RFID電子標(biāo)簽介紹

1、RFID electric tagRFID電子標(biāo)簽是射頻識(shí)別（RFID）的通俗叫法，它由標(biāo)簽、解讀器和數(shù)據(jù) 傳輸和處理系統(tǒng)三部分組成。標(biāo)簽也被稱(chēng)為電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽，它是內(nèi)存帶有天線(xiàn)的芯片，芯片 中存儲(chǔ)有能夠識(shí)別目標(biāo)的信息。RFID標(biāo)簽具有持久性，信息接收傳播穿透 性強(qiáng)，存儲(chǔ)信息容量大、種類(lèi)多等特點(diǎn)。有些 RFID標(biāo)簽支持讀寫(xiě)功能，目 標(biāo)物體的信息能隨時(shí)被更新。解讀器分為手持和固定兩種，由發(fā)送器，接 收儀、控制模塊和收發(fā)器組成。收發(fā)器和控制計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器（PLC）連接從而實(shí)現(xiàn)它的溝通功能。解讀器也有天線(xiàn)接收和傳輸信息。數(shù) 據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)：解讀器通過(guò)接收標(biāo)簽發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電波接收讀取數(shù)據(jù)

2、。 最常見(jiàn)的是被動(dòng)射頻系統(tǒng)，當(dāng)解讀器遇見(jiàn) RFID標(biāo)簽時(shí)，發(fā)出電磁波，周?chē)?形成電磁場(chǎng)，標(biāo)簽從電磁場(chǎng)中獲得能量激活標(biāo)簽中的微芯片電路，芯片轉(zhuǎn) 換電磁波，然后發(fā)送給解讀器，解讀器把它轉(zhuǎn)換成相關(guān)數(shù)據(jù)。控制計(jì)算器 就可以處理這些數(shù)據(jù)從而進(jìn)行管理控制。在主動(dòng)射頻系統(tǒng)中，標(biāo)簽中裝有 電池在有效范圍內(nèi)活動(dòng)RFID電子標(biāo)簽種類(lèi)按照不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，RFID電子標(biāo)簽有許多不同的分類(lèi)按工作頻率分類(lèi)電子標(biāo)簽的工作頻率是其最重要的特點(diǎn)之一。電子標(biāo)簽的工作頻率不 僅決定著射頻識(shí)別系統(tǒng)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識(shí)別距離， 還決定著電子標(biāo)簽及讀寫(xiě)器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)備的成本。工作在不同頻段或頻點(diǎn)上的電子標(biāo)簽具有不同

3、的特點(diǎn)。射頻識(shí)別應(yīng)用 占據(jù)的頻段或頻點(diǎn)在國(guó)際上有公認(rèn)的劃分，即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902928MHz， 2.45GHz， 5.8GHz 等。低頻段電子標(biāo)簽簡(jiǎn)稱(chēng)為低頻標(biāo)簽，其工作頻率范圍為30kHz 300kHz。典型工作頻率有：125KHz，133KHz（也有接近的其他頻率，如TI使用134.2KHz）。低頻標(biāo) 簽一般為無(wú)源標(biāo)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。低頻標(biāo)簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，低頻標(biāo)簽需位于閱讀 器天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下小于1米

4、。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有：動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖 防盜（帶有內(nèi)置應(yīng)答器的汽車(chē)鑰匙）等。與低頻標(biāo)簽相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有：ISO11784/11785 （用于動(dòng)物識(shí)別）、ISO18000-2 （ 125-135 kHz ）。低頻標(biāo) 簽有多種外觀形式，應(yīng)用于動(dòng)物識(shí)別的低頻標(biāo)簽外觀有：項(xiàng)圈式、耳牌式、 注射式、藥丸式等。典型應(yīng)用的動(dòng)物有牛、信鴿等。低頻標(biāo)簽的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：標(biāo)簽芯片一般采用普通的CMOS工藝，具有省電、廉價(jià)的特點(diǎn)；工作頻率不受無(wú)線(xiàn)電頻率管制約束；可以穿透水、 有機(jī)組織、木材等；非常適合近距離的、低速度的、數(shù)據(jù)量要求較少的識(shí) 別應(yīng)用（例如：動(dòng)物識(shí)別）等。低頻標(biāo)簽的劣勢(shì)主要體現(xiàn)在

