RFID技術基礎

RFID是通過電磁波在特定標籤和閱讀器之間無線或非接觸式傳輸數字編碼及其他數據的方法。

RFID射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)是通過電磁波在特定標籤和閱讀器之間無線或非接觸式傳輸數字編碼及其他數據的方法。 實體的標籤使企業團體和消費者或使用者以分配一個唯一的數碼身份(一對相同的數碼)來無縫地識別、認證、追踪、感知每個需參與的物件對象。

RFID技術基礎

與其他自動ID技術(例如光學QR碼)相反,根據RFID系統的類型,RFID允許在幾厘米到20多米(約60英尺)的距離內無需視線即可讀取標籤。 典型的例子是在托盤上的盒子內讀取數百種帶有標籤的產品,在裝運碼頭的門後安裝有固定的閱讀器門,或在商店貨架和貨架上滑動手持閱讀器以在幾秒鐘內計算庫存,或在錢包上點擊智能手機以驗證真實性並簽署會員計劃。

RFID如何運作?

簡而言之,RFID系統由三部分組成:RFID標籤或智能標籤; RFID閱讀器(也稱為詢問器(interrogators)); 以及將獲取的數據輸入IT系統或物聯網(IoT)的軟件(也稱為中間件(middleware))。 根據應用需求,需要仔細選擇系統組件,以實現所需的性能,準確性和可靠性。

RFID 標籤

RFID標籤具有各種形狀和大小,並且是「無源」或「有源」的。 通常,它們是被動的,這意味著它們不需要集成的能源,例如電池。 無源標籤通常由RFID嵌體和用於防止物理損壞的外殼組成。 嵌件(Inlay)由一個小的矽微芯片組成,該芯片存儲數字身份以及其他數據,並附著在諸如紙或塑料(PET)薄膜等薄基板上的天線上。 無源標籤的天線接收來自閱讀器的無線電波,並將其引導到微芯片,在微芯片中,能量被收集並用於將無線電信號發送回閱讀器。

嵌件非常薄,可以輕鬆嵌入傳統標籤中,將其轉變為智能標籤,也可以嵌入非常堅固的塑料(硬標籤)或生物相容性玻璃(玻璃標籤)中,以用於極端惡劣的環境或註入動物體內。

RFID類型

RFID系統分為三個主要的射頻範圍:低頻(Low Frequency, LF),高頻(High Frequency, HF)和超高頻(UHF)。 它們從應用、最大讀取範圍以及所使用的RFID標籤和讀取器的類型而異。

超高頻(Ultra-High Frequency, UHF)

UHF RFID系統在860和960 MHz之間的頻率範圍內運行。 典型的讀取距離是從近距離接觸到20米或60英尺以上,從而實現了廣泛的應用,例如庫存和供應鏈管理,智能製造,航空行李跟踪,運動計時等等。

在該頻率範圍內,監管機構定義了兩個主要的區域子帶。 歐洲電信標準協會(The European Telecommunications Standards Institute, ETSI)為RFID的使用定義了865-868 MHz,聯邦通信委員會(Federal Communications Commission, FCC)選擇了902-928 MHz。 我們的某些RFID標籤和嵌體指定用於FCC或ETSI頻率,但是許多較新的產品都支持這兩個頻段。

UHF Tag (支持兩個頻段)
圖一 UHF Tag (支持兩個頻段) (ART915X252503MA-IC, Abracon LLC)

與HF和LF相比,UHF系統支持更遠的讀取範圍,並支持具有成本效益的各種尺寸和形狀的嵌件和標籤,以及快速讀取散裝物品的方法,但缺點是較容易受到金屬或導電材料的無線電波干擾或液體。

高頻(HF)和近場通信(Near-Field Communication, NFC)

HF和NFC RFID系統在13.56 MHz的頻帶內工作,讀取範圍從接近接觸到50厘米或20英寸。 典型的應用是圖書館媒體管理、製造自動化、賭博籌碼管理、ID卡及使用NFC支付卡或智能手機應用的非接觸式支付等。 與HF標籤需要特殊的讀取器不同,NFC標籤幾乎可以在幾厘米的距離內用任何智能手機讀取。

HF/NFC Tag
圖二 13.56MHz NFC Tag(2800, Adafruit)

當今市場上有數十億支持NFC的智能手機,越來越多的消費者習慣於非接觸式支付,因此利用NFC標籤進行消費者互動和其他以消費者為中心的新應用的機會很大。

低頻(Low Frequency,LF)

大多數低頻系統在125-134 kHz的頻帶內運行,並允許最大10厘米或4英寸的讀取範圍。 典型的應用領域包括動物識別、通道控制、汽車進出以及液體和金屬密度高的環境。

LF Tag
圖三 LF Tag (IPC03-50P, Pepperl+Fuchs, Inc.)

與UHF和HF相比,LF系統的數據傳輸速率和讀取距離較低,但其優點是支持困難環境中的應用。

(參考原文:RFID technology basics, Avery Dennison Corporation )

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