RFID技術(shù)及電磁兼容研究
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RFID是射頻識別技術(shù)的英文(Radio Frequency Identification)縮寫(xiě)。射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)。該技術(shù)在世界范圍內正得到廣泛的應用，在我國，該技術(shù)及其應用處于初級發(fā)展階段，存在技術(shù)水平不高、標準規范不完整等諸多問(wèn)題。但同時(shí)，射頻識別技術(shù)在我國又擁有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力，相對于條碼技術(shù)而言，射頻識別技術(shù)的發(fā)展和應用的推廣將是我國自動(dòng)識別行業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)革命。但是嶄新的無(wú)線(xiàn)技術(shù)在推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，如果使用不當勢必會(huì )帶來(lái)頻率干擾，如何同現有無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù)和平共處是本文所主要考慮的問(wèn)題。
1、RFID技術(shù)介紹
射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。
射頻識別系統通常由電子標簽(射頻標簽)和閱讀器組成。電子標簽內存有一定格式的電子數據，常以此作為待識別物品的標志性信息。應用中將電子標簽附著(zhù)在待識別物品上，作為待識別物品的電子標記。閱讀器與電子標簽可按約定的通信協(xié)議互傳信息，通常的情況是由閱讀器向電子標簽發(fā)送命令，電子標簽根據收到的閱讀器的命令，將內存的標志性數據回傳給閱讀器。這種通信是在無(wú)接觸方式下，利用交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的空間耦合及射頻信號調制與解調技術(shù)實(shí)現的。
現階段的RFID技術(shù)在全球主要有車(chē)輛識別、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)管理、家畜識別、身份識別、門(mén)禁管理等方面的應用。
圖1 RFID系統示意圖
表1 RFID技術(shù)的應用
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典型應用領(lǐng)域 |
具體應用 |
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車(chē)輛自動(dòng)識別管理 |
鐵路車(chē)號自動(dòng)識別是射頻識別技術(shù)最普通的應用。 |
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高速公路收費及智能交通系統 |
高速公路自動(dòng)收費充分體現了非接觸識別的優(yōu)勢，在車(chē)輛高速通過(guò)收費站的同時(shí)完成繳費，解決了交通的瓶頸問(wèn)題，提高了車(chē)行速度，避免擁堵，提高了收費結算效率。 |
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貨物的跟蹤、管理及監控 |
射頻識別技術(shù)為貨物的跟蹤、管理及監控提供了快捷、準確、自動(dòng)化的手段。以射頻識別技術(shù)為核心的集裝箱自動(dòng)識別，成為全球范圍最大的貨物跟蹤管理應用。 |
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倉儲、配送等物流環(huán)節 |
射頻識別技術(shù)目前在倉儲、配送等物流環(huán)節已有許多成功的應用。隨著(zhù)射頻識別技術(shù)在開(kāi)放的物流環(huán)節統一標準的研究開(kāi)發(fā)，物流業(yè)將成為射頻識別技術(shù)最大的受益行業(yè)。 |
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生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)品加工過(guò)程自動(dòng)控制 |
主要應用在大型工廠(chǎng)的自動(dòng)化流水作業(yè)線(xiàn)上，實(shí)現自動(dòng)控制、監視，提高生產(chǎn)效率，節約成本。 |
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動(dòng)物跟蹤和管理 |
射頻識別技術(shù)可用于動(dòng)物跟蹤。在大型養殖廠(chǎng)，可通過(guò)采用射頻識別技術(shù)建立飼養檔案、預防接種檔案等，達到高效、自動(dòng)化管理牲畜的目的，同時(shí)為食品安全提供了保障。 |
2、國際RFID技術(shù)特點(diǎn)及相關(guān)管理規則
盡管RFID在不同頻段有著(zhù)不同的應用，但近年來(lái)被業(yè)內人士看好的技術(shù)是基于UHF頻段的無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)。從應用的趨勢來(lái)看，現代物流業(yè)、商品零售業(yè)會(huì )廣泛應用RFID技術(shù)，為什么UHF頻段的RFID技術(shù)會(huì )成為全球熱點(diǎn)?主要有以下幾個(gè)需考慮的因素(見(jiàn)表2所示)。
表2 UHF頻段應用特點(diǎn)
從幾個(gè)要素中，我們發(fā)現UHF頻段的讀寫(xiě)距離在4～5米，從經(jīng)典的無(wú)線(xiàn)傳輸模型公式(1)中
(1)
(其中P1為標簽的接收功率，Gr為發(fā)射功率，L為路徑衰耗，λ為波長(cháng))，可以看出：
假設發(fā)射機的功率是等同的，利用低頻實(shí)現RFID，理論上將獲得很大的接收功率，但標簽的尺寸較大將影響市場(chǎng)的廣泛應用；如果利用微波實(shí)現RFID的方案，盡管標簽將變得較小，但路徑衰耗較大，波長(cháng)較短，接收功率是相當小的，極大地影響了讀寫(xiě)距離。綜合考慮，UHF頻段的RFID將具有波長(cháng)適中、遠場(chǎng)耦合、標簽較小、空間衰耗小、工作距離相對較遠等優(yōu)點(diǎn)，加上IC智能卡技術(shù)不斷的成熟，TAG標簽的價(jià)格將不斷走低，更為其廣泛應用奠定了必要的基礎。所以UHF頻段的RFID技術(shù)將服務(wù)于全世界成為不爭的事實(shí)。 {{分頁(yè)}}
基于RFID的技術(shù)特點(diǎn)和潛在的應用空間，國際相關(guān)無(wú)線(xiàn)電管理機構已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行頻率規劃工作，并制定了相應的管理政策，筆者對此進(jìn)行了簡(jiǎn)單的整理，具體情況如表3所示。
表3 世界各國RFID頻率規劃概況
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國家/地區 |
UHF頻段RFID的頻率應用情況 |
最大功率限值(ERP) |
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美國 |
902—928MHz |
4W(EIRP) |
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歐盟 |
868—870MHz |
500mW |
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澳大利亞 |
918—926MHz |
1W(EIRP) |
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文萊
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