淺談RFID的工作原理及其技術(shù)參數(shù)

來源：RF技術(shù)社區(qū)

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電子標(biāo)簽的工作原理

RFID 技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

RFID（射頻識(shí)別）系統(tǒng)由兩部分組成：讀 / 寫單元和電子收發(fā)器。閱讀器通過天線發(fā)出電磁脈沖，收發(fā)器接收這些脈沖并發(fā)送已存儲(chǔ)的信息到閱讀器作為響應(yīng)。實(shí)際上，這就是對(duì)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行非接觸讀、寫或刪除處理。

從技術(shù)上來說，“智能標(biāo)簽”包含了包括具有 RFID 射頻部分和一個(gè)超薄天線環(huán)路的 RFID 芯片的 RFID 電路，這個(gè)天線與一個(gè)塑料薄片一起嵌入到標(biāo)簽內(nèi)。通常，在這個(gè)標(biāo)簽上還粘一個(gè)紙標(biāo)簽，在紙標(biāo)簽上可以清晰地印上一些重要信息。當(dāng)前的智能標(biāo)簽一般為信用卡大小，對(duì)于小的貨物還有 4.5×4.5cm 尺寸的標(biāo)簽，也有 CD 和 DVD 上用的直徑為 4.7 厘米的圓形標(biāo)簽。

與像條形碼或磁條等其他 ID 技術(shù)相比較而言，收發(fā)器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于閱讀器和收發(fā)器之間的無線鏈接：讀 / 寫單元不需要與收發(fā)器之間的可視接觸，因此可以完全集成到產(chǎn)品里面。這意味著收發(fā)器適合于惡劣的環(huán)境，收發(fā)器對(duì)潮濕、骯臟和機(jī)械影響不敏感。因此，收發(fā)器系統(tǒng)具有非常高的讀可靠性、快速數(shù)據(jù)獲取，最后一點(diǎn)也是重要的一點(diǎn)就是節(jié)省勞力和紙張。

電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)有哪些
電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)主要有標(biāo)簽激活的能量要求、標(biāo)簽信息的讀寫速度、標(biāo)簽信息的傳輸速率、標(biāo)簽信息的容量、標(biāo)簽的封裝尺寸、標(biāo)簽的讀寫距離、標(biāo)簽的可靠性、標(biāo)簽的工作頻率和標(biāo)簽的價(jià)格等。

1. 標(biāo)簽激活的能量要求

當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的工作區(qū)域后，受到讀寫器發(fā)出射頻信號(hào)的激發(fā)，標(biāo)簽進(jìn)入工作狀態(tài)。標(biāo)簽的激活能量是指激活電子標(biāo)簽芯片電路所需要的能量范圍，這要求電子標(biāo)簽與讀寫器在一定的距離內(nèi)，讀寫器能提供電子標(biāo)簽足夠的射頻場(chǎng)強(qiáng)。

2. 標(biāo)簽信息的讀寫速度

標(biāo)簽的讀寫速度包括讀出速度和寫入速度，讀出速度是指電子標(biāo)簽被讀寫器識(shí)讀的速度，寫入速度是指電子標(biāo)簽信息寫入的速度，一般要求標(biāo)簽信息的讀寫為毫秒級(jí)。

3. 標(biāo)簽的封裝尺寸

標(biāo)簽的封裝尺寸主要取決于天線的尺寸和供電情況等，在不同場(chǎng)合對(duì)封裝尺寸有不同要求，封裝尺寸小的為毫米級(jí)，大的為分米級(jí)。

如果電子標(biāo)簽的尺寸小，則它的適用范圍寬，不管大物品或是小物品都能設(shè)置。但是，一味追求尺寸小并是不好事，如果電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)的比較大，可以加大天線的尺寸，因此能有效地提高電子標(biāo)簽識(shí)讀率。

4. 標(biāo)簽信息的容量

標(biāo)簽信息的容量是指電子標(biāo)簽攜帶的可供寫入數(shù)據(jù)的內(nèi)存量。標(biāo)簽信息的容量大小，與電子標(biāo)簽是“前臺(tái)”式還是“后臺(tái)”式有關(guān)。

