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RFID工作頻率指南和典型應(yīng)用

作者:德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司 胡洪洲
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2005-07-09 10:18:28
摘要:RFID工作頻率指南和典型應(yīng)用
目前定義RFID 產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標(biāo)準(zhǔn)的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的RFID 產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應(yīng)器有無源和有源兩種方式,下面詳細(xì)介紹無源的感應(yīng)器在不同工作頻率產(chǎn)品的特性以及主要的應(yīng)用。


  一、低頻(從125KHz 到134KHz)
  其實(shí)RFID 技術(shù)首先在低頻得到廣泛的應(yīng)用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進(jìn)行工作, 也就是在讀寫器線圈和感應(yīng)器線圈間存在著變壓器耦合作用.通過讀寫器交變場的作用在感應(yīng)器天線中感應(yīng)的電壓被整流,可作供電電壓使用. 磁場區(qū)域能夠很好的被定義,但是場強(qiáng)下降的太快。
  特性:
  1. 工作在低頻的感應(yīng)器的一般工作頻率從120KHz 到134KHz, TI 的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為2500m.
  2. 除了金屬材料影響外,一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。
  3. 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。
  4.低頻產(chǎn)品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價(jià)格太貴,但是有10 年以上的使用壽命。
  5.雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快,但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。
  6.相對于其他頻段的RFID 產(chǎn)品,該頻段數(shù)據(jù)傳輸速率比較慢。
  7.感應(yīng)器的價(jià)格相對與其他頻段來說要貴。
  主要應(yīng)用:
  1. 畜牧業(yè)的管理系統(tǒng)
  2. 汽車防盜和無鑰匙開門系統(tǒng)的應(yīng)用
  3. 馬拉松賽跑系統(tǒng)的應(yīng)用
  4. 自動停車場收費(fèi)和車輛管理系統(tǒng)
  5. 自動加油系統(tǒng)的應(yīng)用
  6. 酒店門鎖系統(tǒng)的應(yīng)用
  7. 門禁和安全管理系統(tǒng)

  符合的國際標(biāo)準(zhǔn):
  a) ISO 11784 RFID 畜牧業(yè)的應(yīng)用-編碼結(jié)構(gòu)
  b) ISO 11785 RFID 畜牧業(yè)的應(yīng)用-技術(shù)理論
  c) ISO 14223-1 RFID 畜牧業(yè)的應(yīng)用-空氣接口
  d) ISO 14223-2 RFID 畜牧業(yè)的應(yīng)用-協(xié)議定義
  e) ISO 18000-2 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協(xié)議
  f) DIN 30745 主要是歐洲對垃圾管理應(yīng)用定義的標(biāo)準(zhǔn)

  二、高頻(工作頻率為13.56MHz)
  在該頻率的感應(yīng)器不再需要線圈進(jìn)行繞制,可以通過腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應(yīng)器一般通過負(fù)載調(diào)制的方式的方式進(jìn)行工作。也就是通過感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。如果人們通過數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開,那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)器傳輸?shù)阶x寫器。
  特性:
  1. 工作頻率為13.56MHz,該頻率的波長大概為22m。
  2. 除了金屬材料外,該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料,但是往往會降低讀取距離。感應(yīng)器需要離開金屬一段距離。
  3. 該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒有特殊的限制。
  4. 感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式。
  5. 雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快,但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域。
  6. 該系統(tǒng)具有防沖撞特性,可以同時(shí)讀取多個電子標(biāo)簽。
  7. 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽中。
  8. 數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快,價(jià)格不是很貴。
主要應(yīng)用:
1. 圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用
2. 瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用
3. 服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
4. 三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)
5. 酒店門鎖的管理和應(yīng)用
6. 大型會議人員通道系統(tǒng)
7. 固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)
8. 醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用
9. 智能貨架的管理
符合的國際標(biāo)準(zhǔn):
a) ISO/IEC 14443 近耦合IC 卡,最大的讀取距離為10cm.
b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC 卡,最大的讀取距離為1m.
c) ISO/IEC 18000-3 該標(biāo)準(zhǔn)定義了13.56MHz 系統(tǒng)的物理層,防沖撞算法和
通訊協(xié)議。
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定義13.56MHz 符合EPC 的接口定義。
三、甚高頻(工作頻率為860MHz 到960MHz 之間)
甚高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快,但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn),無源可達(dá)10m 左右。主要是通過電容耦合的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
特性:
1. 在該頻段,全球的定義不是很相同-歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz,北美定義的頻段為902 到905MHz 之間,在日本建議的頻段為950 到956 之間。該頻段的波長大概為30cm 左右。
2. 目前,該頻段功率輸出目前統(tǒng)一的定義(美國定義為4W,歐洲定義為500mW)。可能歐洲限制會上升到2W EIRP。
3. 甚高頻頻段的電波不能通過許多材料,特別是水,灰塵,霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標(biāo)簽來說,該頻段的電子標(biāo)簽不需要和金屬分開來。
4. 電子標(biāo)簽的天線一般是長條和標(biāo)簽狀。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì),滿足不同應(yīng)用的需求。
5. 該頻段有好的讀取距離,但是對讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義。
6. 有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率,在很短的時(shí)間可以讀取大量的電子標(biāo)簽。
主要應(yīng)用:
1. 供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用
2. 生產(chǎn)線自動化的管理和應(yīng)用
3. 航空包裹的管理和應(yīng)用
4. 集裝箱的管理和應(yīng)用
5. 鐵路包裹的管理和應(yīng)用
6. 后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用
符合的國際標(biāo)準(zhǔn):
a) ISO/IEC 18000-6 定義了甚高頻的物理層和通訊協(xié)議;空氣接口定義了Type A 和Type B 兩部分;支持可讀和可寫操作。
b) EPCglobal 定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和甚高頻的空氣接口以及通訊的協(xié)議。例如:Class 0, Class 1, UHF Gen2。
c) Ubiquitous ID 日本的組織,定義了UID 編碼結(jié)構(gòu)和通信管理協(xié)議。
我們毫無懷疑,在將來,甚高頻的產(chǎn)品會得到大量的應(yīng)用。例如WalMart,Tesco,美國國防部和麥德龍超市都會在它們的供應(yīng)鏈上應(yīng)用RFID 技術(shù)。

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