浅谈RFID系统中的频段特性及主要应用领域

山东工业技术 / 2018年10月12日 22:25
摘要:文章基于对射频识别技术的具体工作原理和构成进行了介绍,并且在这一问题基础上提出了相应的频段概念,并且对射频系统中不同工作频段的特征和应用情况进行了详实的分析。关键词:;射频识别;频段特性;应用领

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摘 要:文章基于对射频识别技术的具体工作原理和构成进行了介绍,并且在这一问题基础上提出了相应的频段概念,并且对射频系统中不同工作频段的特征和应用情况进行了详实的分析。

关键词:;射频识别;频段特性;应用领域

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.104

1 引言

系统中所谓频段实际上就是相关读写器借助天线对信号频率进行传输、接受并进行识别的过程。从应用来讲,射频标签同射频识别系统具有一致的工作频率,从而可以确定相关系统的性能。

基于系统中,相关工作运行流程同调频广播的收听过程具有一致性,需要将射频标签以及读写器调节到一致的频率才能够保证工作的正常进行。射频标签的工作频率一方面可以对相关系统的工作原理、识别距离加以确定,同时也决定相关射频标签和读写器的实现可能性和相关设备的投入成本[1]。

2 频段特性及应用

在国际中对于RFID的相关频段或者时频点做出了规定,也就是相应的ISM频段。比较常见的工作频段包括:902MHz~等。根据工作频段的差异,可以将标签做出相应的划分,将其划分为低频、高频、超高频和微波等相应的种类,各个频段的工作原理具有一定的差异性,其中和频段的电子标签采用的原理时电磁耦合,而对于和处于微波频段的而言,通常使用的原理为电磁发射。当期国际中普遍应用的频率共有四种不同的波段。包括低频、高频、超高频和微波。各个频段的特点具有一定的差异性,并且在不同的领域得到应用,故需要结合相应的特点进行频率的选择。

(1)低频(从125KHz到134KHz)。其中低频段标签的工作范围定为。较为常用的工作频率为和。技术最先得到普遍应用的频段范围时低频段,通过电感耦合额作用是西安工作的进行,并且在读写器和感应器线圈中同样存在变电耦合作用。感应器天线中的整合电流在读写器交变场的作用下相关感应电压被整流,从而可以用作供电电压。由此可以定义相应的磁场区域,并且在这一磁场区域中场强呈现出相对较快的变化速度。低频标签通常是无源标签,工作能量的获取主要时通过阅读器的电感耦合作用获得,相关阅读器以及低频标签传输数据时,需要确定阅读器的辐射范围,保证标签处辐射范围中,通常情况下,应当保证二者之间的距离小于1米[2]。

特性:1)通常低频段工作的感应器其工作频率为到,的工作频率则是。此频段的波长大约为。2)通常低频可以穿过除金属以外的相关材料,并且保证相应的读取距离。3)工作频段为低频段的读写器没有对其做出特殊读写许可限制。4)低频产品具有不同的封装形式,并且价格也不一,通常封装形式越好价格也相应增加,并且能够持久使用,可以达到十年以上的使用寿命。5)再次频率下相关磁场区域呈现出较快的下降速度,但是依然保证了读写区域的均匀。6)同其他频段的产品进行比较,能够发现在这一频段进行数据输出时,速率相对下降。7)相比于其它频段而言,感应器的价格相应较高。

适用领域:畜牧业的管理系统、汽车防盗系统、无钥门系统以及自动停车和车辆管理系统、门禁系统和相关安全系统等。

(2)高频(工作频率为)。通常而言,中高频段射频工作的频率范围是。常见的工作频率为。此频率段的标签与低频段的标签工作原理一致,都是借助电感耦合实现工作运行,因此可以将其划分为低频标签的范围中。由于这一频段的标签有可能是应用最为广泛的标签,因此需要将高以及低理解为一个相对的概念,避免出现理解中的混乱问题。因此为了方便描述相关问题,可以将上述标签定义为中频射标签,这一标签采用无源设主,其工作能量同低频标签获取途径一致,在阅读器与标签两者进行数据的互换时,相应的需要保证标签处于阅读器的天线辐射范围之内。

特性:1)工作频率固定为,此频率波长约为。2)相关频率可以穿透大多数物质,但是无法穿透金属,虽然有这一性质但是实现时需要使读取距离进一步降低,并且保证感应器离开金属相应的距离。3)这一频段的使用在全球范围普遍认同,并且不存在相应的限制。5)此频段下降速度相对较快,但是可以保证读写区域的均匀性。6)此系统在避免冲撞方面表现良好,能够实现多个电子标签的阅读。7)保证相关数据信息的录入。8)同低频相比数据传输速度更快,并且价格相对低廉。

主要应用:一般而言应当保证中频标签的阅读速度在一米以内。中频标签可以制备成卡状,从而在电子车片、身份证件以及物业管理和门禁中加以使用。其应用范围相对较广,除了上述的系统之外,还可以在三表预收费系统和大型会议人员通道和智能货架的管理方面加以运用。

(3)超高频(工作频率为到之间)。超高系统可以借助电场实现能力传输。通常来讲,电厂的能量并非以较快的速度下降,但是对应区域的有效性无法保证。相对而言这一频段的读取距离更远,甚至可以达到十米左右,并且想要实现这一过程也需要电容耦合的形式。

特性:1)此频段,并没有完全一致的定义,其中欧洲和亚洲的部分国家对其频率的定位为,而北美地区对其进行的定位为到之间,日本针对这一频段的实际定位是在到之间。此频段波长可以达到左右。2)当前对这一频段输出具有的定义为,美国是4W,欧洲地区为。对于欧洲而言,其限制可能会进一步上升到。3)相对较高的频段难以通过多种材料,包括水、灰尘以及雾等悬浮颗粒物。比较高频段以及超高频段的标签不难发现,此频段电子标签不需要保证和金屬产生分离。4)通常来讲,电子标签共有两种不同天线方式,其一是长条形,其二是标签形。并且也存在线性以及圆极化两种方式,应用角度不同。5)相比于其它频段,这一频段在读取距离上展现了优势性,但是同样的难以定义相关区域。6)数据的传输速率相对较高,可以在比较短的时间内实现多个电子标签的阅读。

适应领域:供应链管理和应用,生产流程中的自动化运行管理、肮空包裹以及集装箱的使用管理,后勤服务管理系统的应用;对于超高频产品能够在未来发挥的作用是毋庸置疑的。举例来说,如,,美国国防部和麦德龙超市相应的都会在其供应链中推崇相应的技术。

参考文献:

[1]中科院自动化所RFID研究中心田利梅关强.RFID系统中的频段特点及主要应用领域[N].计算机世界,2005,07(18):B07.

[2]李富玉,李浙昆.射频识别(RFID)系统的频段特性及其应用现状分析[J].科技咨询导报,2007(09):1+3.

作者简介:沈永成(1990-),男,江苏如皋人,本科,助理工程师,从事微波射频方面的研究。

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