5、：標(biāo)簽存貯數(shù)據(jù)量較少；只能適合低速、 近距離識(shí)別應(yīng)用；與高頻標(biāo)簽相比：標(biāo)簽天線(xiàn)匝數(shù)更多，成本更高一些；中高頻段電子標(biāo)簽的工作頻率一般為 3MHz 30MHz。典型工作頻率為： 13.56MHz。該頻段的電子標(biāo)簽，從射頻識(shí)別應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，因其工作原理 與低頻標(biāo)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標(biāo)簽類(lèi)中。另一方面，根據(jù)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)為高頻標(biāo)簽。中高頻段電子標(biāo)簽高頻電子標(biāo)簽一般也采用無(wú)源方式，其工作能量同低頻標(biāo)簽一樣，也 是通過(guò)電感（磁）耦合方式從閱讀器耦合線(xiàn)圈的輻射近場(chǎng)中獲得。標(biāo)簽與 閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，標(biāo)簽必須位于閱讀器天線(xiàn)輻射

6、的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。中頻 標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下也小于1米（最大讀取距離為1.5米）。高頻標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀，典型應(yīng)用包括：電子車(chē)票、電子身 份證、電子閉鎖防盜（電子遙控門(mén)鎖控制器）等。相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有： ISO14443、ISO15693、ISO18000-3 （ 13.56MHz）等。高頻標(biāo)準(zhǔn)的基本特點(diǎn)與低頻標(biāo)準(zhǔn)相似，由于其工作頻率的提高，可以 選用較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。電子標(biāo)簽天線(xiàn)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，標(biāo)簽一般制成標(biāo) 準(zhǔn)卡片形狀。超高頻與微波電子標(biāo)簽超高頻與微波頻段的電子標(biāo)簽，簡(jiǎn)稱(chēng)為微波電子標(biāo)簽，其典型工作頻 率為：433.92MHz，862（902廣928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微

7、波電子標(biāo)簽可 分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類(lèi)。工作時(shí)，電子標(biāo)簽位于閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng) 的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)內(nèi)，標(biāo)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)源標(biāo)簽提供射頻能量，將有源標(biāo)簽喚醒。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng) 閱讀距離一般大于1m，典型情況為47m，最大可達(dá)10m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(nèi)的電子標(biāo)簽可被讀/寫(xiě)。由于閱讀距離的增加，應(yīng)用中有可能在閱讀區(qū)域中同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)電子 標(biāo)簽的情況，從而提出了多標(biāo)簽同時(shí)讀取的需求，進(jìn)而這種需求發(fā)展成為 一種潮流。目前，先進(jìn)的射頻識(shí)別系統(tǒng)均將多標(biāo)簽識(shí)讀問(wèn)題作為系統(tǒng)的一 個(gè)重要特征。以目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，無(wú)源微波電子標(biāo)簽比較

8、成功產(chǎn)品相對(duì)集中在 902928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識(shí)別系統(tǒng)多以半無(wú)源微波 電子標(biāo)簽產(chǎn)品面世。半無(wú)源標(biāo)簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠(yuǎn)的閱讀 距離。微波電子標(biāo)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 支持多標(biāo)簽讀寫(xiě)、是否適合高速識(shí)別應(yīng)用，讀寫(xiě)器的發(fā)射功率容限，電子 標(biāo)簽及讀寫(xiě)器的價(jià)格等方面。對(duì)于可無(wú)線(xiàn)寫(xiě)的電子標(biāo)簽而言，通常情況下， 寫(xiě)入距離要小于識(shí)讀距離，其原因在于寫(xiě)入要求更大的能量。微波電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存貯容量一般限定在 2Kbits以?xún)?nèi)，再大的存貯容 量似乎沒(méi)有太大的意義，從技術(shù)及應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，微波電子標(biāo)簽并不適 合作為大量數(shù)據(jù)的載體，其主要功能在于

