UHF電子標(biāo)簽的關(guān)鍵技術(shù)及頻段劃分

射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification)，簡(jiǎn)稱RFID，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。利用超高頻RFID(UHF RFID)技術(shù)可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽。

超高頻RFID標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)

　　1. ISO/IEC18000-6定義了超高頻的物理層和通信的協(xié)議;空中接口定義了TypeA和TypeB兩部分;支持可讀和可寫操作。

　　2. EPCglobal定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和超高頻的空中接口以及通信的協(xié)議，如class0、Class1Gen1、ClassGen2.

　　3. UbiquitousID,日本的組織，定義了UID編碼的結(jié)構(gòu)和通信管理協(xié)議。

　　一、RFID的頻率標(biāo)準(zhǔn)

　　頻率使用許可

　　射頻系統(tǒng)的工作頻率是射頻識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)最基本的技術(shù)參數(shù)之一。工作頻率的選擇在很大程度上決定了電子標(biāo)簽的應(yīng)用范圍、技術(shù)可行性以及系統(tǒng)成本的高低。

　　射頻識(shí)別系統(tǒng)歸根到底是一種無線電傳播系統(tǒng)，它必須占據(jù)一定的空間通信信道。在空間通信信道中，射頻信號(hào)智能以電磁耦合或電磁反射的形式表現(xiàn)出來，因此，射頻識(shí)別系統(tǒng)的性能必然會(huì)受到電磁波空間傳輸特性的影響。

　　在人們?nèi)粘Ｉ钪?，電磁波無處不在，如飛機(jī)的導(dǎo)航、電臺(tái)的廣播、軍事應(yīng)用等。中國(guó)由國(guó)家無線電管理委員會(huì)(簡(jiǎn)稱無委會(huì))進(jìn)行統(tǒng)一管理。因此，無線電產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都必須得到國(guó)家許可。

　　二、頻率劃分

　　由于很多領(lǐng)域的應(yīng)用需要系統(tǒng)工作于一定的頻率范圍內(nèi)，因此需要對(duì)頻率進(jìn)行分段。近年來，對(duì)頻譜的分段已經(jīng)進(jìn)行了幾次，其中，最常用的是電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)建立的，規(guī)定：射頻識(shí)別系統(tǒng)屬于無線電的應(yīng)用范疇，因此，其使用不能干擾到其他系統(tǒng)的正常工作，ISM使用的頻率范圍通常是局部的無線電通信頻段，因此，通常情況下，無線射頻使用的頻段是ISM頻段。

　　射頻識(shí)別系統(tǒng)最主要的工作頻率是0-135k,ISM頻率6.78MHZ13.56MHZ27.125MHZ40.68MHZ433.92MHZ869.0MHZ915MHZ2.45GHZ5.8GHZ以及24.125GHZ。

　　下面我們主要介紹一下頻段869MHZ和915MHZ。

　　目前全球超高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率在860-960之間，這是因?yàn)樯漕l識(shí)別系統(tǒng)將應(yīng)用于全世界，然而在全球找不到一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)可以適用的共同頻率，世界各國(guó)對(duì)頻率方面的具體規(guī)定也各不相同。因此，頻率問題對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)來講是一個(gè)重要的問題。頻率問題主要包括工作頻率的范圍、發(fā)射功率的大小、調(diào)頻技術(shù)、信道寬度等。

　　頻段869MHz，允許短距離使用，如郵政、會(huì)議等。頻段888-889和902-928被射頻識(shí)別系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。此外，次臨近的頻段被D-網(wǎng)絡(luò)電話和無繩電話占用全球的頻段由國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和分配，ITU把全球劃分為3個(gè)大區(qū)，他們分別為區(qū)域1(歐洲和非洲地區(qū))、區(qū)域2(美洲地區(qū))、區(qū)域3(大洋洲和亞洲地區(qū))。

　　超高頻RFID電子標(biāo)簽的特性如下：

　　1.超高頻電子標(biāo)簽通過電場(chǎng)傳輸能量。電場(chǎng)的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義，該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無源可達(dá)10m左右，主要通過電容耦合的方式進(jìn)行能量交換和數(shù)據(jù)傳輸。

　　2.超高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是水、灰塵、霧等懸浮顆粒物。

　　3.電子標(biāo)簽的天線一般是長(zhǎng)條和標(biāo)簽狀。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計(jì)，以滿足相應(yīng)的應(yīng)用需求。

　　4.該頻段有好的讀取距離，但是對(duì)讀取區(qū)域很難進(jìn)行定義。

　　5.有很高的傳輸速率，在很短的時(shí)間內(nèi)，可以讀取大量的電子標(biāo)簽。

　　三、超高頻RFID電子標(biāo)簽組成

　　電子標(biāo)簽可分為兩部分，即電子標(biāo)簽的芯片和標(biāo)簽的天線。天線功能是手機(jī)閱讀器發(fā)射到空間的電磁波和將芯片本身發(fā)射的能量以電磁波的方式發(fā)射出去;芯片的功能是對(duì)標(biāo)簽接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)、解碼等各種處理，并把電子標(biāo)簽需要返回的信號(hào)進(jìn)行編碼、調(diào)制等各種處理。

　　
1、芯片

　　超高頻電子標(biāo)簽芯片是電子標(biāo)簽的核心部分，它的作用包括標(biāo)簽信息存儲(chǔ)，標(biāo)簽接收信號(hào)處理和標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的處理。

　　芯片按照功能和結(jié)構(gòu)特征劃分為射頻、模擬前端、數(shù)字控制，存儲(chǔ)單元三大模塊，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：