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,。閱讀器天線一般均為定向天線,只有在閱讀器天線定向波束范圍內(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-IDCenter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ISO14443TypeA、TypeB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,。