據(jù)超高頻模塊RFID應用概念而言,電子標簽的工作頻率也就是射頻識別系統(tǒng)的工作頻率,是它最重要的特點之一。 電子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,還決定著電子標簽及讀寫器實現(xiàn)的難易程度和設備的成本。
工作在不同頻段或頻點上的電子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。
1.低頻段電子標簽
低頻段電子標簽,它的工作頻率范圍為30kHz ~ 300kHz。典型工作頻率有:125KHz,133KHz(也有接近的其他頻率)低頻標簽一般為無源標簽,它工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標簽與閱讀器之間傳送數(shù)據(jù)時,低頻標簽需位于閱讀器天線輻射的近場區(qū)內。低頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。
低頻標簽的典型應用有:動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜(帶有內置應答器的汽車鑰匙)等。與低頻標簽相關的國際標準有:ISO11784/11785(用于動物識別)、ISO18000-2(125-135 kHz)。低頻標簽有多種外觀形式,應用于動物識別的低頻標簽外觀有:項圈式、耳牌式、注射式、藥丸式等。典型應用的動物有牛、信鴿等。
低頻標簽的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在:標簽芯片一般采用普通的CMOS工藝,具有省電、廉價的特點;工作頻率不受無線電頻率管制約束;可以穿透水、有機組織、木材等;非常適合近距離的、低速度的、數(shù)據(jù)量要求較少的識別應用(例如:動物識別)等。
低頻標簽的劣勢主要體現(xiàn)在:標簽存貯數(shù)據(jù)量較少;只能適合低速、近距離識別應用;與超高頻模塊標簽相比:標簽天線匝數(shù)更多,成本更高一些;
2.中高頻段電子標簽
中高頻段電子標簽的工作頻率一般為3MHz ~ 30MHz。典型工作頻率為:13.56MHz。該頻段的電子標簽,從射頻識別應用角度來說,因其工作原理與低頻標簽完全相同,即采用電感耦合方式工作,
所以宜將其歸為低頻標簽類中。另一方面,根據(jù)無線電頻率的一般劃分,其工作頻段又稱為高頻,所以也常將其稱為高頻標簽。
高頻電子標簽一般也采用無源方式,其工作能量同低頻標簽一樣,也是通過電感(磁)耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。標簽與閱讀器進行數(shù)據(jù)交換時,標簽必須位于閱讀器天線輻射的近場區(qū)內。中頻標簽的閱讀距離一般情況下也小于1米(最大讀取距離為1.5米)。
高頻標簽由于可方便地做成卡狀,典型應用包括:電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)等。相關的國際標準有:ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHz)等。
高頻標準的基本特點與低頻標準相似,由于其工作頻率的提高,可以選用較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。電子標簽天線設計相對簡單,標簽一般制成標準卡片形狀。
3.超高頻與微波標簽
超高頻模塊與微波頻段的電子標簽,簡稱為微波電子標簽,其典型工作頻率為:433.92MHz,862(902)~928MHz,2.45GHz,5.8GHz。微波電子標簽可分為有源標簽與無源標簽兩類。工作時,電子標簽位于閱讀器天線輻射場的遠區(qū)場內,標簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線輻射場為無源標簽提供射頻能量,將有源標簽喚醒。相應的射頻識別系統(tǒng)閱讀距離一般大于1m,典型情況為4~7m,最大可達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的電子標簽可被讀/寫。
由于閱讀距離的增加,應用中有可能在閱讀區(qū)域中同時出現(xiàn)多個電子標簽的情況,從而提出了多標簽同時讀取的需求,進而這種需求發(fā)展成為一種潮流。目前,先進的射頻識別系統(tǒng)均將多標簽識讀問題作為系統(tǒng)的一個重要特征。
以目前技術水平來說,無源微波電子標簽比較成功產(chǎn)品相對集中在902~928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識別系統(tǒng)多以半無源微波電子標簽產(chǎn)品面世。半無源標簽一般采用鈕扣電池供電,具有較遠的閱讀距離。
微波電子標簽的典型特點主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標簽讀寫、是否適合高速識別應用,讀寫器的發(fā)射功率容限,電子標簽及讀寫器的價格等方面。對于可無線寫的電子標簽而言,通常情況下,寫入距離要小于識讀距離,其原因在于寫入要求更大的能量。
微波電子標簽的數(shù)據(jù)存貯容量一般限定在2Kbits以內,再大的存貯容量似乎沒有太大的意義,從技術及應用的角度來說,微波電子標簽并不適合作為大量數(shù)據(jù)的載體,其主要功能在于標識物品并完成無接觸的識別過程。典型的數(shù)據(jù)容量指標有:1Kbits,128Bits,64Bits等。由Auto-ID Center制定的產(chǎn)品電子代碼EPC的容量為:90Bits。
微波電子標簽的典型應用包括:移動車輛識別、電子身份證、倉儲物流應用、電子閉鎖防盜(電子遙控門鎖控制器)等。相關的國際標準有:ISO10374,ISO18000-4(2.45GHz)、-5(5.8GHz)、-6(860-930 MHz)、-7(433.92 MHz),ANSI NCITS256-1999等。
·