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RFID工作原理和频段分类

RFID工作原理和频段分类

前言


RFID,即射频识别,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象,可快速地地进行物品追踪和数据交换。而其中RFID读写器及RFID电子标签可利用射频识别实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。






正文

一.
RFID基本组成部分

1.1读写器

RFID读写器一般认为是射频识别即RFID系统的读写终端设备,它不但可以阅读RFID电子标签,还可以改写RFID电子标签的数据,锁定RFID电子标签的数据。RFID读写器应用非常广泛,主要是以用于身份识别,货物识别,安全认证和数据收录等方面,具备安全、准确,快速,扩展、兼容性强等特点。

1.2天线

RFID天线是发射和接收射频载波信号的设备,他主要负责将RFID读写器中的电流信号转化成射频载波信号并发送给电子标签,或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化为电流信号;RFID读写器的天线可以外置也可以内置,一些RFID天线的尺寸较大所以选择独立安装;RFID天线的类型取决于RFID读写器的工作频率和RFID天线的参数

1.3标签

二.
RFID射频的工作频率

对一个RFID系统来说,它的频段概念是指读写器通过天线发送、接收并识读的标签信号频率范围。从应用概念来说,射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率,直接决定系统应用的各方面特性。在RFID系统中,系统工作就像我们平时收听调频广播一样,射频标签和读写器
也要调制到相同的频率才能工作。

射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理(电感耦合还是电磁耦合)、识别距离,还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备成本。RFID
用占据的频段或频点在国际上有公认的划分,即位于ISM波段。典型的工作频率有:125kHz133kHz13.56MHz27.12MHz 433MHz902MHz928MHz2.45GHz5.8GHz等。

按照工作频率的不同,RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同
种类。不同频段的RFID工作原理不同,LFHF频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理,而UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理。目前
国际上广泛采用的频率分布于4种波段,低频(125KHz)、高频(13.54MHz)、超高频(850MHz910MFz)和微波
2.45GHz)。每一种频率都有它的特点,被用在不同的领域,因此要正确使用就要先选择合适的频率。

2.1低频段射频标签

低频段射频标签,简称为低频标签,其工作频率范围为30kHz300kHz。典型工作频率有125KHz133KHz。低频标签一般为无源标签,其工
作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时,低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距
离一般情况下小于1米。低频标签的典型应用有:门禁考勤管理、动物识别、容器识别、工具识别等。




2.2中高频段射频标签

中高频段射频标签的工作频率一般为3MHz30MHz。典型工作频率为13.56MHz。该频段的射频标签,因其工作原理与低频标签完全相同,即采用电
感耦合方式工作,所以宜将其归为低频标签类中。另一方面,根据无线电频率的一般划分,其工作频段又称为高频,所以也常将其称为高频标签。鉴于该频段的射频
标签可能是实际应用中最大量的一种射频标签,因而我们只要将高、低理解成为一个相对的概念,即不会造成理解上的混乱。为了便于叙述,我们将其称为中频射频
标签。中频标签一般也采用无源方式,其工作能量同低频标签一样,也是通过电感(磁)耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。标签与阅读器进行数据交换
时,标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。中频标签的阅读距离一般情况下也小于1米。中频标签由于可方便地做成卡状,广泛应用于电子车票、电子身份证、
小区物业管理、门禁管理系统等。

2.3超高频和微波频段射频标签

超高频与微波频段的射频标签简称为微波射频标签,其典型工作频率有433.92MHz862(902)MHz928MHz2.45GHz 5.8GHz。微波射频标签可分为有源标签与无源标签两类。工作时,射频标签位于阅读器天线辐射场的远区场内,标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方
式。阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量,将有源标签唤醒。相应的射频识别系统阅读距离一般大于1m,典型情况为4m6m,最大可达10m以上。阅
读器天线一般均为定向天线,只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。由于阅读距离的增加,应用中有可能在阅读区域中同时出现多个射频标签的
情况,从而提出了多标签同时读取的需求。目前,先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。超高频标签主要用于铁路车辆自动识别、集装
箱识别,还可用于公路车辆识别与自动收费系统中。

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