RFID射頻識別技術(shù)的頻段特點(diǎn)及主要應用領(lǐng)域

對一個(gè)RFID射頻識別系統來(lái)說(shuō)，它的頻段概念是指RFID讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送、接收并識讀的RFID電子標簽信號頻率范圍。從應用概念來(lái)說(shuō)，射頻RFID電子標簽的工作頻率也就是RFID射頻識別系統的工作頻率，直接決定系統應用的各方面特性。在RFID系統中，系統工作就像我們平時(shí)收聽(tīng)調頻廣播一樣，射頻RFID電子標簽和電子標簽讀寫(xiě)器也要調制到相同的頻率才能工作。

射頻RFID電子標簽的工作頻率不僅決定著(zhù)射頻識別系統工作原理(電感耦合還是電磁耦合)、識別距離，還決定著(zhù)射頻RFID電子標簽及讀寫(xiě)器實(shí)現的難易程度和設備成本。RFID應用占據的頻段或頻點(diǎn)在國際上有公認的劃分，即位于ISM波段。典型的工作頻率有:125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、902MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz等。

按照工作頻率的不同，RFID電子標簽可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波等不同種類(lèi)。不同頻段的RFID工作原理不同，LF和HF頻段RFID電子RFID電子標簽一般采用電磁耦合原理，而UHF及微波頻段的RFID一般采用電磁****原理。目前國際上廣泛采用的頻率分布于4種波段，低頻(125KHz)、高頻(13.54MHz)、超高頻(850MHz~910MFz)和微波(2.45GHz)。每一種頻率都有它的特點(diǎn)，被用在不同的領(lǐng)域，因此要正確使用就要先選擇合適的頻率。

低頻段射頻RFID電子標簽，簡(jiǎn)稱(chēng)為低頻RFID電子標簽，其工作頻率范圍為30kHz~300kHz。典型工作頻率有125KHz和133KHz。低頻RFID電子標簽一般為無(wú)源RFID電子標簽，其工作能量通過(guò)電感耦合方式從閱讀器耦合線(xiàn)圈的輻射近場(chǎng)中獲得。低頻RFID電子標簽與閱讀器之間傳送數據時(shí)，低頻RFID電子標簽需位于閱讀器天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)區內。低頻RFID電子標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。低頻RFID電子標簽的典型應用有:動(dòng)物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜(帶有內置應答器的汽車(chē)鑰匙)等。

中高頻段射頻RFID電子標簽的工作頻率一般為3MHz~30MHz。典型工作頻率為13.56MHz。該頻段的射頻RFID電子標簽，因其工作原理與低頻RFID電子標簽完全相同，即采用電感耦合方式工作，所以宜將其歸為低頻RFID電子標簽類(lèi)中。另一方面，根據無(wú)線(xiàn)電頻率的一般劃分，其工作頻段又稱(chēng)為高頻，所以也常將其稱(chēng)為高頻RFID電子標簽。鑒于該頻段的射頻RFID電子標簽可能是實(shí)際應用中最大量的一種射頻RFID電子標簽，因而我們只要將高、低理解成為一個(gè)相對的概念，即不會(huì )造成理解上的混亂。

為了便于敘述，我們將其稱(chēng)為中頻射頻RFID電子標簽。中頻RFID電子標簽一般也采用無(wú)源為主，其工作能量同低頻RFID電子標簽一樣，也是通過(guò)電感(磁)耦合方式從RFID閱讀器耦合線(xiàn)圈的輻射近場(chǎng)中獲得。RFID電子標簽與閱讀器進(jìn)行數據交換時(shí)，RFID電子標簽必須位于閱讀器天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)區內像桌面式讀寫(xiě)器HR8002一般讀取距離在5-10cm，像HR9876高頻讀寫(xiě)器配合大天線(xiàn)可以達到1米以上。中頻RFID電子標簽由于可方便地做成卡狀，廣泛應用于圖書(shū)管理、電子車(chē)****、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門(mén)鎖控制器)、小區物業(yè)管理、大廈門(mén)禁系統等。

超高頻與微波頻段的射頻RFID電子標簽簡(jiǎn)稱(chēng)為微波射頻RFID電子標簽，其典型工作頻率有433.92MHz、862(902)MHz~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。微波射頻RFID電子標簽可分為有源RFID電子標簽與無(wú)源RFID電子標簽兩類(lèi)。工作時(shí)，射頻RFID電子標簽位于閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng)的遠區場(chǎng)內，RFID電子標簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng)為無(wú)源RFID電子標簽提供射頻能量，將有源RFID電子標簽喚醒。相應的射頻識別系統閱讀距離一般大于1m，典型情況為3m~10m，想UR6258配合大天線(xiàn)最大可達50m以上。

