二、无线射频技术通讯原理
了解了RFID使用的电波后,对无线射频技术通讯原理的说明就会很容易。无线射频技术是起源于无线电波通讯原理,把数码信号转换成电波,传达信息是0和1的两个数值作为数码信号发送或接受。因此,无线射频的工作原理可分为以下三种类型:电感耦合型、电感有向耦合型、微波型。本文稿主要对前两种类型进行说明。
电感耦合型。依据的是电磁感应定律,通过空间高频交变磁场实现耦合。电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。工作频段包括:125kHz~135kHz、225kHz和13.56MHz。识别作用距离小于1m,作用距离为10cm~20cm。
电感有向耦合型。依据的是电波的空间传播规律发射出去的电波,碰到目标后反射,同时带回目标信息。电感有向耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。工作频段有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。识别作用距离大于1m,作用距离为3m-l0m。
为避免各国无线电频率使用标准不一,国际上大多遵守国际电信联合会(ITU)的规范。目前,RFID使用的频段有135KHz、13.56MHz、433.92MHz、860M~960MHz(UHF)、2.45GHz以及5.8GHz等6种。
读写器通过自身天线发射出电波来诱导磁界内的电子标签,电子标签内的环形天线接受读写器的电感信号后耦合,完成信息交换。无源电子标签凭借环形天线上的感应电流获得能量,启动标签控制电路和射频电路,发送出电子标签存储器(IC芯片)内的数据。有源标签主动发送频率信号。读写器的CPU(CentralProcessingUnit)通过环形天线接受标签发射出信号进行解码后,通过读写器的终端将信息发送到计算机等应用系统,进行数据处理,最后应用系统得到所需要的信息,从而达到识别目的。
RFID的特点和展望
一、非接触识别
非接触识别是无线射频技术的最大亮点。条形码是在不受污染和破损的前提下,逐一读取数据信息;可是电子标签是利用无线电波技术,无论是装在箱子还是其他容器里,表面受到污染也没有关系,根据射频的种类,可识别读取信息。
二、高信赖性和耐环境性
标签与读写器之间无机械接触,避免了由于接触不良所造成的读写错误等操作,即使在标签上染上灰尘、油污(水)等外部恶劣环境下也不影响读写数据。
三、可改写信息
条形码录入的数据不可更改,电子标签不同于条形码,根据业务要求,可进行数据加写或改写。但是,也有不能加写或改写数据的,要根据使用的用途来决定。
四、信息容量大
标签信息容量可根据需要来决定,一般有96bit或128bit的信息量。
现行的JAN/EAN/UPC条形码,其容量不过几十个字符,容量最大的二维条形码最多也只能存储千个数字,容量有限。未来物品所需储存的信息量大,RFID的容量完全可以满足。用一个形象的比喻,RFID能为全球每一粒大米付一个码,它能容纳2的96次方个码,即268亿个码。
五、可一次性识别处理多个标签
现行的条形码只能逐一读取信息,电子标签能防止标签之间出现数据干扰,因此,读写器可一次性识别处理多个标签。
六、重复使用性
由于标签为电子数据,可以反复被覆写,进行通信。因此,可以将回收的标签重复使用。如果是被动式标签,不需要电池就可以使用,不需要维护和保养。
从目前的情况来看,RFID市场尽管已有了很大的发展,在商品防伪、汽车防盗、电子票证、食品药品安全监管、工农业生产管理、智能交通及现代物流和供应链管理等诸多领域得到了应用并被市场认可,但还是处于初级发展阶段。其未来市场发展潜力巨大,应用范围将涵盖从家庭、办公室、政府机关、各商业和服务等广泛领域,并会逐渐改变现今传统的商业模式,对未来社会的各个方面带来影响。同时,对物联网的发展也会起到积极的促进作用。
然而,关于RFID技术还存在一些问题,如隐私权,如何由条形码向电子标签过渡,安全性、标签成本过高、国际标准的制定等问题。这些问题都在一定程度上阻碍了RFID的发展,只有解决了这些问题,RFID技术才能更好的推广和发展。目前,无线通讯、数据处理和网络技术已经基本成熟,在各国政府的推动下,RFID支持技术会日益完善,它将极大地促进相关应用产品性能的提高。任何一项技术的发展都有一个逐步成熟的过程,RFID也不会例外,它将成为继移动通讯、因特网之后的又一项影响全球经济与人们生活的新技术。
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