白皮書：市場上出現(xiàn)融合應用RFID的主要特征及典型應用

隨著射頻識別 （RFID） 技術(shù)相關(guān)方面出現(xiàn)爆炸式增長，對不同 RFID 標準存在諸多困惑也就不足為奇了。 RFID、射頻 （RF） 和近場通信 （NFC） 不斷涌現(xiàn)大量創(chuàng)新，導致難以弄清每種技術(shù)的優(yōu)勢，尤其是當較新的技術(shù)被定位為優(yōu)于較老、較慢的技術(shù)時，更是無所適從。

實際上，并沒有一種適合每種應用的射頻技術(shù)。 根據(jù) 應用的需求，某種“較老、較慢”的 RFID 技術(shù)可能被證實是最可靠且經(jīng)濟高效的解決方案。市場上甚至出現(xiàn)了融合應用，這類應用結(jié)合兩種 RFID

技術(shù)，例如低頻 （LF） 和有源超高頻 （UHF）。此外，隨著 RFID 不斷 融入于新應用中，高度集成的器件正在涌現(xiàn)，這類器件可加快產(chǎn)品上市步伐 并降低成本，例如 RFID 技術(shù)與無線充電和能量收集功能相集成。

在 RFID 荒漠中認清方向

RFID 的多種類型

RFID 技術(shù)目前有四種基本類型：

1. 低頻無源

2. 高頻無源

3. 超高頻無源

4. 超高頻有源

低頻和高頻無源 RFID 使用磁耦合來傳輸能量和數(shù)據(jù)。 超高頻無源和有源 RFID 基于電場耦合。 這種耦合會影響讀取距離、數(shù)據(jù)速率和環(huán)境強健性等因素。 表 1 顯示了每種技術(shù)的主要特征的比較結(jié)果以及典型的應用。 圖 1 顯示了四種標準彼此在射頻和讀取范圍方面的關(guān)系。 注意，

近場通信 （NFC） 是 RFID 的子集，定義了一種基于高頻無源技術(shù)的規(guī)范，適用于特定的一些應用。 NFC 是一項重要技術(shù)，將在本白皮書中單獨介紹。

?

為幫助工程師弄清一團亂麻的標準和流行術(shù)語，本白皮書將探討主要的 RFID 技術(shù)，包括它們的主要特征和典型應用。通過深入討論主要選擇標準，讀者將了解如何選擇適合自己應用的具體要求的 RFID 技術(shù)。 最后，本白皮書將詳細介紹可供開發(fā)人員使用的廣泛硬件解決方案、軟件和工具。

參數(shù)

讀取距離

數(shù)據(jù)速率多標簽讀取外形靈活性

環(huán)境

紙質(zhì)/水

金屬

技術(shù)

低頻無源 高頻無源 超高頻無源 超高頻有源

《135kHz 13.56 MHz 868 – 950 MHz 433 – 5.8 Ghz

高 低 - 中 高 最高

8 kBit/s 848 kBit/s ~ 1 Mbit/s 》 1MBit/s

10s 100s 1000s 1000s

高 高 中 低

無吸收 有限吸收 強力吸收 有限吸收

可控 可控 反射 可控

表 1. 技術(shù)特征 *數(shù)百 kHz 或更低頻率的 EPCGen2 規(guī)范

無源低頻 無源高頻 無源超高頻 有源超高頻

（125 – 134 kHz） 13.56 MHz 868 – 950 MHz 433 MHz - 5.8 GHz

牲畜與寵物 公共交通 零售 資產(chǎn)/庫存管理

門禁 智能票據(jù) 物流，防滾架 收費系統(tǒng)

汽車防盜裝置 書籍 資產(chǎn)/庫存管理 物流， 集裝箱跟蹤

廢品管理 醫(yī)療 醫(yī)療/保健 機群管理

資產(chǎn)/工具 航空行李和貨物

護照 門禁

NFC 應用 廢品管理

?

表 1. 應用領(lǐng)域

2 Texas Instruments

?

Graphic to come

Figure 1. The four different types of RFID technology available today are defined by different standards and offer varying read range.

圖 1. 四種不同類型的現(xiàn)有 RFID 技術(shù)由不同標準定義，提供不同的讀取范圍。

RFID 與其他無線技術(shù)的主要差別之一在于無源標簽讀取。 無源標簽無需電池亦無需電源即可工作。 實際上，當標簽處于 RFID 讀取器的范圍內(nèi)時，磁耦合或電場耦合可以提供充分能量供標簽將其數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶x取器。 具體來說，讀取器產(chǎn)生的交流電場會將能量耦合到應答器（通過調(diào)到電場中心頻率的環(huán)路天線）。 相反，有源標簽則需要用到電源，因此其工作距離更大。

標簽可工作在全雙工（FDX、FDX-B）與半雙工 （HDX） 模式中的一種模式下。 基于 FDX 的系統(tǒng)在相同時間傳輸數(shù)據(jù)和能量。 這種差異特點對于 125kHz 至 135kHz 低頻范圍的技術(shù)有效，但對于高頻或超高頻無源技術(shù)則無效，因為此處用不到。 圖 2 顯示了傳輸過程中的讀取器信號和標簽信號。 注意，讀取器和標簽傳輸同時進行。 這是因為，為了向標簽供電以便其傳輸數(shù)據(jù)，讀取器還必須傳輸能量。

?

圖 2. 基于全雙工 （FDX） 的系統(tǒng)可支持同時雙向數(shù)據(jù)傳輸，因此讀取器必須采用復雜的解碼算法來分離標簽信號與讀取器信號及環(huán)境噪聲。