RFID系統中的頻段特點發布時間：2005.07.22 來源：賽迪網－中國計算機報作者：田利梅 關強對 一個RFID系統來說，它的頻段概念是指讀寫器通過天線發送、接收並識讀的標籤信號頻率範圍。從應用概念來說，射頻標籤的工作頻率也就是射頻識別系統的工 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收聽調頻廣播一樣，射頻標籤和讀寫器也要調製到相同的頻率才能工作。射頻標籤的工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識 別距離，還決定著射頻標籤及讀寫器實現的難易程度和設備成本。RFID應用佔據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分，即位於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標籤可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻 (UHF)和微波等不同種類。不同頻段的RFID工作原理不同，LF和HF頻段RFID電子標籤一般採用電磁耦合原理，而UHF及微波頻段的RFID一般 採用電磁發射原理。目前國際上廣泛採用的頻率分布於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，被用在不同的領域，因此要正確使用就要先選擇合適的頻率。低頻段射頻標籤，簡稱為低頻標籤，其工作頻率範圍為30kHz～300kHz。 典型工作頻率有125KHz和133KHz。低頻標籤一般為無源標籤，其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標籤與閱讀器之 間傳送數據時，低頻標籤需位於閱讀器天線輻射的近場區內。低頻標籤的閱讀距離一般情況下小於1米。低頻標籤的典型應用有：動物識別、容器識別、工具識別、 電子閉鎖防盜（帶有內置應答器的汽車鑰匙）等。中高頻段射頻標籤的工作頻率一般為3MHz～30MHz。典型工作頻率為 13.56MHz。該頻段的射頻標籤，因其工作原理與低頻標籤完全相同，即採用電感耦合方式工作，所以宜將其歸為低頻標籤類中。另一方面，根據無線電頻率 的一般劃分，其工作頻段又稱為高頻，所以也常將其稱為高頻標籤。鑒於該頻段的射頻標籤可能是實際應用中最大量的一種射頻標籤，因而我們只要將高、低理解成 為一個相對的概念，即不會造成理解上的混亂。為了便於敘述，我們將其稱為中頻射頻標籤。中頻標籤一般也採用無源設主，其工作能量同低頻標籤一樣，也是通過 電感（磁）耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。標籤與閱讀器進行數據交換時，標籤必須位於閱讀器天線輻射的近場區內。中頻標籤的閱讀距離一般情況 下也小於1米。中頻標籤由於可方便地做成卡狀，廣泛應用於電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）、小區物業管理、大廈門禁系統等。超高頻與微波頻段的射頻標籤簡稱為微波射頻標籤，其典型工作頻率有 433.92MHz、862(902)MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz。微波射頻標籤可分為有源標籤與無源標籤兩類。工作時，射頻標 簽位於閱讀器天線輻射場的遠區場內，標籤與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線輻射場為無源標籤提供射頻能量，將有源標籤喚醒。相應的射頻識 別系統閱讀距離一般大於1m，典型情況為4m～6m，最大可達10m以上。閱讀器天線一般均為定向天線，只有在閱讀器天線定向波束範圍內的射頻標籤可被讀 /寫。由於閱讀距離的增加，應用中有可能在閱讀區域中同時出現多個射頻標籤的情況，從而提出了多標籤同時讀取的需求。目前，先進的射頻識別系統均將多標籤 識讀問題作為系統的一個重要特徵。超高頻標籤主要用於鐵路車輛自動識別、集裝箱識別，還可用於公路車輛識別與自動收費系統中。以目前技術水平來說，無源微波射頻標籤比較成功的產品相對集中在 902MHz～928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識別系統多以半無源微波射頻標籤產品面世。半無源標籤一般採用鈕扣電池供電，具 有較遠的閱讀距離。微波射頻標籤的典型特點主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標籤讀寫、是否適合高速識別應用，讀寫器的發射功率容限，射頻標 簽及讀寫器的價格等方面。對於可無線寫的射頻標籤而言，通常情況下寫入距離要小於識讀距離，其原因在於寫入要求更大的能量。微波射頻標籤的數據存儲容量一 般限定在2Kbits以內，再大的存儲容量似乎沒有太大的意義，從技術及應用的角度來說，微波射頻標籤並不適合作為大量數據的載體，其主要功能在於標識物 品並完成無接觸的識別過程。典型的數據容量指標有：1Kbits、128Bits、64Bits等。由Auto-ID Center制定的產品電子代碼EPC的容量為90Bits。微波射頻標籤的典型應用包括移動車輛識別、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）、醫療科研等 行業。不同頻率的標籤有不同的特點，例如，低頻標籤比超高頻標籤便宜，節省能量，穿透 廢金屬物體力強，工作頻率不受無線電頻率管制約束，最適合用於含水成分較高的物體，例如水果等；超高頻作用範圍廣，傳送數據速度快，但是比較耗能，穿透力 較弱，作業區域不能有太多干擾，適用於監測港口、倉儲等物流領域的物品；而高頻標籤屬中短距識別，讀寫速度也居中，產品價格也相對便宜，比如應用在電子票 證一卡通上。目前，不同的國家對於相同波段，使用的頻率也不盡相同。歐洲使用的超高頻是868MHz，美國則是915MHz。日本目前不允許將超高頻用到射頻技術中。目前在實際應用中，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，沒有大規模應用。我國在LF和HF頻段RFID標籤晶元設計方面的技術比較成熟，HF頻段方面的設計技術接近國際先進水平，已經自主開發出符合ISO14443 Type A、Type B和ISO15693標準的RFID晶元，並成功地應用於交通一卡通和第二代身份證等項目中。
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