產(chǎn)品生產(chǎn)，運輸，存儲情況，也可以辨別機器，動(dòng)物和個(gè)體的身份。這些類(lèi)似于條形碼中存儲的信息。標簽還可以連接到數據庫，存儲產(chǎn)品庫存編號，當前位置，狀態(tài)，售價(jià)，批號的信息。相應的，射頻標簽在讀取數據時(shí)不用參照數據庫可以直接確定代碼的含義。
目前，射頻標簽價(jià)格根據標簽種類(lèi)和應用價(jià)格從30美分到50美元不等，總的來(lái)說(shuō)，用在高檔產(chǎn)品中的智能標簽在50美分以上，主動(dòng)標簽要貴的多，帶有復雜靈敏元件的價(jià)格在100美元以上。
射頻標簽的目的是使用一種統一標準的電子產(chǎn)品代碼，使產(chǎn)品在不同領(lǐng)域都能被辨識。

射頻閱讀器

在RFID系統中，信號接收設備一般叫做閱讀器（或讀卡器）。閱讀器的基本功能就是提供與標簽進(jìn)行數據傳輸的接口。

射頻卡

目前生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的很多公司都采用自己的標準，但國際上還沒(méi)有形成統一的標準?，F在，可供射頻卡使用的幾種標準有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。應用最多的是ISO14443和ISO15693，這兩個(gè)標準都由物理特性、射頻功率和信號接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部分組成。
按照不同得方式，射頻卡有以下幾種分類(lèi)：
1.按供電方式分為有源卡和無(wú)源卡。有源是指卡內有電池提供電源，其作用距離較遠，但壽命有限、體積較大、成本高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作；無(wú)源卡內無(wú)電池，它利用波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉化為直流電源為卡內電路供電，其作用距離相對有源卡短，但壽命長(cháng)且對工作環(huán)境要求不高。
2.按載波頻率分為低頻射頻卡、中頻射頻卡和高頻射頻卡。低頻射頻卡主要有125kHz和134.2kHz兩種，中頻射頻卡頻率主要為13.56MHz，高頻射頻卡主要為433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低頻系統主要用于短距離、低成本的應用中，如多數的門(mén)禁控制、校園卡、動(dòng)物監管、貨物跟蹤等。中頻系統用于門(mén)禁控制和需傳送大量數據的應用系統；高頻系統應用于需要較長(cháng)的讀寫(xiě)距離和高讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，其天線(xiàn)波束方向較窄且價(jià)格較高，在火車(chē)監控、高速公路收費等系統中應用。
3.按調制方降牟煌?煞治?鞫?膠捅歡??。主?繳淦悼ㄓ米隕淼納淦的芰恐鞫?胤⑺褪?莞?列雌鰨槐歡?繳淦悼ㄊ褂玫髦粕⑸浞絞椒⑸涫?藎??匭肜?枚列雌韉腦夭ɡ吹髦譜約旱男藕牛?美嗉際跏屎嫌迷諉漚??lt;A class=bluekey target="_blank" >交通應用中，因為讀寫(xiě)器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。在有障礙物的情況下，用調制散射方式，讀寫(xiě)器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。而主動(dòng)方式的射頻卡發(fā)射的信號僅穿過(guò)障礙物一次，因此主動(dòng)方式工作的射頻卡主要用于有障礙物的應用中，距離更遠(可達30米)。
4.按作用距離可分為密耦合卡(作用距離小于1厘米)、近耦合卡(作用距離小于15厘米)、疏耦合卡(作用距離約1米)和遠距離卡(作用距離從1米到10米，甚至更遠)。
5. 按芯片分為只讀卡、讀寫(xiě)卡和CPU卡。
射頻天線(xiàn)

引 言
在RF裝置中，工作頻率增加到微波區域的時(shí)候，天線(xiàn)與標簽芯片之間的匹配問(wèn)題變得更加嚴峻。天線(xiàn)的目標是傳輸最大的能量進(jìn)出標簽芯片。這需要仔細的設計天線(xiàn)和自由空間以及其相連的標簽芯片的匹配。本文考慮的頻帶是435MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz，在零售商品中使用。
天線(xiàn)必須：
足夠的小以至于能夠貼到需要的物品上；
有全向或半球覆蓋的方向性；
提供最大可能的信號給標簽的芯片；
無(wú)論物品什么方向，天線(xiàn)的極化都能與讀卡機的詢(xún)問(wèn)信號相匹配；
具有魯棒性；
非常便宜。
在選擇天線(xiàn)的時(shí)候的主要考慮是：
天線(xiàn)的類(lèi)型；
天線(xiàn)的阻抗：
在應用到物品上的RF的性能；
在有其他的物品圍繞貼標簽物品時(shí)的RF性能。
可能的選擇
這里有兩種使用方式：一）貼標簽的物品被放在倉庫中，有一個(gè)便攜裝置，可能是手持式，詢(xún)問(wèn)所有的物品，并且需要它們給予信息反饋信息；二）在倉庫的門(mén)口安裝讀卡設配，詢(xún)問(wèn)并記錄進(jìn)出物品。還有一個(gè)主要的選擇是有源標簽還是無(wú)源標簽[1],[2]。

