RFID的工作原理及其技术参数

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电子标签的工作原理

RFID 技术的基本工作原理并不复杂:标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID(射频识别)系统由两部分组成:读 / 写单元和电子收发器。阅读器通过天线发出电磁脉冲,收发器接收这些脉冲并发送已存储的信息到阅读器作为响应。实际上,这就是对存储器的数据进行非接触读、写或删除处理。

从技术上来说,“智能标签”包含了包括具有 RFID 射频部分和一个超薄天线环路的 RFID 芯片的 RFID 电路,这个天线与一个塑料薄片一起嵌入到标签内。通常,在这个标签上还粘一个纸标签,在纸标签上可以清晰地印上一些重要信息。当前的智能标签一般为信用卡大小,对于小的货物还有 4.5×4.5cm 尺寸的标签,也有 CD 和 DVD 上用的直径为 4.7 厘米的圆形标签。

与像条形码或磁条等其他 ID 技术相比较而言,收发器技术的优势在于阅读器和收发器之间的无线链接:读 / 写单元不需要与收发器之间的可视接触,因此可以完全集成到产品里面。这意味着收发器适合于恶劣的环境,收发器对潮湿、肮脏和机械影响不敏感。因此,收发器系统具有非常高的读可靠性、快速数据获取,最后一点也是重要的一点就是节省劳力和纸张。

电子标签的技术参数有哪些
电子标签的技术参数主要有标签激活的能量要求、标签信息的读写速度、标签信息的传输速率、标签信息的容量、标签的封装尺寸、标签的读写距离、标签的可靠性、标签的工作频率和标签的价格等。

1. 标签激活的能量要求

当电子标签进入读写器的工作区域后,受到读写器发出射频信号的激发,标签进入工作状态。标签的激活能量是指激活电子标签芯片电路所需要的能量范围,这要求电子标签与读写器在一定的距离内,读写器能提供电子标签足够的射频场强。

2. 标签信息的读写速度

标签的读写速度包括读出速度和写入速度,读出速度是指电子标签被读写器识读的速度,写入速度是指电子标签信息写入的速度,一般要求标签信息的读写为毫秒级。

3. 标签的封装尺寸

标签的封装尺寸主要取决于天线的尺寸和供电情况等,在不同场合对封装尺寸有不同要求,封装尺寸小的为毫米级,大的为分米级。

如果电子标签的尺寸小,则它的适用范围宽,不管大物品或是小物品都能设置。但是,一味追求尺寸小并是不好事,如果电子标签设计的比较大,可以加大天线的尺寸,因此能有效地提高电子标签识读率。

4. 标签信息的容量

标签信息的容量是指电子标签携带的可供写入数据的内存量。标签信息的容量大小,与电子标签是“前台”式还是“后台”式有关。

(1)“后台”式电子标签

“后台”式电子标签通过读写器采集到数据后,便可以借助网络与计算机数据库联系起来,因此一般来说,只要电子标签的内存有 200 多位(bit),就能够容纳物品的编码了。如果需要物品更详尽的信息,这种电子标签需要通过后台数据库来提供。

(2)“前台”式电子标签

在实际应用中,现场有时不易于数据库联机,这必须加大电子标签的内存量,如加大到几千位到几十千位,这样电子标签可以独立使用,不必再查数据库信息,这种电子标签可称为“前台”式电子标签。但是在选用“前台”式电子标签时要注意,一般来说内存越大读取时间越长,只有在那些时间因素不很重要,但必须当时就要知道物品较详细信息的情况下,才采用这种电子标签。

5. 标签的对齐距离

标签的读写距离是指标签与读写器的工作距离。标签的读写距离,近的为毫米级,远的可达 20 米以上。另外,大多数系统的读取距离和写入距离是不同的,写入距离大约是读取距离的 40%~80%。

6. 标签信息的传输速率

标签信息的传输速率包括两方面,一方面是电子标签向读写器反馈数据的传输速率,一方面是来自读写器写入数据的速率。

7. 标签的工作频率

标签的工作频率是指标签工作时采用的频率,可以为低频、高频、超高频和微波。

8. 标签的可靠性

标签的可靠性与标签的工作环境、大小、材料、质量、标签与读写器的距离等相关。例如在传送带上时,当标签暴露在外,并且是单个读取时,读取的准确度接近 100%。但是许多因素都可能降低标签读写的可靠性,一次同时读取的标签越多,标签的移动速度越快,越有可能出现误读或漏读。

在某个项目应用中的调查表明,使用 10000 个电子标签时,一年中 60 个电子标签受到损坏,受损坏的比例低于 0.1%,为了防止电子标签的损坏而造成的不便,条码与电子标签的同时使用是一种有效的补救方法,这样可以根据条码记载的信息迅速复制出一个电子标签。另外,一个物品上放两个电子标签以备万一也是一种方法,但会使整个项目成本高些。

9. 标签的价格

目前,某些电子标签大量订货的价格低于 1 元人民币。当电子标签的使用数量以 10 亿计时,规模经济效应将使电子标签的价格大大降低,很多公司希望将来每个电子标签低于 0.4 元。智能电子标签的价格较高,一般在 10 元以上。
 

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