2023學年完整公開課版認知RFID頻率

認知RFID頻率目錄RFID工作頻率的分類12國際RFID技術特點及相關管理規(guī)則RFID工作頻率的分類從應用概念來說，射頻標簽的工作頻率也就是射頻識別系統(tǒng)的工作頻率，是其最重要的特點之一。射頻標簽的工作頻率不僅決定著射頻識別系統(tǒng)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離，還決定著射頻標簽及讀寫器實現(xiàn)的難易程度和設備的成本。工作在不同頻段或頻點上的射頻標簽具有不同的特點。射頻識別應用占據(jù)的頻段或頻點在國際上有公認的劃分，即位于ISM波段之中。典型的工作頻率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902～928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。從應用概念來說，射頻標簽的工作頻率也就是射頻識別系統(tǒng)的工作頻率。RFID工作頻率的分類RFID的類型(以頻率分類)100KHz1MHz400MHz1GHzISO11784ISO11785ISO14223ISO18000(part2)Animal

IdentificationISO15693ISO18000(part3)Item

ManagementItem

ManagementISO18000(part7)Item

ManagementISO18000(part6)ISO18000(part4)Item

ManagementISO18092NearFieldCommunicationISO14443TicketItem

ManagementEPCHF1EPCUHF0EPCUHF1HeikoKnospeandHartmutPohl,“RFIDSecurity”,InformationSecurityTechnicalReport.Vol.9,No.4,2004.RFID工作頻率的分類1.低頻段射頻標簽低頻LowFrequency(LF)：主要規(guī)格125～134KHz。低頻的最大優(yōu)點在于其標簽靠近金屬或液體的物品能夠有效發(fā)射訊號，不像其他較高頻率標簽的訊號會被金屬或液體反射回來，但缺點是讀取距離短、無法同時進行多標簽讀取、以及資訊量較低，一般應用于門禁系統(tǒng)、動物晶片、汽車防盜器和玩具等。RFID工作頻率的分類2.高頻段射頻標簽高頻HighFrequency(HF)：主要規(guī)格13.56MHz。高頻HF防偽管理:運用最新RFID專利技術可以紀錄個人學籍數(shù)據(jù)或產品制造商訊息配合專用讀碼機制，可杜絕各種仿冒，有效達到防偽效果RFID工作頻率的分類3.超高頻段射頻標簽超高頻UltraHighFrequency(UHF)：主要規(guī)格433MHz、860MHz～960MHz。常見的主要規(guī)格有430～460MHz、860～960Mhz；ISO-18000、EPCGen2；電子卷標都是被動式天線可采用蝕刻或印刷的方式制造，因此成本較低，讀取距離約5-6公尺；優(yōu)點在于讀取距離較遠、信息傳輸速率較快，而且可以同時進行大數(shù)量標簽的讀取與辨識，目前已成為市場的主流；缺點是在金屬與液體的物品上的應用較不理想；應用于航空旅客與行李管理系統(tǒng)、貨架及棧板管理、出貨管理、物流管理、貨車追蹤、供應鏈追蹤；技術門坎高是未來發(fā)展的主流且EPCGen2是美國主推；故建議現(xiàn)階段應切入發(fā)展此領域技術和應用。RFID工作頻率的分類3.超高頻段射頻標簽雖然在金屬與液體的物品上應用較不理想，但由于讀取距離較遠、資訊傳輸速率較快，而且可以同時進行大量標簽的讀取與辨識，因此目前已成為市場主流，未來將廣泛應用于航空旅客與行李管理系統(tǒng)、貨架及棧板管理、出貨管理、物流管理…等。RFID工作頻率的分類4.極高頻/微波SuperHighFrequency(SHF)/Microwave(uW)：主要規(guī)格2.4GHz、5.8GHz特性與應用和超高頻段相似，但是對于環(huán)境的敏感性較高，像是易被水氣吸收，實作較復雜，未完全標準化，普及率待觀察，一般應用于行李追蹤、物品管理、供應鏈管理…等。RFID工作頻率的分類工作頻率范圍說明<135kHzLF低頻電感耦合6.765～6.795MHz中頻(ISM),電感耦合7.400～8.800MHz中頻，僅用于電子防盜13.553～13.567MHzHF高頻(13.56MHz，ISM)，電感耦合，無接觸識別卡中廣泛使用，國際標準有ISO14443（產品MIFARE，LEGIC，...），ISO15693（產品Tag-It，I-Code,....），ISO18000-3物品管理等26.957～27.283MHzHF高頻(ISM),電感耦合，僅在特別應用中采用433MHzUHF(ISM)，反射散射耦合,少量RFID使用868～870MHzUHF，反射散射耦合，新頻段，系統(tǒng)正在開發(fā)902～928MHzUHF(SRD)，反射散射耦合,已有多個應用系統(tǒng)（中國鐵路）2.400～2.500GHzSHF(ISM)，反射散射耦合,多個系統(tǒng)采用(車輛識別:2.446.2.454GHz)5.725～5.875GHzSHF(ISM)，反射散射耦合,少量RFID使用表

