包裝箱智能標(biāo)簽應(yīng)用

      發(fā)布時(shí)間:2024-05-02 點(diǎn)擊:63
      rfid系統(tǒng)中的頻段特點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域:
      對(duì)一個(gè)rfid系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它的頻段概念是指讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送、接收并識(shí)讀的標(biāo)簽信號(hào)頻率范圍。從應(yīng)用概念來(lái)說(shuō),射頻標(biāo)簽的工作頻率也就是射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率,直接決定系統(tǒng)應(yīng)用的各方面特性。在rfid系統(tǒng)中,系統(tǒng)工作就像我們平時(shí)收聽(tīng)調(diào)頻廣播一樣,射頻標(biāo)簽和讀寫(xiě)器也要調(diào)制到相同的頻率才能工作。
      射頻標(biāo)簽的工作頻率不僅決定著射頻識(shí)別系統(tǒng)工作原理(電感耦合還是電磁耦合)、識(shí)別距離,還決定著射頻標(biāo)簽及讀寫(xiě)器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)備成本。rfid應(yīng)用占據(jù)的頻段或頻點(diǎn)在國(guó)際上有公認(rèn)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標(biāo)簽可以分為低頻(lf)、高頻(hf)、超高頻(uhf)和微波等不同種類(lèi)。不同頻段的rfid工作原理不同,lf和hf頻段rfid電子標(biāo)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(fā)射原理。目前國(guó)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(diǎn),被用在不同的領(lǐng)域,因此要正確應(yīng)用就要先選擇合適的頻率。
      低頻段射頻標(biāo)簽,簡(jiǎn)稱(chēng)為低頻標(biāo)簽,其工作頻率范圍為30khz~300khz。典型工作頻率有125khz和133khz。低頻標(biāo)簽一般為無(wú)源標(biāo)簽,其工作能量通過(guò)電感耦合方式從閱讀器耦合線(xiàn)圈的輻射近場(chǎng)中獲得。低頻標(biāo)簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí),低頻標(biāo)簽需位于閱讀器天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。低頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下小于1米。低頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用有:動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖防盜(帶有內(nèi)置應(yīng)答器的汽車(chē)鑰匙)等。
      中高頻段射頻標(biāo)簽的工作頻率一般為3mhz~30mhz。典型工作頻率為13.56mhz。該頻段的射頻標(biāo)簽,因其工作原理與低頻標(biāo)簽完全相同,即采用電感耦合方式工作,所以宜將其歸為低頻標(biāo)簽類(lèi)中。另一方面,根據(jù)無(wú)線(xiàn)電頻率的一般劃分,其工作頻段又稱(chēng)為高頻,所以也常將其稱(chēng)為高頻標(biāo)簽。鑒于該頻段的射頻標(biāo)簽可能是實(shí)際應(yīng)用中最大量的一種射頻標(biāo)簽,因而我們只要將高、低理解成為一個(gè)相對(duì)的概念,即不會(huì)造成理解上的混亂。為了便于敘述,我們將其稱(chēng)為中頻射頻標(biāo)簽。中頻標(biāo)簽一般也采用無(wú)源設(shè)主,其工作能量同低頻標(biāo)簽一樣,也是通過(guò)電感(磁)耦合方式從閱讀器耦合線(xiàn)圈的輻射近場(chǎng)中獲得。標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí),標(biāo)簽必須位于閱讀器天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)區(qū)內(nèi)。中頻標(biāo)簽的閱讀距離一般情況下也小于1米。中頻標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀,廣泛應(yīng)用于電子車(chē)票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門(mén)鎖控制器)、小區(qū)物業(yè)管理、大廈門(mén)禁系統(tǒng)等。
