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RFID射频识别电子标签基础知识汇总 |
文章来源:RFID世界 |
2005/9/17 18:29:35 |
射频技术与条形码是两种不同的技术,有不同的适用范围,有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是"可视技术",扫描仪在人的指导下工作,只能接收它视野范围内的条形码。相比之下,射频识别不要求看见目标。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点,如果标签被划破,污染或是脱落,扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品,并不能辨认具体的商品,贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样,无法辨认哪些产品先过期。
目前,在成本方面,由於组成部分不同,智能标签要比条形码贵得多,条形码的成本就是条形码纸张和油墨成本,而有内存芯片的主动射频标签价格在2美元以上,被动射频标签的成本也在1美元以上。但是没有内置芯片的标签价格只有几美分,它可以用于对数据信息要求不那么高的情况,同时又具有条形码不具备的防伪功能。
射频标签就是含有物品唯一标识体系的编码的标签。这种唯一标识体系包括产品电子代码EPC、泛在识别号UCODE、车辆识别代码VIN、国际证券标识号ISIN、以及IPv6等等。
其中,产品电子代码(EPC)是全球产品代码的一个分支,它可以识别视野之外的目标。电子产品代码并不仅仅是一个无线电波条形码,它包含著一系列的数据和信息,象产地,日期代码和其他关键的供应信息,这些信息储存在一个小的硅片中,利用标签,解读器和计算机的联网,生产者和零售商就可以随时了解精确的产品和库存信息。
射频标签根据商家种类的不同能储存从512字节到4兆不等的数据。标签中储存的数据是由系统的应用和相应的标准决定的。例如,标签能够提供产品生产,运输,存储情况,也可以辨别机器,动物和个体的身份。这些类似于条形码中存储的信息。标签还可以连接到数据库,存储产品库存编号,当前位置,状态,售价,批号的信息。相应的,射频标签在读取数据时不用参照数据库可以直接确定代码的含义。
目前,射频标签价格根据标签种类和应用价格从30美分到50美元不等,总的来说,用在高档产品中的智能标签在50美分以上,主动标签要贵的多,带有复杂灵敏元件的价格在100美元以上。
射频标签的目的是使用一种统一标准的电子产品代码,使产品在不同领域都能被辨识。
目前生产RFID产品的很多公司都采用自己的标准,但国际上还没有形成统一的标准。现在,可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。应用最多的是ISO14443和ISO15693,这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。
按照不同得方式,射频卡有以下几种分类:
1.按供电方式分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池提供电源,其作用距离较远,但寿命有限、体积较大、成本高,且不适合在恶劣环境下工作;无源卡内无电池,它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电,其作用距离相对有源卡短,但寿命长且对工作环境要求不高。
2.按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz和134.2kHz两种,中频射频卡频率主要为13.56MHz,高频射频卡主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中,如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统;高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合,其天线波束方向较窄且价格较高,在火车监控、高速公路收费等系统中应用。
3.按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器;被动式射频卡使用调制散射方式发射数据,它必须利用读写器的载波来调制自己的信号,该类技术适合用在门禁或交通应用中,因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下,用调制散射方式,读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次,因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中,距离更远(可达30米)。
4.按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1厘米)、近耦合卡(作用距离小于15厘米)、疏耦合卡(作用距离约1米)和远距离卡(作用距离从1米到10米,甚至更远)。
5. 按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。
在RFID系统中,信号接收设备一般叫做阅读器(或读卡器)。阅读器的基本功能就是提供与标签进行数据传输的接口。
什么是RFID天线
射频天线类型的选择必须使它的阻抗与自由空间和ASIC匹配。方向性天线具有更少的辐射模式和返回损耗的干扰。门禁系统可以使用短作用距离的无源标签。
引 言
在RF装置中,工作频率增加到微波区域的时候,天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加严峻。天线的目标是传输最大的能量进出标签芯片。这需要仔细的设计天线和自由空间以及其相连的标签芯片的匹配。本文考虑的频带是435MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz,在零售商品中使用。
天线必须:
足够的小以至于能够贴到需要的物品上;
有全向或半球覆盖的方向性;
提供最大可能的信号给标签的芯片;
无论物品什么方向,天线的极化都能与读卡机的询问信号相匹配;
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