射頻識別系統(tǒng)工作頻段盡管RFID在不同頻段有著不同的應用，但近年來被業(yè)內人士看好的技術是基于UHF頻段的無線射頻識別技術。從應用的趨勢來看，現(xiàn)代物流業(yè)、商品零售業(yè)會廣泛應用RFID技術，為什么UHF頻段的RFID技術會成為全球熱點.主要有以下幾個需考慮的因素(見上表所示)。頻率范圍LFHFUHF微波頻段典型讀寫距離<135kHz13.56MHz860-960MHz2.45GHz應用領域接入控制、動物標簽智能卡、接入控制、行李控制、交通運輸、服裝物流、標簽、行李處理、電子收費系統(tǒng)智能卡、電子收費系統(tǒng)、接入接入控制標簽讀定速度低

高金屬和液體穿透率高

低標簽的尺寸大

小RFID工作頻率的分類假設發(fā)射機的功率是等同的，利用低頻實現(xiàn)RFID，理論上將獲得很大的接收功率，但標簽的尺寸較大將影響市場的廣泛應用；如果利用微波實現(xiàn)RFID的方案，盡管標簽將變得較小，但路徑衰耗較大，波長較短，接收功率是相當小的，極大地影響了讀寫距離。綜合考慮，UHF頻段的RFID將具有波長適中、遠場耦合、標簽較小、空間衰耗小、工作距離相對較遠等優(yōu)點，加上IC智能卡技術不斷的成熟，TAG標簽的價格將不斷走低，更為其廣泛應用奠定了必要的基礎。所以UHF頻段的RFID技術將服務于全世界成為不爭的事實。RFID工作頻率的分類國際RFID技術特點及相關管理規(guī)則基于RFID的技術特點和潛在的應用空間，國際相關無線電管理機構已經開始進行頻率規(guī)劃工作，并制定了相應的管理政策，具體情況如下表所示。國家/地區(qū)UHF頻段RFID的頻率應用情況最大功率限值(ERP)美國902～928MHz4W(EIRP)歐盟868～870MHz500mW澳大利亞918～926MHz1W(EIRP)中國香港地區(qū)840～845MHz920～925MHz920～925MHz2W4W印度尼西亞866～869MHz(已被提議)923～925MHz(已被提議)500mW2W韓國908.5～914MHz(已被提議)——日本952～954MHz(已被提議)——新加坡866～869MHz923～925MHz500mW2W從表我們可以清晰地看到，已作規(guī)劃的國家和地區(qū)，RFID的頻率使用大致在860～960MHz頻段，這已經成為國際主流趨勢，同我們上述所作的技術分析的結論是吻合的。國際RFID技術特點及相關管理規(guī)則各國政府除了對RFID的Reader(讀寫器)的發(fā)射功率作了相關規(guī)定外，對占用帶寬、調制方式、調頻數(shù)目均作了相關的規(guī)定。(1)歐盟規(guī)定信道間隔為200kHz，在865.6～867.6MHz的2MHz的頻帶內，讀寫器發(fā)射功率小于2W(E.R.P)；在856～856.6MHz的三個信道使用時，讀寫器發(fā)射功率須小于100mW；在867.6～868MHz的兩個信道使用時，讀寫器發(fā)射功率小于500mW。所以實際上在歐洲使用的RFID設備的信道間隔為200kHz，有10個功率可以達到2W的跳頻信道。國際RFID技術特點及相關管理規(guī)則各國政府除了對RFID的Reader(讀寫器)的發(fā)射功率作了相關規(guī)定外，對占用帶寬、調制方式、調頻數(shù)目均作了相關的規(guī)定。(2)美國FCC機構規(guī)定美國FCC將902～928MHz這一頻段劃分為工、科、醫(yī)(ISM)頻段，所以對于信道劃分以及帶外輻射的要求相對寬松，要求信道間隔不超過500kHz即可，所允許的發(fā)射機最大發(fā)射功率小于4W(E.I.R.P)。所以目前美國市場上所使用的設備信道間隔以500kHz為主流，而且由于有相對較寬的26MHz的頻帶使用，所以跳頻信道個數(shù)也在50個以上，讀寫器的發(fā)射功率基本上為4W(E.I.R.P)。(3)調制方式主要以FSK(帶副載波)、ASK、PSK較簡單的制式為主，未來可能出現(xiàn)較復雜的數(shù)字調制方式。(4)標簽的天線盡管沒有規(guī)定，但趨勢是使用半波偶極子天線，因為它所能輻射的面積較大，達到1.64λ2/4π，增益因子為1.64。國際RFID技術特點及相關管理規(guī)則RFID發(fā)射設備電磁兼容性研究情況我國的無線電管理機構正積極開展RFID的頻率規(guī)劃和指配工作，并啟動了相關技術研究工作。我國所從事的頻率規(guī)劃工作的指導原則應是：(1)必須確?，F(xiàn)有業(yè)務的正常運行，在專用頻段、公眾移動通信、集群通信頻段不能安排此項業(yè)務；(2)需要進行RFID業(yè)務與現(xiàn)有業(yè)務的共存條件研究，需進行大量深入細致的電磁兼容分析和實驗；在電磁兼容分析和實驗的基礎上制訂出RFID工作頻帶、發(fā)射功率、帶外發(fā)射、雜散發(fā)射等指標，必要時要制訂配套的相關臺站管理規(guī)定；(3)制訂設備的無線技術指標時，要考慮滿足RFID業(yè)務在中國的大規(guī)模有效使用的頻帶、信道帶寬、帶外雜散、發(fā)射功率的相關要求。電磁兼容性實驗作為頻率規(guī)劃的重要的技術支撐手段是十分必要的，電磁兼容工作實際上就是關于無線電頻譜資源的有效利用和合理分配的問題，是對新技術、