ХарактеристикиRFID-меткив различных частотных диапазонах в RFID-технологиях и их прикладных полях

Для RFID-системы его концепция полосы частот относится к диапазону частот тега-сигнала, который читатель отправляет, получает и читает через антенну. Из концепции приложения частота работы радиочастотного тега также является операционной частотой системы радиочастотной идентификации, которая напрямую определяет различные аспекты системного применения. В RFID-системе система работает так же, как мы обычно слушаем FM-радио, и теги и читатели RF должны быть модулированы до той же частоты для работы. Рабочая частота радиочастотного тега не только определяет рабочий принцип системы радиочастотной идентификации (индуктивного соединения или электромагнитного соединения), распознавание расстояния, но и определяет уровень сложности и стоимость оборудования радиочастотного тега и читателя. Частотные диапазоны или частоты, занимаемые приложениями RFID, признаны на международном уровне, то есть в полосе ISM. Типичными операционными частотами являются: 125 кГц, 133 кГц, 13,56 МГц, 27,12 МГц, 433 МГц, 902 МГц до 928 МГц, 2,45 ГГц, 5,8 ГГц и т.д.

В зависимости от частоты работы, RFID-метки могут быть классифицированы на различные типы, такие как низкая частота (LF), высокая частота (HF), ультра высокая частота (UHF) и микроволновая печь. Принцип работы RFID в разных частотных диапазонах отличается. RFID-метки в диапазонах LF и HF обычно принимают принцип электромагнитного соединения, в то время как RFID в диапазонах UHF и микроволновых диапазонах обычно принимает принцип электромагнитного излучения. В настоящее время частоты, широко используемые в мире, распределены в четырех видах полос, низкой частоте (125KHz), высокой частоте (13,54 МГц), ультра-высокой частоте (850 МГц Hz 910 МГц) и микроволновой (2,45 ГГц). Каждая частота имеет свои характеристики и используется в различных полях, поэтому для ее правильного использования необходимо сначала выбрать соответствующую частоту.

1. Низкая частота RFID-метка

Низкочастотные RFID-метки, называемые низкочастотные теги, имеют низкую безопасность и конфиденциальность. Его диапазон частот 30 кГц ~ 300 кГц. Типичными операционными частотами являются: 125 кГц, 133 кГц (также близко к другим частотам, таким как TI с использованием 134,2 кГц). Низкочастотный тег, как правило, является пассивным тегом, чья операционная энергия достигается индуктивным соединением из близкого поля излучения считывающей катушки. При передаче данных между низкочастотным тегом и читателем, низкочастотный тег должен быть расположен в ближней области поля, излучаемой антенной читателя. Расстояние чтения низкочастотного тега обычно меньше 1 метра.

Типичными приложениями для низкочастотных тегов являются: идентификация животных, идентификация контейнеров, идентификация инструмента, кража RFID (ключи автомобиля со встроенными транспондерами). Международные стандарты, связанные с низкочастотными тегами: ISO11784/11785 (для идентификации животных), ISO18000-2 (125-135 кГц). Низкочастотные теги появляются в различных проявлениях. Появление низкочастотных тегов для идентификации животных: тип ошейника, тип уха, тип инъекций, тип таблеток и т.д. Типичными приложениями для животных являются крупный рогатый скот и голуби.

Основными преимуществами низкочастотных тегов являются: чип тегов, как правило, использует обычную технологию CMOS, которая имеет характеристики энергосбережения и низкую стоимость; рабочая частота не ограничена радиочастотным управлением; он может проникать в воду, органическую ткань, дерево и т. д.; он очень подходит для приложений идентификации близкого диапазона с низкой скоростью и низкими требованиями к данным (например, идентификация животных).

Недостатки низкочастотных тегов в основном отражены в том, что количество данных, хранящихся в тегах, невелико; оно может быть применено только к низкоскоростным, близким идентификационным приложениям; по сравнению с высокочастотными тегами: количество антенн тега выше и стоимость выше;

2. Средняя и высокочастотная полосаRFID-метки

ОперационнаячастотатеговRFIDсреднейивысокойчастоты обычно 3MHz ~ 30MHz. Типичная рабочая частота составляет 13,56 МГц. RFID-метка этой частотной полосы, с точки зрения применения радиочастотной идентификации, работает так же, как низкочастотный тег, то есть он работает путем индуктивного соединения, поэтому его следует классифицировать как низкочастотный тег. С другой стороны, согласно общему разделу радиочастоты, его операционный частотный диапазон также называется высокой частотой, поэтому его часто называют высокочастотным тегом. Высокочастотные RFID-метки также, как правило, пассивны, и их рабочая энергия такая же, как у низкочастотных тегов. Он также получен индуктивным (магнитным) соединением с близкого поля соединенной катушки читателя. Когда тег обменивается данными с читателем, тег должен быть расположен в близком полевом регионе считывающего излучения антенны. Расстояние чтения тега IF обычно меньше 1 метра (максимальное расстояние чтения составляет 1,5 метра).