      超高頻與微波頻段的射頻標(biāo)簽簡(jiǎn)稱(chēng)為微波射頻標(biāo)簽,其典型工作頻率有433.92mhz、862(902)mhz~928mhz、2.45ghz、5.8ghz。微波射頻標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類(lèi)。工作時(shí),射頻標(biāo)簽位于閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)內(nèi),標(biāo)簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線(xiàn)輻射場(chǎng)為無(wú)源標(biāo)簽提供射頻能量,將有源標(biāo)簽喚醒。相應(yīng)的射頻識(shí)別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1m,典型情況為4m~6m,最大可達(dá)10m以上。閱讀器天線(xiàn)一般均為定向天線(xiàn),只有在閱讀器天線(xiàn)定向波束范圍內(nèi)的射頻標(biāo)簽可被讀/寫(xiě)。由于閱讀距離的增加,應(yīng)用中有可能在閱讀區(qū)域中同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)射頻標(biāo)簽的情況,從而提出了多標(biāo)簽同時(shí)讀取的需求。目前,先進(jìn)的射頻識(shí)別系統(tǒng)均將多標(biāo)簽識(shí)讀問(wèn)題作為系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。超高頻標(biāo)簽主要用于鐵路車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別、集裝箱識(shí)別,還可用于公路車(chē)輛識(shí)別與自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)中。
      以目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō),無(wú)源微波射頻標(biāo)簽比較成功的產(chǎn)品相對(duì)集中在902mhz~928mhz工作頻段上。2.45ghz和5.8ghz射頻識(shí)別系統(tǒng)多以半無(wú)源微波射頻標(biāo)簽產(chǎn)品面世。半無(wú)源標(biāo)簽一般采用鈕扣電池供電,具有較遠(yuǎn)的閱讀距離。微波射頻標(biāo)簽的典型特點(diǎn)主要集中在是否無(wú)源、無(wú)線(xiàn)讀寫(xiě)距離、是否支持多標(biāo)簽讀寫(xiě)、是否適合高速識(shí)別應(yīng)用,讀寫(xiě)器的發(fā)射功率容限,射頻標(biāo)簽及讀寫(xiě)器的價(jià)格等方面。對(duì)于可無(wú)線(xiàn)寫(xiě)的射頻標(biāo)簽而言,通常情況下寫(xiě)入距離要小于識(shí)讀距離,其原因在于寫(xiě)入要求更大的能量。微波射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量一般限定在2kbits以?xún)?nèi),再大的存儲(chǔ)容量似乎沒(méi)有太大的意義,從技術(shù)及應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō),微波射頻標(biāo)簽并不適合作為大量數(shù)據(jù)的載體,其主要功能在于標(biāo)識(shí)物品并完成無(wú)接觸的識(shí)別過(guò)程。典型的數(shù)據(jù)容量指標(biāo)有:1kbits、128bits、64bits等。由auto-id center制定的產(chǎn)品電子代碼epc的容量為90bits。微波射頻標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括移動(dòng)車(chē)輛識(shí)別、電子閉鎖防盜(電子遙控門(mén)鎖控制器)、醫(yī)療科研等行業(yè)。
      不同頻率的標(biāo)簽有不同的特點(diǎn),例如,低頻標(biāo)簽比超高頻標(biāo)簽便宜,節(jié)省能量,穿透廢金屬物體力強(qiáng),工作頻率不受無(wú)線(xiàn)電頻率管制約束,最適合用于含水成分較高的物體,例如水果等;超高頻作用范圍廣,傳送數(shù)據(jù)速度快,但是比較耗能,穿透力較弱,作業(yè)區(qū)域不能有太多干擾,適用于監(jiān)測(cè)港口、倉(cāng)儲(chǔ)等物流領(lǐng)域的物品;而高頻標(biāo)簽屬中短距識(shí)別,讀寫(xiě)速度也居中,產(chǎn)品價(jià)格也相對(duì)便宜,比如應(yīng)用在電子票證一卡通上。
      目前,不同的國(guó)家對(duì)于相同波段,使用的頻率也不盡相同。歐洲使用的超高頻是868mhz,美國(guó)則是915mhz。日本目前不允許將超高頻用到射頻技術(shù)中。
      目前在實(shí)際應(yīng)用中,比較常用的是13.56mhz、860mhz~960mhz、2.45ghz等頻段。近距離rfid系統(tǒng)主要使用125khz、13.56mhz等lf和hf頻段,技術(shù)最為成熟;遠(yuǎn)距離rfid系統(tǒng)主要使用433mhz、860mhz~960mhz等uhf頻段,以及2.45ghz、5.8ghz等微波頻段,目前還多在測(cè)試當(dāng)中,沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。
      我國(guó)在lf和hf頻段rfid標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)方面的技術(shù)比較成熟,hf頻段方面的設(shè)計(jì)技術(shù)接近國(guó)際先進(jìn)水平,已經(jīng)自主開(kāi)發(fā)出符合iso14443 type a、type b和iso15693標(biāo)準(zhǔn)的rfid芯片,并成功地應(yīng)用于交通一卡通和第二代身份證等項(xiàng)中。


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