淺談RFID系統中的頻段特性及主要應用領域

摘 要：文章基于對射頻識別技術的具體工作原理和構成進行了介紹，并且在這一問題基礎上提出了相應的頻段概念，并且對射頻系統中不同工作頻段的特征和應用情況進行了詳實的分析。

關鍵詞：；射頻識別；頻段特性；應用領域

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.104

1 引言

系統中所謂頻段實際上就是相關讀寫器借助天線對信號頻率進行傳輸、接受并進行識別的過程。從應用來講，射頻標簽同射頻識別系統具有一致的工作頻率，從而可以確定相關系統的性能。

基于系統中，相關工作運行流程同調頻廣播的收聽過程具有一致性，需要將射頻標簽以及讀寫器調節到一致的頻率才能夠保證工作的正常進行。射頻標簽的工作頻率一方面可以對相關系統的工作原理、識別距離加以確定，同時也決定相關射頻標簽和讀寫器的實現可能性和相關設備的投入成本[1]。

2 頻段特性及應用

在國際中對于RFID的相關頻段或者時頻點做出了規定，也就是相應的ISM頻段。比較常見的工作頻段包括：902MHz～等。根據工作頻段的差異，可以將標簽做出相應的劃分，將其劃分為低頻、高頻、超高頻和微波等相應的種類，各個頻段的工作原理具有一定的差異性，其中和頻段的電子標簽采用的原理時電磁耦合，而對于和處于微波頻段的而言，通常使用的原理為電磁發射。當期國際中普遍應用的頻率共有四種不同的波段。包括低頻、高頻、超高頻和微波。各個頻段的特點具有一定的差異性，并且在不同的領域得到應用，故需要結合相應的特點進行頻率的選擇。

（1）低頻（從125KHz到134KHz）。其中低頻段標簽的工作范圍定為。較為常用的工作頻率為和。技術最先得到普遍應用的頻段范圍時低頻段，通過電感耦合額作用是西安工作的進行，并且在讀寫器和感應器線圈中同樣存在變電耦合作用。感應器天線中的整合電流在讀寫器交變場的作用下相關感應電壓被整流，從而可以用作供電電壓。由此可以定義相應的磁場區域，并且在這一磁場區域中場強呈現出相對較快的變化速度。低頻標簽通常是無源標簽，工作能量的獲取主要時通過閱讀器的電感耦合作用獲得，相關閱讀器以及低頻標簽傳輸數據時，需要確定閱讀器的輻射范圍，保證標簽處輻射范圍中，通常情況下，應當保證二者之間的距離小于1米[2]。

特性：1）通常低頻段工作的感應器其工作頻率為到，的工作頻率則是。此頻段的波長大約為。2）通常低頻可以穿過除金屬以外的相關材料，并且保證相應的讀取距離。3）工作頻段為低頻段的讀寫器沒有對其做出特殊讀寫許可限制。4）低頻產品具有不同的封裝形式，并且價格也不一，通常封裝形式越好價格也相應增加，并且能夠持久使用，可以達到十年以上的使用壽命。5）再次頻率下相關磁場區域呈現出較快的下降速度，但是依然保證了讀寫區域的均勻。6）同其他頻段的產品進行比較，能夠發現在這一頻段進行數據輸出時，速率相對下降。7）相比于其它頻段而言，感應器的價格相應較高。

適用領域：畜牧業的管理系統、汽車防盜系統、無鑰門系統以及自動停車和車輛管理系統、門禁系統和相關安全系統等。

（2）高頻（工作頻率為）。通常而言，中高頻段射頻工作的頻率范圍是。常見的工作頻率為。此頻率段的標簽與低頻段的標簽工作原理一致，都是借助電感耦合實現工作運行，因此可以將其劃分為低頻標簽的范圍中。由于這一頻段的標簽有可能是應用最為廣泛的標簽，因此需要將高以及低理解為一個相對的概念，避免出現理解中的混亂問題。因此為了方便描述相關問題，可以將上述標簽定義為中頻射標簽，這一標簽采用無源設主，其工作能量同低頻標簽獲取途徑一致，在閱讀器與標簽兩者進行數據的互換時，相應的需要保證標簽處于閱讀器的天線輻射范圍之內。

特性：1）工作頻率固定為，此頻率波長約為。2）相關頻率可以穿透大多數物質，但是無法穿透金屬，雖然有這一性質但是實現時需要使讀取距離進一步降低，并且保證感應器離開金屬相應的距離。3）這一頻段的使用在全球范圍普遍認同，并且不存在相應的限制。5）此頻段下降速度相對較快，但是可以保證讀寫區域的均勻性。6）此系統在避免沖撞方面表現良好，能夠實現多個電子標簽的閱讀。7）保證相關數據信息的錄入。8）同低頻相比數據傳輸速度更快，并且價格相對低廉。

主要應用：一般而言應當保證中頻標簽的閱讀速度在一米以內。中頻標簽可以制備成卡狀，從而在電子車片、身份證件以及物業管理和門禁中加以使用。其應用范圍相對較廣，除了上述的系統之外，還可以在三表預收費系統和大型會議人員通道和智能貨架的管理方面加以運用。

（3）超高頻（工作頻率為到之間）。超高系統可以借助電場實現能力傳輸。通常來講，電廠的能量并非以較快的速度下降，但是對應區域的有效性無法保證。相對而言這一頻段的讀取距離更遠，甚至可以達到十米左右，并且想要實現這一過程也需要電容耦合的形式。

特性：1）此頻段，并沒有完全一致的定義，其中歐洲和亞洲的部分國家對其頻率的定位為，而北美地區對其進行的定位為到之間，日本針對這一頻段的實際定位是在到之間。此頻段波長可以達到左右。2）當前對這一頻段輸出具有的定義為，美國是4W，歐洲地區為。對于歐洲而言，其限制可能會進一步上升到。3）相對較高的頻段難以通過多種材料，包括水、灰塵以及霧等懸浮顆粒物。比較高頻段以及超高頻段的標簽不難發現，此頻段電子標簽不需要保證和金屬產生分離。4）通常來講，電子標簽共有兩種不同天線方式，其一是長條形，其二是標簽形。并且也存在線性以及圓極化兩種方式，應用角度不同。5）相比于其它頻段，這一頻段在讀取距離上展現了優勢性，但是同樣的難以定義相關區域。6）數據的傳輸速率相對較高，可以在比較短的時間內實現多個電子標簽的閱讀。

適應領域：供應鏈管理和應用，生產流程中的自動化運行管理、骯空包裹以及集裝箱的使用管理，后勤服務管理系統的應用；對于超高頻產品能夠在未來發揮的作用是毋庸置疑的。舉例來說，如，，美國國防部和麥德龍超市相應的都會在其供應鏈中推崇相應的技術。

參考文獻：

[1]中科院自動化所RFID研究中心田利梅關強.RFID系統中的頻段特點及主要應用領域[N].計算機世界，2005，07（18）：B07.

[2]李富玉，李浙昆.射頻識別（RFID）系統的頻段特性及其應用現狀分析[J].科技咨詢導報，2007（09）：1+3.

作者簡介：沈永成（1990-），男，江蘇如皋人，本科，助理工程師，從事微波射頻方面的研究。