（1）“后臺(tái)”式電子標(biāo)簽

“后臺(tái)”式電子標(biāo)簽通過讀寫器采集到數(shù)據(jù)后，便可以借助網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來，因此一般來說，只要電子標(biāo)簽的內(nèi)存有 200 多位（bit），就能夠容納物品的編碼了。如果需要物品更詳盡的信息，這種電子標(biāo)簽需要通過后臺(tái)數(shù)據(jù)庫來提供。

（2）“前臺(tái)”式電子標(biāo)簽

在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)不易于數(shù)據(jù)庫聯(lián)機(jī)，這必須加大電子標(biāo)簽的內(nèi)存量，如加大到幾千位到幾十千位，這樣電子標(biāo)簽可以獨(dú)立使用，不必再查數(shù)據(jù)庫信息，這種電子標(biāo)簽可稱為“前臺(tái)”式電子標(biāo)簽。但是在選用“前臺(tái)”式電子標(biāo)簽時(shí)要注意，一般來說內(nèi)存越大讀取時(shí)間越長(zhǎng)，只有在那些時(shí)間因素不很重要，但必須當(dāng)時(shí)就要知道物品較詳細(xì)信息的情況下，才采用這種電子標(biāo)簽。

5. 標(biāo)簽的對(duì)齊距離

標(biāo)簽的讀寫距離是指標(biāo)簽與讀寫器的工作距離。標(biāo)簽的讀寫距離，近的為毫米級(jí)，遠(yuǎn)的可達(dá) 20 米以上。另外，大多數(shù)系統(tǒng)的讀取距離和寫入距離是不同的，寫入距離大約是讀取距離的 40%~80%。

6. 標(biāo)簽信息的傳輸速率

標(biāo)簽信息的傳輸速率包括兩方面，一方面是電子標(biāo)簽向讀寫器反饋數(shù)據(jù)的傳輸速率，一方面是來自讀寫器寫入數(shù)據(jù)的速率。

7. 標(biāo)簽的工作頻率

標(biāo)簽的工作頻率是指標(biāo)簽工作時(shí)采用的頻率，可以為低頻、高頻、超高頻和微波。

8. 標(biāo)簽的可靠性

標(biāo)簽的可靠性與標(biāo)簽的工作環(huán)境、大小、材料、質(zhì)量、標(biāo)簽與讀寫器的距離等相關(guān)。例如在傳送帶上時(shí)，當(dāng)標(biāo)簽暴露在外，并且是單個(gè)讀取時(shí)，讀取的準(zhǔn)確度接近 100%。但是許多因素都可能降低標(biāo)簽讀寫的可靠性，一次同時(shí)讀取的標(biāo)簽越多，標(biāo)簽的移動(dòng)速度越快，越有可能出現(xiàn)誤讀或漏讀。

在某個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用中的調(diào)查表明，使用 10000 個(gè)電子標(biāo)簽時(shí)，一年中 60 個(gè)電子標(biāo)簽受到損壞，受損壞的比例低于 0.1%，為了防止電子標(biāo)簽的損壞而造成的不便，條碼與電子標(biāo)簽的同時(shí)使用是一種有效的補(bǔ)救方法，這樣可以根據(jù)條碼記載的信息迅速復(fù)制出一個(gè)電子標(biāo)簽。另外，一個(gè)物品上放兩個(gè)電子標(biāo)簽以備萬一也是一種方法，但會(huì)使整個(gè)項(xiàng)目成本高些。

9. 標(biāo)簽的價(jià)格

目前，某些電子標(biāo)簽大量訂貨的價(jià)格低于 1 元人民幣。當(dāng)電子標(biāo)簽的使用數(shù)量以 10 億計(jì)時(shí)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將使電子標(biāo)簽的價(jià)格大大降低，很多公司希望將來每個(gè)電子標(biāo)簽低于 0.4 元。智能電子標(biāo)簽的價(jià)格較高，一般在 10 元以上。

審核編輯黃昊宇