閱讀器天線(xiàn)一般均為定向天線(xiàn)，只有在閱讀器天線(xiàn)定向波束范圍內的射頻RFID電子標簽可被讀/寫(xiě)。由于閱讀距離的增加，應用中有可能在閱讀區域中同時(shí)出現多個(gè)射頻RFID電子標簽的情況，從而提出了多RFID電子標簽同時(shí)讀取的需求。目前，先進(jìn)的射頻識別系統均將多RFID電子標簽識讀問(wèn)題作為系統的一個(gè)重要特征。超高頻RFID電子標簽主要用于圖書(shū)管理、服裝管理、資產(chǎn)管理、鐵路車(chē)輛自動(dòng)識別、集裝箱識別，還可用于公路車(chē)輛識別與自動(dòng)收費系統中。

以目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，無(wú)源微波射頻RFID電子標簽比較成功的產(chǎn)品相對集中在902MHz~928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識別系統多以半無(wú)源微波射頻RFID電子標簽產(chǎn)品面世。半無(wú)源RFID電子標簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠的閱讀距離。

微波射頻RFID電子標簽的典型特點(diǎn)主要集中在是否無(wú)源、無(wú)線(xiàn)讀寫(xiě)距離、是否支持多RFID電子標簽讀寫(xiě)、是否適合高速識別應用，讀寫(xiě)器的****功率容限，射頻RFID電子標簽及讀寫(xiě)器的價(jià)格等方面。對于可無(wú)線(xiàn)寫(xiě)的射頻RFID電子標簽而言，通常情況下寫(xiě)入距離要小于識讀距離，其原因在于寫(xiě)入要求更大的能量。

微波射頻RFID電子標簽的數據存儲容量一般限定在2Kbits以?xún)?，再大的存儲容量似乎沒(méi)有太大的意義，從技術(shù)及應用的角度來(lái)說(shuō)，微波射頻RFID電子標簽并不適合作為大量數據的載體，其主要功能在于標識物品并完成無(wú)接觸的識別過(guò)程。典型的數據容量指標有:1Kbits、128Bits、64Bits等。由Auto-ID Center制定的產(chǎn)品電子代碼EPC的容量為96Bits。微波射頻RFID電子標簽的典型應用包括移動(dòng)車(chē)輛識別、電子閉鎖防盜(電子遙控門(mén)鎖控制器)、醫療科研等行業(yè)。

不同頻率的RFID電子標簽有不同的特點(diǎn)，例如，低頻RFID電子標簽比超高頻RFID電子標簽便宜，節省能量，穿透廢金屬物體力強，工作頻率不受無(wú)線(xiàn)電頻率管制約束，最適合用于含水成分較高的物體，例如水果等;超高頻作用范圍廣，傳送數據速度快，但是比較耗能，穿透力較弱，作業(yè)區域不能有太多干擾，適用于監測港口、倉儲等物流領(lǐng)域的物品;而高頻RFID電子標簽屬中短距識別，讀寫(xiě)速度也居中，產(chǎn)品價(jià)格也相對便宜，比如應用在電子****證一卡通上。

目前，不同的國家對于相同波段，使用的頻率也不盡相同。歐洲使用的超高頻是868MHz，美國則是902-928MHz。日本目前不允許將超高頻用到射頻技術(shù)中。

目前在實(shí)際應用中，比較常用的是13.56MHz、860MHz~960MHz、2.45GHz等頻段。近距離RFID系統主要使用125KHz、13.56MHz等LF和HF頻段，技術(shù)最為成熟;遠距離RFID系統主要使用433MHz、860MHz~960MHz等UHF頻段，以及2.45GHz、5.8GHz等微波頻段，目前還多在測試當中，沒(méi)有大規模應用。

我國在LF和HF頻段RFID電子標簽芯片設計方面的技術(shù)比較成熟，HF頻段方面的設計技術(shù)接近國際先進(jìn)水平，已經(jīng)自主開(kāi)發(fā)出符合ISO14443 Type A、Type B和ISO15693標準的RFID芯片，并成功地應用于交通一卡通和第二代身份證等項目中。