超高频与高频的RFID电子标签在应用中的差异

2019-01-02 13:18:18 lqgs
  高频RFID标签典型工作频率为13.56MHz,一般以无源为主,标签与RFID读写器进行数据交换时,标签必须位于RFID阅读器天线辐射的近场区内。高频标签的阅读距离一般情况下小于1米。高频标签由于可方便地做成卡状,广泛应用于电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)、小区物业管理、大厦门禁系统等。
  超高频标签的工作频率在860MHz〜960MHz之间,可分为有源标签与无源标签两类。工作时,射频标签位于超高频阅读器天线辐射场的远场区内,RFID标签与超高频阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式。超高频阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量,将无源标签唤醒。相应的射频识别系统阅读距离一般大于1米,典型情况为4米〜6米,最大可达10米以上。阅读器天线一般均为定向天线,只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。超高频标签由于读取距离较远,传送数据速率快,被广泛应用于铁路车辆自动识别、集装箱识别,还可用于公路车辆识别与自动收费系统中。
浅析超高频与高频的RFID电子标签在应用中的差异对比
  高频电子标签与超高频电子标签的特点
  高频标签比超高频标签便宜,节省能量,穿透非金属物体力强,工作频率不受无线电频率管制约束,最适合用于含水成分较高的物体,例如水果等。
超高频作用范围广,传送数据速度快,但是他们比较耗能,穿透力较弱,作业区域不能有太多干扰,适合用于监测从海港运到仓库的物品。而且超高频系统价格较高,一般是高频系统的10倍左右。
  高频电子标签与超高频电子标签的发展并不均衡
  从技术发展程度上看,高频技术比超高频技术相对成熟一些。从1995年初步商业化开始,到今天的广泛性、成熟化实际应用,高频技术取得了相当不错的成绩。与其他频段的RFID标签相比,高频标签的生产量最大,厂商的ROI也最高。通过不断的完善与改进,针对高频标签生产、数据协议共享和构造RFID应用的基础等方面的学习曲线模型也已经建立。超高频技术则刚开始进入大规模应用阶段,其技术水平还没有达到成熟的地步。
  从信号干扰方面看,高频和超高频RFID系统都非常依赖于读取器和标签之间的通讯环境。不过,高频技术的近场感应耦合减少了潜在的无线干扰,使高频技术对环境噪声和电磁干扰(EMI)有极强的“免疫力”。而超高频采用电磁发射原理,因此更容易受到电磁干扰的影响。同时,金属会反射信号,水则能吸收信号,这些因素都会对标签的正常功能产生干扰。虽然经过技术改进后的部分超高频标签(比如Gen2)在防止金属、液体的干扰方面性能优良,不过和高频标签相比,超高频仍稍逊一等,需要采用其他方法来弥补。
  从全球规范标准上看,国际标准化组织/国际电工委员会于1999年制定了ISO/IEC,15693标准,对高频射频识别技术的实施进行了规范。13.56MHz的高频波段成为在世界范围内有效的国际科学和医学(ISM)波段。在日本于2002年12月同意使用一致的高频频率后,其功率水平也在世界范围内得到了统一。超高频的标准就不那么统一,不同国家使用的频率也不尽相同。欧盟指定的超高频是865〜868MHz,美国则是902〜928MHz,印度是865〜867MHz,澳大利亚是920〜926MHz,日本是952〜954MHz,而中国等国家则还没有给超高频一个合适的频段范围,处于标准缺失状态。超高频频段的不统一造成的直接后果就是使试图建立全球供应链无缝链接的企业供应链链条断开。

  从全球RFID功率要求上看,欧洲电信标准协会(ETSI)的EN300-220规范有两个主要的条款对超高频不太有利。其一是关于功率的限制,规定有效辐射功率为500毫瓦;其二是关于带宽的限制,结果是无法使超高频读写器跳频,也限制了标签的反冲突仲裁速度。欧洲规范限制了超高频标签和读写器之间的信号调制,导致美国和欧洲系统的不一致性。 

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