RFID工作頻率指南和典型應用

2020-04-15 12:04:07 cadalock 0

      不同頻段的RFID產品會有不同的特性涉及不同標準,本文詳細介紹了無源的感應器在不同工作頻率產品的特性以及主要的應用。

    目前定義RFID產品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內的符合不同標準的不同的產品,而且不同頻段的RFID產品會有不同的特性。其中感應器有無源和有源兩種方式,下面詳細介紹無源的感應器在不同工作頻率產品的特性以及主要的應用。

    一、低頻(從125KHz到134KHz)

    其實RFID技術首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作, 也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用.通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流,可作供電電壓使用. 磁場區域能夠很好的被定義,但是場強下降的太快。 

    特性:
 
    1. 工作在低頻的感應器的一般工作頻率從120KHz到134KHz, TI 的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為2500m. 
    2. 除了金屬材料影響外,一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。 
    3. 工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。 
    4.低頻產品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴,但是有10年以上的使用壽命。 
    5.雖然該頻率的磁場區域下降很快,但是能夠產生相對均勻的讀寫區域。 
    6.相對于其他頻段的RFID產品,該頻段數據傳輸速率比較慢。 
    7.感應器的價格相對與其他頻段來說要貴。 

    主要應用: 

    1. 畜牧業的管理系統 
    2. 汽車防盜和無鑰匙開門系統的應用 
    3. 馬拉松賽跑系統的應用 
    4. 自動停車場收費和車輛管理系統 
    5. 自動加油系統的應用 
    6. 酒店門鎖系統的應用 
    7. 門禁和安全管理系統 

    符合的國際標準: 

    a) ISO 11784 RFID畜牧業的應用-編碼結構 
    b) ISO 11785 RFID畜牧業的應用-技術理論 
    c) ISO 14223-1 RFID畜牧業的應用-空氣接口 
    d) ISO 14223-2 RFID畜牧業的應用-協議定義 
    e) ISO 18000-2 定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協議 
    f) DIN 30745 主要是歐洲對垃圾管理應用定義的標準

    二、高頻(工作頻率為13.56MHz)

    在該頻率的感應器不再需要線圈進行繞制,可以通過腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應器一般通過負載調制的方式 的方式進行工作。也就是通過感應器上的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發生變化,實現用遠距離感應器對天線電壓進行振幅調制。如果人們通過數據控制負載電壓的接通和斷開,那么這些數據就能夠從感應器傳輸到讀寫器。 

    特性: 

    1. 工作頻率為13.56MHz,該頻率的波長大概為22m。 
    2. 除了金屬材料外,該頻率的波長可以穿過大多數的材料,但是往往會降低讀取距離。感應器需要離開金屬一段距離。 
    3. 該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制。 
    4. 感應器一般以電子標簽的形式。 
    5. 雖然該頻率的磁場區域下降很快,但是能夠產生相對均勻的讀寫區域。 
    6. 該系統具有防沖撞特性,可以同時讀取多個電子標簽。 
    7. 可以把某些數據信息寫入標簽中。 
    8. 數據傳輸速率比低頻要快,價格不是很貴。

    主要應用: 

    1. 圖書管理系統的應用 
    2. 瓦斯鋼瓶的管理應用 
    3. 服裝生產線和物流系統的管理和應用 
    4. 三表預收費系統 
    5. 酒店門鎖的管理和應用 
    6. 大型會議人員通道系統 
    7. 固定資產的管理系統 
    8. 醫藥物流系統的管理和應用 
    9. 智能貨架的管理

    符合的國際標準: 

    a) ISO/IEC 14443 近耦合IC卡,最大的讀取距離為10cm. 
    b) ISO/IEC 15693 疏耦合IC卡,最大的讀取距離為1m. 
    c) ISO/IEC 18000-3 該標準定義了13.56MHz系統的物理層,防沖撞算法和通訊協議。 
    d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定義13.56MHz符合EPC的接口定義。

    三、甚高頻(工作頻率為860MHz到960MHz之間)

    甚高頻系統通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快,但是讀取的區域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠,無源可達10m左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現。 

    特性: 

    1. 在該頻段,全球的定義不是很相同-歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz,北美定義的頻段為902到905MHz之間,在日本建議的頻段為950到956之間。該頻段的波長大概為30cm左右。

    2. 目前,該頻段功率輸出目前統一的定義(美國定義為4W,歐洲定義為500mW)。 可能歐洲限制會上升到2W EIRP。 
    3. 甚高頻頻段的電波不能通過許多材料,特別是水,灰塵,霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標簽來說,該頻段的電子標簽不需要和金屬分開來。 
    4. 電子標簽的天線一般是長條和標簽狀。天線有線性和圓極化兩種設計,滿足不同應用的需求。 
    5. 該頻段有好的讀取距離,但是對讀取區域很難進行定義。 
    6. 有很高的數據傳輸速率,在很短的時間可以讀取大量的電子標簽。

    主要應用: 

    1. 供應鏈上的管理和應用 
    2. 生產線自動化的管理和應用 
    3. 航空包裹的管理和應用 
    4. 集裝箱的管理和應用 
    5. 鐵路包裹的管理和應用 
    6. 后勤管理系統的應用

    符合的國際標準: 

    a) ISO/IEC 18000-6 定義了甚高頻的物理層和通訊協議;空氣接口定義了Type A和Type B兩部分;支持可讀和可寫操作。 
    b) EPCglobal 定義了電子物品編碼的結構和甚高頻的空氣接口以及通訊的協議。例如:Class 0, Class 1, UHF Gen2。 
    c) Ubiquitous ID 日本的組織,定義了UID編碼結構和通信管理協議。

    我們毫無懷疑,在將來,甚高頻的產品會得到大量的應用。例如WalMart, Tesco, 美國國防部和麥德龍超市都會在它們的供應鏈上應用RFID技術。


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