9、標(biāo)識(shí)物品并完成無(wú)接觸的識(shí)別過(guò) 程。典型的數(shù)據(jù)容量指標(biāo)有：IKbits，128Bits，64Bits等。由Auto-ID Center 制定的產(chǎn)品電子代碼EPC的容量為：90Bits。微波電子標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括：移動(dòng)車(chē)輛識(shí)別、電子身份證、倉(cāng)儲(chǔ)物 流應(yīng)用、電子閉鎖防盜（電子遙控門(mén)鎖控制器）等。相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有： ISO10374 ， ISO18000-4 （2.45GHz ）、 -5 （5.8GHz ）、 -6 （860-930 MHz ）、 -7（433.92 MHz），ANSI NCITS256-1999 等。按電能消耗分類(lèi)在實(shí)際應(yīng)用中，必須給電子標(biāo)簽供電它才能工作，雖然它的電能消耗 是非常低

10、的，按照標(biāo)簽獲取電能的方式不同，可以把標(biāo)簽分成有源式標(biāo)簽 與無(wú)源式標(biāo)簽。有源式電子標(biāo)簽通過(guò)標(biāo)簽自帶的內(nèi)部電池進(jìn)行供電，它的電能充足，工作可靠性高， 信號(hào)傳送的距離遠(yuǎn)。另外，有源式標(biāo)簽可以通過(guò)設(shè)計(jì)電池的不同壽命對(duì)標(biāo) 簽的使用時(shí)間或使用次數(shù)進(jìn)行限制，它可以用在需要限制數(shù)據(jù)傳輸量或者 使用數(shù)據(jù)有限制的地方。有源式標(biāo)簽的缺點(diǎn)主要是價(jià)格高，體積大，標(biāo)簽 的使用壽命受到限制，而且隨著標(biāo)簽內(nèi)電池電力的消耗，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x 會(huì)越來(lái)越小，影響系統(tǒng)的正常工作。無(wú)源式電子標(biāo)簽內(nèi)部不帶電池，需靠外界提供能量才能正常工作。無(wú)源式標(biāo)簽典型的 產(chǎn)生電能的裝置是天線(xiàn)與線(xiàn)圈，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入系統(tǒng)的工作區(qū)域，天線(xiàn)接收到 特定的電磁波，

11、線(xiàn)圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在經(jīng)過(guò)整流并給電容充電。電容 電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓后作為工作電壓。無(wú)源式標(biāo)簽具有永久的使用期，常常用在 標(biāo)簽信息需要每天讀寫(xiě)或頻繁讀寫(xiě)多次的地方，而且無(wú)源式標(biāo)簽支持長(zhǎng)時(shí) 間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。無(wú)源式標(biāo)簽的缺點(diǎn)主要是數(shù)據(jù)傳輸?shù)?距離要比有源式標(biāo)簽短。因?yàn)闊o(wú)源式標(biāo)簽依靠外部的電磁感應(yīng)而供電，它 的電能就比較弱，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和信號(hào)強(qiáng)度就受到限制，需要敏感性比 較高的信號(hào)接收器才能可靠識(shí)讀。但它的價(jià)格，體積，易用性決定了它是 電子標(biāo)簽的主流。按應(yīng)用分類(lèi)1、物流標(biāo)簽 主要應(yīng)用在物流運(yùn)輸、物流倉(cāng)儲(chǔ)管理及電子標(biāo)簽輔助揀 貨系統(tǒng)等。2、圖書(shū)標(biāo)簽 主要應(yīng)用在圖書(shū)館管理、圖書(shū)發(fā)行管理等方面3、抗金屬標(biāo)簽主要應(yīng)用在辦公設(shè)備管理，企業(yè)資產(chǎn)管理，生產(chǎn)管理 等方面其他標(biāo)簽還有服裝標(biāo)