RFID無線射頻技術應用的基礎知識

RFID簡介

  射頻識别(RFID)是指通過電磁波在RFID标簽和讀寫器之間無線或非接觸傳輸數字ID等資料。标記實體對象允許企業、組織和消費者通過唯一的數字ID (digital twin)無縫地識别、驗證、跟蹤、檢測每個項目并與之互動。

  與其他自動識别技術(如光學QR碼)不同，RFID可以讀取幾厘米到20多米的視線範圍内的标簽，具體取決于RFID系統的類型。典型的例子是在送貨區的門後安裝固定的讀寫器門，讀取托盤上周轉箱中數百個貼有标簽的産品，或者用手持閱讀器掃描商店貨架，在幾秒鐘内清點庫存，或者用智能手機掃描奢侈品錢包，驗證真僞，注冊會員。

RFID 的工作原理？

  簡單地說，RFID 系統由三個部分組成： RFID 标簽或智能标簽；RFID 讀寫器（也稱為詢問器）；以及将擷取的資料傳送至 IT 系統或物聯網 (IoT) 的軟體（也稱為中間軟體）。 根據應用需求，需要認真選擇系統元件，以滿足所需的性能、準确性和可靠性。

RFID 标簽

  RFID 标簽有多種形狀和大小，可以是“無源”的，也可以是“有源”的。 但最常見的是無源标簽，這意味着它們不需要電池等內建電源。 無源标簽通常由 RFID inlay 和防止實體損傷的外殼組成。 inlay 由一個小型矽微晶片組成，用以存儲數字 ID 和其他資料，并粘貼到紙或塑膠 (PET) 薄膜等薄基闆上的天線上。 無源标簽的天線接收來自讀寫器的無線電波，并将其傳輸到微晶片，微晶片收集該能量，并用來将無線信号發送回讀寫器。 

  inlay 的尺寸很薄，是以很容易嵌入到傳統标簽中，使其成為智能标簽，或嵌入到非常堅固的塑膠（硬标簽）或生物相容玻璃（玻璃标簽）中，用于極端惡劣的環境或注射到動物體内。

RFID 的類型

  RFID 系統分為三個主要的射頻範圍： 低頻 (LF)、高頻 (HF) 和超高頻 (UHF)。 它們因應用、最大讀取範圍以及所使用的 RFID 标簽和讀寫器類型而不同。 

超高頻 (UHF)

  UHF RFID 系統的工作頻率範圍是 860 至 960 MHz。 典型的讀取距離是從近距離接觸到 20 米以上，這使其應用範圍非常廣泛，可用于庫存和供應鍊管理、智能制造、航空行李追蹤、體育計時等應用。

  在頻率範圍内，有兩個由監管機構定義的主要區域子頻帶。 歐洲電信标準協會 (ETSI) 為 RFID 的使用定義了 865 - 868 MHz，美國聯邦通信委員會 (FCC) 選擇了 902 - 928 MHz。 我們的部分RFID 标簽和 inlay 專用于 FCC 或 ETSI 頻率，許多較新的産品則同時支援這兩個頻帶。

  與 HF 和 LF 相比，UHF 系統支援更長的讀取範圍，能夠實作各種尺寸和形狀的經濟高效 inlay 和标簽，并且能夠快速讀取散件，但更容易受到金屬或導電材料或液體的無線電波幹擾。

高頻 (HF) 和近場通信 (NFC)

  HF 和 NFC RFID 系統的工作頻帶是 13.56 MHz，讀取範圍從近接觸到 50 厘米不等。 典型的應用包括圖書館媒體管理、自動化制造、博彩籌碼管理、身份證、NFC 支付卡或智能手機應用的非接觸式支付，以及消費者互動。 HF 标簽需要特殊的讀寫器，而 NFC 标簽在幾厘米的距離内幾乎可以被任何智能手機讀取。 

  随着數十億支援 NFC 的智能手機出現在當今市場上，越來越多的消費者開始習慣非接觸式支付，利用 NFC 标簽進行消費者互動和以消費者為中心的其他新應用有很廣闊的前景。

低頻 (LF)

  大多數 LF 系統的工作頻帶是 125 - 134 kHz，可實作高達 10 厘米的讀取範圍。 典型的應用領域包括動物識别、出入控制、汽車出入以及有高密度液體和金屬的環境。

與 UHF 和 HF 相比，LF 系統的資料傳輸速率和讀取距離更低，但低頻系統适于在嚴苛環境下使用。