【提要】本文在介绍射频识别(R F I D)技术的工作原理及其组成的基础上,提出了频段的概念,并详细分析了射频识别系统在不同工作频段的特性及其应用现状。
1概述
射频识别(RFID)技术相对于传统的磁卡及I C卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点,射频识别技术已逐步成为企业提高物流供应链管理水平、降低成本、增强竞争力不可缺少的技术工具和手段。
1.1RFID技术概述
RFID是射频识别技术(Radio Frequency Identification),其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性,实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。一个最基本的RFID系统由三部分组成:电子标签、阅读器、天线。电子标签与阅读器之间通过耦合元件(天线)实现射频信号的空间耦合。系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流,电子标签获得能量被激活电子标签将自身编码等信息通过卡内置天线发送出去系统接收天线 接收到从电子标签发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。
1.2频段
对一个RFID系统来说,它的频段概念是指读写器通过天线发送、接收并识读的标签信号频率范围,也就是所传输数据的载波频率范围。从应用角度来说,射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频段,它直接决定系统应用的各方面特性,如系统工作原理(电感耦合还是电磁耦合)、识别距离、射频标签及读写器实现的难易程度和设备成本等方面特性。在RFID系统中,系统工作就像我们平时收听调频广播一样,射频标签和读写器也要调制到相同的频率才能工作。
2频段特性
2.1频段划分
一方面由于标签的工作频率不仅直接决定着系统应用的各方面特性,另一方面因为射频识别系统产生并辐射电磁波,因此在工作时不能对其他无线电服务造成干扰或削弱。特别是应保证射频识别系统不会干扰附近的无线电广播和电视广播、无线电服务(警察、安全服务、工商业)、航运和航空用无线电服务和移动电话等。所以RFID系统被合理地归为短距离、微功率无线通信设备一类。 随着技术的发展,RFID技术与互联网相结合,能够实现人与人、人与机、机对机的数据通信,而且具有信息量大、操作方便、用途广泛等突出优点,RFID系统已被视为便携互联网(或便携互联网通信终端)的组成部分。
按规定射频识别系统应保证在工作时不会干扰附近的各类无线电业务,这在很大程度上限制了适用于射频识别系统工作频段的选择。因此在过去很长时间以来,通常只能使用专门为工业、科学和医疗设备(I S M Industrial—Scientific-Medica1)应用而划分和保留的频段,即与它们共用全部或部分的频段,这些频段在世界范围内是统一划分的。国际电联(ITU)为ISM 设备划分了专用频段或与其他无线电业务共用的频段,我国2001年发布实施的《中华人民共和国无线电频率划分规定》中有关IsM设备使用频段的划分与国际电联(ITU)的基本一致。除了ISM频率外,也有极少量RFID系统使用135kHz以下的专用频段,如北美、南美和日本等,使用了9~135 kHz的频率,因为在这个频段里可以利用较大的磁场强度来工作,特别适用于电感耦合的射频识别系统。但该频段资源极有限,可载信息量小。
由此,对射频识别系统来说,最主要的频率是0~135kHz,以及IsM频段6.78MHz,1 3.56M HZ,27.125M H Z,40.68M HZ,433.92MHz,869.0MHz,915.0MHz(在欧洲不使用),2.45GHz,5.8GHz以及24.125GHz。
另外,按照工作频段的不同,RFID标签可分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类。目前国际上广泛采用的频段主要有4种:低频(1 25kHZ)、高频(1 3.54MHz)、超高频(85OMHz~910MHZ)和微波(2.45GHz)。每一种频段都有它的特点,适用于不同的领域,因此要正确使用就要先了解各个频段的特性,才能选择合适的频段。
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