RFID技術中各頻段電子标簽的特點及其應用領域

一台RFID讀寫器可否識别幾種不同頻率的電子标簽？

一般來說一台讀寫器可讀寫頻率有：

125KHZ低頻，其協定有ISO11784/11785

13.56MHZ高頻，其協定有ISO14443A、ISO14443B、ISO15693等

915MHZ超高頻，其協定有18000-6B/6C

因為每種頻率所涉及到的讀卡器天線都不一樣，是以說一般來說一台讀寫器隻能識别一種頻段的标簽，但是可以識别同頻段的多種協定标準标簽。

（如果要同時讀多頻段的讀寫器,需要定做的 也可以做到的）

比如YX7036支援13.56MHz的14443協定和15693協定标簽的讀寫
超高頻YXU9809USB-L支援902-928MHz  ISO18000-6B / ISO18000-6C協定标簽的讀寫器
      

我們公司的F805，D807的工作頻率是860-960MHz (也可根據使用者需要或使用地區規定定制其他工作頻點)；

H802手持讀寫器(PDA)的工作頻率是624MHz(32bit CPU)

F526讀寫器的射頻參數中其工作頻率是2.40-2.48GHz；

天線有線性和圓極化兩種設計，D807發夾機就是内置圓極化天線，F805是外有4個天線口的線性天線。

工作在不同頻段或頻點上的電子标簽具有不同的特性，本文詳細介紹RFID不同工作頻率的特性以及主要的應用領域。

       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、接收并識讀的标簽信号頻率範圍。從應用概念來說，射頻标簽的工作頻率也就是射頻識别系統的工作頻率，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，射頻标簽和讀寫器也要調制到相同的頻率才能工作。射頻标簽的工作頻率不僅決定着射頻識别系統工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識别距離，還決定着射頻标簽及讀寫器實作的難易程度和裝置成本。RFID應用占據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分，即位于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标簽可以分為低頻(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電子标簽一般采用電磁耦合原理，而UHF及微波頻段的RFID一般采用電磁發射原理。目前國際上廣泛采用的頻率分布于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，是以要正确使用就要先選擇合适的頻率。

1.低頻段電子标簽

       低頻段電子标簽，簡稱為低頻标簽，低頻電子标簽安全保密性差。其工作頻率範圍為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)。低頻标簽一般為無源标簽，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。低頻标簽與閱讀器之間傳送資料時，低頻标簽需位于閱讀器天線輻射的近場區内。低頻标簽的閱讀距離一般情況下小于1米。

       低頻标簽的典型應用有：動物識别、容器識别、工具識别、電子閉鎖防盜（帶有内置應答器的汽車鑰匙）等。與低頻标簽相關的國際标準有：ISO11784/11785（用于動物識别）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低頻标簽有多種外觀形式，應用于動物識别的低頻标簽外觀有：項圈式、耳牌式、注射式、藥丸式等。典型應用的動物有牛、信鴿等。

       低頻标簽的主要優勢展現在：标簽晶片一般采用普通的CMOS工藝，具有省電、廉價的特點；工作頻率不受無線電頻率管制限制；可以穿透水、有機組織、木材等；非常适合近距離的、低速度的、資料量要求較少的識别應用（例如：動物識别）等。

       低頻标簽的劣勢主要展現在：标簽存貯資料量較少；隻能适合低速、近距離識别應用；與高頻标簽相比：标簽天線匝數更多，成本更高一些；

2.中高頻段電子标簽

       中高頻段電子标簽的工作頻率一般為3MHz ~ 30MHz。典型工作頻率為：13.56MHz。該頻段的電子标簽，從射頻識别應用角度來說，因其工作原理與低頻标簽完全相同，即采用電感耦合方式工作，是以宜将其歸為低頻标簽類中。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，是以也常将其稱為高頻标簽。高頻電子标簽一般也采用無源方式，其工作能量同低頻标簽一樣，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。标簽與閱讀器進行資料交換時，标簽必須位于閱讀器天線輻射的近場區内。中頻标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）。

       高頻标準的基本特點與低頻标準相似，由于其工作頻率的提高，可以選用較高的資料傳輸速率。電子标簽天線設計相對簡單，标簽一般制成标準卡片形狀。典型應用包括：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。相關的國際标準有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-3（13.56MHz）等。

3.超高頻與微波标簽

       超高頻與微波頻段的電子标簽，簡稱為微波電子标簽，超高頻标簽的閱讀距離大。其典型工作頻率為：433.92MHz，862(902)~928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波電子标簽可分為有源标簽與無源标簽兩類。工作時，電子标簽位于閱讀器天線輻射場的遠區場内，标簽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标簽提供射頻能量，将有源标簽喚醒。相應的射頻識别系統閱讀距離一般大于1m，典型情況為4~7m，最大可達10m以上。閱讀器天線一般均為定向天線，隻有在閱讀器天線定向波束範圍内的電子标簽可被讀/寫。由于閱讀距離的增加，應用中有可能在閱讀區域中同時出現多個電子标簽的情況，進而提出了多标簽同時讀取的需求，進而這種需求發展成為一種潮流。目前，先進的射頻識别系統均将多标簽識讀問題作為系統的一個重要特征。

       超高頻标簽主要用于鐵路車輛自動識别、集裝箱識别，還可用于公路車輛識别與自動收費系統中。以目前技術水準來說，無源微波電子标簽比較成功産品相對集中在902~928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識别系統多以有源微波電子标簽産品面世。有源标簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠的閱讀距離。

       微波電子标簽的典型特點主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支援多标簽讀寫、是否适合高速識别應用，讀寫器的發射功率容限，電子标簽及讀寫器的價格等方面。對于可無線寫的電子标簽而言，通常情況下，寫入距離要小于識讀距離，其原因在于寫入要求更大的能量。微波電子标簽的資料存貯容量一般限定在2Kbits以内，再大的存貯容量似乎沒有太大的意義，從技術及應用的角度來說，微波電子标簽并不适合作為大量資料的載體，其主要功能在于辨別物品并完成無接觸的識别過程。典型的資料容量名額有：1Kbits，128Bits，64Bits等。由Auto-ID Center制定的産品電子代碼EPC的容量為：90Bits。

       微波電子标簽的典型應用包括：移動車輛識别、電子身份證、倉儲物流應用等。相關的國際标準有：ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、-5（5.8GHz）、-6（860-930 MHz）、-7（433.92 MHz），ANSI NCITS256-1999等。

       目前，不同的國家使用的同頻率，也不相同。現在，歐洲使用的超高頻是868MHz,美國的則是915MHz.日本目前不允許将超高頻用到射頻技術中。政府也通過調整解讀器的電源來限制它對其他器械的影響。有些組織例如全球商務促進委員會正鼓勵政府取消限制。标簽和解讀器生産廠商也正在開發能使用不同頻率系統避免這些問題。

       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。

       我國在LF和HF頻段RFID标簽晶片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準，已經自主開發出符合ISO14443 Type A、Type B和ISO15693标準的RFID晶片，并成功地應用于交通一卡通和第二代身份證等項目中。