可選的天線(xiàn)
在435 MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz頻率是用的RFID系統中，可選的天線(xiàn)有幾種，見(jiàn)下表，它們重點(diǎn)考慮了天線(xiàn)的尺寸。這樣的小天線(xiàn)的增益是有限的，增益的大小取決于輻射模式的類(lèi)型，全向的天線(xiàn)具有峰值增益0到2dBi；方向性的天線(xiàn)的增益可以達到6dBi。增益大小影響天線(xiàn)的作用距離。下表中的前三個(gè)種類(lèi)的天線(xiàn)是線(xiàn)極化的，但是微帶面天線(xiàn)可以使圓極化的，對數螺旋天線(xiàn)僅僅是圓極化的。由于RFID標簽的方向性是不可控的，所以讀卡機必須是圓極化的。一個(gè)圓極化的標簽天線(xiàn)可以產(chǎn)生 3dB 以強的信號。

阻抗問(wèn)題
為了最大功率傳輸，天線(xiàn)后的芯片的輸入阻抗必須和天線(xiàn)的輸出阻抗匹配。幾十年來(lái)，設計天線(xiàn)與50 或70歐姆的阻抗匹配，但是可能設計天線(xiàn)具有其他的特性阻抗。例如，一個(gè)縫隙天線(xiàn)可以設計具有幾百歐姆的阻抗。一個(gè)折疊偶極子的阻抗可以是一做個(gè)標準半波偶極子阻抗的20倍。印刷貼片天線(xiàn)的引出點(diǎn)能夠提供一個(gè)很寬范圍的阻抗(通常是40 到100歐姆)。選擇天線(xiàn)的類(lèi)型，以至于它的阻抗能夠和標簽芯片的輸入阻抗匹配是十分關(guān)鍵的。另一個(gè)問(wèn)題是其他的與天線(xiàn)接近的物體可以降低天線(xiàn)的返回損耗。對于全向天線(xiàn)，例如雙偶極子天線(xiàn)，這個(gè)影響是顯著(zhù)的。一塑料瓶子水降低了最小返回損耗頻率16%。當物體與天線(xiàn)的距離小于62.5mm的時(shí)候，返回損耗將導致一個(gè)3.0 dB的插入損耗，而天線(xiàn)的自由空間插入損耗才0.2dB?？梢栽O計天線(xiàn)使它與接近物體的情況相匹配，但是天線(xiàn)的行為對于不同的物體和不同的物體距離而不同。對于全向天線(xiàn)是不可行的，所以設計方向性強的天線(xiàn)，它們不受這個(gè)問(wèn)題的影響。
輻射模式
在一個(gè)無(wú)反射的環(huán)境中測試了天線(xiàn)的模式，包括了各種需要貼標簽的物體，在使用全向天線(xiàn)的時(shí)候性能?chē)乐叵陆?。圓柱金屬聽(tīng)引起的性能下降是最嚴重的，在它與天線(xiàn)距離50mm的時(shí)候，反回的信號下降大于20dB。天線(xiàn)與物體的中心距離分開(kāi)到100—150mm的時(shí)候，反回信號下降約10 到12dB。在與天線(xiàn)距離100mm的時(shí)候，測量了幾瓶水（塑料和玻璃）。

局部結構的影響
在使用手持的儀器的時(shí)候，大量的其他臨近物體的使讀卡機天線(xiàn)和標簽天線(xiàn)的輻射模式嚴重失真。這可以對于2.45GHz的工作頻率計算，假設一個(gè)代表性的幾何形狀，在倉庫的使用環(huán)境下，一個(gè)物品盒子具有一個(gè)標簽會(huì )有問(wèn)題，幾個(gè)標簽貼在一個(gè)盒子上以確保所有時(shí)候都有一個(gè)標簽是可以看見(jiàn)的。便攜系統的使用有幾個(gè)天線(xiàn)的問(wèn)題。每個(gè)盒子兩個(gè)天線(xiàn)足夠適合門(mén)禁裝置探測，這樣局部結構的影響變得不再重要，因為門(mén)禁裝置的讀卡機天線(xiàn)被固定在倉庫的出入，并且直接指向貼標簽的物體。

距 離
RFID天線(xiàn)的增益和是否使用有源的標簽芯片將影響系統的使用距離。樂(lè )觀(guān)的考慮，在電磁場(chǎng)的輻射強度符合UK的相關(guān)標準時(shí)，2.45GHz 的無(wú)源情況下，全波整流，驅動(dòng)電壓不大于3伏，優(yōu)化的RFID天線(xiàn)阻抗環(huán)境(阻抗 200 或300歐姆)，使用距離大約是1米[3]。如果使用WHO限制[4]則更適合于全球范圍的使用，但是作用距離下降了一半。這些限制了讀卡機到標簽的電磁場(chǎng)功率。作用距離隨著(zhù)頻率升高而下降。如果使用有源芯片作用距離可以達到5到10米。

總 結
全向天線(xiàn)應該避免在標簽中使用，然而是可以使用方向性天線(xiàn)，它具有更少的輻射模式和返回損耗的干擾。天線(xiàn)類(lèi)型的選擇必須使它的阻抗與自由空間和ASIC匹配。在一個(gè)倉庫中使用天線(xiàn)好像是不可行的，除非使用有源標簽，但是在任何情況下，倉庫內的天線(xiàn)輻射模式將嚴重失真。一個(gè)門(mén)禁系統的使用將是好的選擇，可以使用短作用距離的無(wú)源標簽。當然門(mén)禁系統比手持的儀器昂貴，但是手持儀器工作人員需要使用它到倉庫搜尋物品，人員費用同樣昂貴。在門(mén)禁系統中，每一個(gè)物品盒子，僅需要2個(gè)而不是4個(gè)或6個(gè)RFID標簽。