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工業(yè)RFID應用之基礎篇:高頻與超高頻應用的區(qū)別比較
廣州晨控智能技術有限公司
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     隨著物聯網技術的發(fā)展,RFID已經走入了人們的生活,而RFID電子標簽涉及在各個領域。不同頻率的RFID標簽功能也不同,應用領域也是不盡相同。

高頻與超高頻的工作頻率

     高頻RFID標簽典型工作頻率為13.56MHz,一般以無源為主,標簽與閱讀器進行數據交換時,標簽必須位于閱讀器天線輻射的近場區(qū)內。高頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。高頻標簽由于可方便地做成卡狀,廣泛應用于電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)、小區(qū)物業(yè)管理、大廈門禁系統等。

     超高頻標簽的工作頻率則在860MHz~960MHz之間,可分為有源標簽與無源標簽兩類。工作時,射頻標簽位于閱讀器天線輻射場的遠場區(qū)內,標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標簽提供射頻能量,將無源標簽喚醒。相應的射頻識別系統閱讀距離一般大于1米,典型情況為4米~6米,最大可達10米以上。閱讀器天線一般均為定向天線,只有在閱讀器天線定向波束范圍內的射頻標簽可被讀/寫。

高頻和超高頻的特點

     高頻標簽比超高頻標簽便宜,節(jié)省能量,穿透非金屬物體的能力強,工作頻率不受無線電頻率管制約束,適用場合廣泛,尤其是在工業(yè)生產中,不受油污,水汽的影響。

  超高頻作用范圍廣,傳送數據速度快,但是他們比較耗能,穿透力較弱,作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾,適合使用在倉儲物流方向,可用于監(jiān)測從海港運到倉庫的物品。而且超高頻系統價格相對于高頻系統更高。

高頻與超高頻的發(fā)展并不均衡

     從技術發(fā)展程度上看,高頻技術比超高頻技術相對成熟一些。從1995年初步商業(yè)化開始,到今天的廣泛性、成熟化實際應用,高頻技術取得了相當不錯的成績。與其他頻段的RFID標簽相比,高頻標簽的生產量最大,廠商的積極性也最高。

     通過多年不斷的完善與改進,針對高頻標簽生產、數據協議共享和構造RFID應用的基礎等方面的學習曲線模型也已經建立。超高頻技術則剛開始進入大規(guī)模應用階段,其技術水平還沒有達到成熟的地步。

     從信號干擾方面看,高頻和超高頻RFID系統都非常依賴于讀取器和標簽之間的通訊環(huán)境。不過,高頻技術的近場感應耦合減少了潛在的無線干擾,使高頻技術對環(huán)境噪聲和電磁干擾(EMI)有極強的“免疫力”。而超高頻采用電磁發(fā)射原理,因此更容易受到電磁干擾的影響。同時,金屬會反射信號,水則能吸收信號,這些因素都會對標簽的正常功能產生干擾。雖然經過技術改進后的部分超高頻標簽(比如Gen2)在防止金屬、液體的干擾方面性能優(yōu)良,不過和高頻標簽相比,超高頻仍稍遜一等,需要采用其他方法來彌補。

RFID國際標準

     從全球規(guī)范標準上看,國際標準化組織/國際電工委員會于1999年制定了ISO/IEC,15693標準,對高頻射頻識別技術的實施進行了規(guī)范。13.56MHz的高頻波段成為在世界范圍內有效的國際科學和醫(yī)學(ISM)波段。在日本于2002年12月同意使用一致的高頻頻率后,其功率水平也在世界范圍內得到了統一。

     超高頻的標準就不那么統一,不同國家使用的頻率也不盡相同。歐盟指定的超高頻是865~868MHz,美國則是902~928MHz,印度是865~867MHz,澳大利亞是920~926MHz,日本是952~954MHz,而中國等國家則還沒有給超高頻一個合適的頻段范圍,處于標準缺失狀態(tài)。超高頻頻段的不統一造成的直接后果就是使試圖建立全球供應鏈無縫鏈接的企業(yè)供應鏈鏈條斷開。

  從全球RFID功率要求上看,歐洲電信標準協會(ETSI)的EN300-220規(guī)范有兩個主要的條款對超高頻不太有利。其一是關于功率的限制,規(guī)定有效輻射功率為500毫瓦;其二是關于帶寬的限制,結果是無法使讀寫器跳頻,也限制了標簽的反沖突仲裁速度。歐洲規(guī)范限制了超高頻標簽和讀取器之間的信號調制,導致美國和歐洲系統的不一致性。

     從實際應用的支持方看,高頻技術獲得了大部分終端用戶的好評。例如,本田(汽車裝配),格力(空調裝配),三菱(電機裝配)等等。

     除了在供應鏈托盤級和貨箱級的廣泛應用之外,高頻技術也在單品級應用方面大顯身手。單品級標簽有自身特別需求,當然這也是其獨特的優(yōu)勢所在。例如,標簽的體積必須足夠。粯撕炛g不相互干擾;抗液體、金屬干擾的能力強;要保持較高的閱讀準確率;識讀距離短相對帶來的隱私安全性好等,高頻標簽很好的迎合了這些要求。

     超高頻標簽也有自己的用武之地,美國國防部以及美歐大型零售商(如沃爾瑪)就將超高頻無源RFID標簽作為食品和其他產品的包裝箱及貨盤標準化的RFID標簽。沃爾瑪還發(fā)布強制命令,要求其單品藥品要全部采用超高頻標簽。

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