Основные характеристики высокочастотного стандарта похожи на низкочастотный стандарт. Из-за повышенной частоты работы может быть выбрана более высокая скорость передачи данных. Конструкция антенны RFID-метка относительно проста, и тег, как правило, сделан в стандартную форму карты. Типичные приложения включают: RFID-билет, RFID ID-карта, RFID-локаут анти-усилитель (RFID-контроллер дверных замков), управление жилым имуществом, система контроля доступа к зданиям. Соответствующими международными стандартами являются: ISO14443, ISO15693, ISO18000-3 (13.56MHz) и так далее.

3. UHF и микроволновые бирки

RFID-метки ультра-высокочастотных и микроволновых частотных диапазонов называются микроволновыми RFID-метками, а расстояние чтения ультра-высоких частотных тегов большое. Его типичная рабочая частота: 433,92 МГц, 862 (902) ~ 928 МГц, 2,45 ГГц, 5,8 ГГц. Микроволновые RFID-метки могут быть классифицированы на активные теги и пассивные теги. В эксплуатации RFID-метка находится в дальнем поле радиационного поля антенны читателя, а связь между тегом и считывателем - электромагнитная связь. Поле излучения антенны считывателя обеспечивает RF энергией для пассивного тега и пробуждает активный тег. Расстояние чтения соответствующей RFID-системы, как правило, превышает 1 м, обычно 4~7 м, а максимум - более 10 м. Антенны-читатели, как правило, являются направляющими антеннами, и только RFID-метки в диапазоне направленного луча антенны-читателя могут быть прочитаны/писаны. Из-за увеличения расстояния чтения, возможно иметь несколько RFID-меток в области чтения одновременно, что повышает потребность в одновременном чтении нескольких тегов, и этот спрос стал трендом. В настоящее время передовые системы RFID рассматривают проблемы многослойного чтения как важную особенность системы.

Теги UHF в основном используются для автоматической идентификации железнодорожных транспортных средств, идентификации контейнеров, а также могут использоваться в системах идентификации дорожных транспортных средств и автоматического сбора платежей. В текущем состоянии искусства, пассивные микроволновые RFID-метки являются относительно успешными продуктами, которые относительно сосредоточены в 9022928M Частотная полоса Гц. 2,45 ГГц и 5,8 ГГц RFID системы в основном доступны в активных продуктах микроволнового RFID-метка. Активные теги, как правило, питаются кнопками и имеют гораздо большее расстояние чтения.

Типичные характеристики микроволновых RFID-меток в основном сосредоточены на том, является ли пассивное, беспроводное чтение/запись расстояния, будь то поддержка многобиржевого чтения и письма, подходит ли он для высокоскоростных приложений идентификации, допуска передачи мощности читателей, цена RFID-меток и читателей и т. д. Для беспроводных RFID-меток расстояние записи обычно меньше расстояния чтения, потому что для записи требуется больше энергии. Вместимость хранения данных в микроволновых RFID-метках обычно ограничена 2Kbits. Большая емкость хранилища, похоже, не имеет большого значения. С технической и прикладной точки зрения, микроволновые RFID-метки не подходят в качестве носителей для больших объемов данных. Функция состоит в том, чтобы идентифицировать элемент и завершить бесконтактный процесс идентификации. Типичными показателями емкости данных являются: 1Kbits, 128Bits, 64Bits и т.д. Продукт RFID-код EPC, установленный Auto-ID Center, имеет мощность 90 битов.

Типичные приложения для микроволновых RFID-меток включают: идентификацию мобильного автомобиля, идентификационные карты RFID, складирование логистических приложений и многое другое. Соответствующими международными стандартами являются: ISO10374, ISO18000-4 (2,45 ГГц), -5 (5,8 ГГц), -6 (860-930 МГц), -7 (433,92 МГц), ANSI NCITS256-1999 и т.д.

Внастоящеевремятажечастота,котораяиспользуется в разных странах, не одна и та же. В настоящее время UHF используется в Европе 868 МГц, а в США - 915 МГц. В настоящее время Япония не позволяет использовать UHF в технологии RF. Правительство также ограничивает свое влияние на другие устройства, корректируя источник питания для читателя. Некоторые организации, такие как Глобальный совет по развитию бизнеса, поощряют правительства к снятию ограничений. Производители этикеток и считыватели также разрабатывают системы, которые могут использовать различные частотные системы, чтобы избежать этих проблем.

Внастоящеевремявпрактическихприложенияхшироко используемые полосы частот 13,56 МГц, 860 МГц ~ 960 МГц, 2,45 ГГц. Система RFID малой дальности в основном использует диапазоны LF и HF, такие как 125 кГц и 13,56 МГц, и технология является наиболее зрелой; система RFID дальнего расстояния в основном использует диапазоны частот UHF, такие как 433 МГц, 860 МГц до 960 МГц, и микроволновые диапазоны частот 2,45 ГГц и 5,8 ГГц.

Технология Китая в разработке чипов RFID-меток в диапазонах LF и HF является относительно зрелой. Технология проектирования HF-диапазона близка к международному продвинутому уровню. Микросхемы RFID, соответствующие стандартам ISO14443 Тип A, Тип B и ISO15693, были независимо разработаны и успешно применены. Дорожная карта и удостоверение личности второго поколения и другие проекты.