RFID射频识别技术的频段特点及主要应用领域

RFID射频识别系统的频段概念，指的是RFID读写器借助天线传输、接收并识别RFID电子标签的信号频率区间。就应用层面而言，射频RFID电子标签的工作频率，就是RFID射频识别系统的工作频率，它直接决定了系统应用的各种特性。在RFID系统中，系统运作方式类似于日常调频广播收听过程，电子标签与读写设备必须同步于同一频率方可正常运作。

射频RFID电子标签的工作频率，决定了射频识别系统的工作方式，是采用电感耦合还是电磁耦合，也决定了识别距离，同时影响着射频RFID电子标签和读写器的实现难度，以及设备成本，RFID应用所占用的频段或频点，在国际上有着公认的划分，这个划分位于ISM波段。常见的作业频段包括：一百二十五千赫兹、一百三十三千赫兹、十三点五六兆赫兹、二十七点一二兆赫兹、四百三十三兆赫兹、九百零二兆赫兹到九百二十八兆赫兹、二点四五吉赫兹、五点八吉赫兹等。

根据工作节奏的差异，RFID电子标识可分为低频段、高频段、超高频段以及微波段等不同类型。各个频段的RFID运作机制存在区别，低频和高频段的RFID电子标识通常运用电磁感应方式，而超高频和微波段的RFID则一般运用电磁共振机制。当前全球普遍使用的频段包含四种类型，分别是低频段（125千赫兹）、高频段（13.54兆赫兹）、超高频段（850兆赫兹到910兆赫兹）以及微波段（2.45吉赫兹）。这些频段各自具备独特的性能，因而适用于不同的应用场景，所以必须先确定恰当的频段，才能实现有效应用。

这种频率较低的射频RFID电子标签，又称为低频RFID电子标签，它的运作频段介于30千赫兹到300千赫兹之间。常见的运作频率包括125千赫兹以及133千赫兹。低频RFID电子标签多数是无源类型，其运作所需的能量，依靠电感感应方法，从读取设备耦合线圈的辐射近场区域中获取。无源射频识别标签与检测设备交换信息时，该标签必须处在检测设备发射装置的作用范围内。此类标签的有效感应距离通常不超过一米。这类标签常见的用途包括：牲畜身份确认、包装件标记、设备追踪、智能门禁系统（内置应答器的汽车门禁卡）等。

中高频段射频RFID电子标签的作业频率通常在3兆赫兹到30兆赫兹之间。其中，13.56兆赫兹是常见的作业频率。这类频段的射频RFID电子标签，其作业机理和低频RFID电子标签完全一致，都是借助电感耦合进行作业，因此适宜将其划入低频RFID电子标签的范畴。从无线电波段分布来看，这个频段属于高频范围，因此也称作高频射频识别标签，又叫做高频RFID电子标签kaiyun全站登录网页入口，这类标签在实际应用中数量最多，所以不必纠结于高低之分，只要明白是相对概念就不会产生歧义。

这种标签在描述时简称为中频射频RFID电子标签，中频RFID电子标签多数是无源设计的，其运作所需能量与低频RFID电子标签相同kaiyun全站app登录入口，都是借助电感（磁）耦合，从RFID阅读器耦合线圈的辐射近场中获取。RFID标签与读写设备进行信息交互时，标签需处在设备发射装置的作用范围内，比如台式设备HR8002，其感应距离通常在五到十公分之间，而型号为HR9876的设备，若搭配大型发射装置，则作用范围能超过一米。这种射频识别标签能够轻松制成卡片形态，因此被大量使用在图书管理、车辆电子识别、电子身份证明、电子门锁防盗系统、社区物业维护以及大型建筑出入控制系统等领域。

高频与微波频段应用的射频RFID电子标签也称作微波射频RFID电子标签，它通常在433.92MHz、862(902)MHz至928MHz、2.45GHz、5.8GHz这些频率下运行。这种电子标签可以分成两大类，即有源RFID电子标签和无源RFID电子标签。工作期间，射频RFID电子标签处在阅读器天线作用范围的边缘地带，RFID电子标签同阅读器间的相互作用以电磁感应形式进行，阅读器天线产生的作用场为无源RFID电子标签传输能量，促使有源RFID电子标签被激活。该射频识别系统的工作距离通常超过1米，常见值为3米到10米，若与大型天线搭配使用，其传输距离能够超过50米。

阅读器天线多数是定向的，只有位于其波束方向上的射频RFID电子标签才能被识别或写入信息。随着读取距离的延伸，应用场景里常常会有好几个射频RFID电子标签出现在感应范围内，这就产生了同时读取多个射频RFID电子标签的要求。如今，比较精密的射频识别系统都将处理多个射频RFID电子标签识别这一功能作为核心组成部分。这种高频无线射频识别标签常见于书本的整理、衣物的监控、财产的追踪、火车车厢的快速辨识、货柜的定位，也能应用于道路车辆的检测以及自动缴费的环节。

现阶段的技术条件下，无源微波RFID电子标签比较成熟的产品大多工作在902MHz到928MHz的频段内，2.45GHz和5.8GHz的射频识别系统则更多是以半无源微波RFID电子标签的形式出现，这类标签通常配备微型电池，可以实现较远的读取距离。

RFID电子标签的主要特征体现在多个方面，包括是否无源，无线读取的远近距离，能否同时处理多个标签，以及是否适用于快速识别场景，还有读写设备功率的承受范围，以及标签和设备本身的成本。对于能够通过无线方式写入数据的RFID标签，写入的有效范围一般要小于识别的有效范围，这是因为写入过程需要更多的能量支持。

射频微波RFID电子标签的内存空间通常不超过两千比特，更高容量的存储显得没有必要，从技术层面和实际应用角度看，这类标签不适合用来存放海量信息，它们的主要作用是标记物件并实现非接触式识别。常见的容量规格有：一千比特、一百二十八比特、六十四比特等。Auto-ID Center研发的物品电子标识EPC具备96位存储空间，该技术广泛用于车辆追踪管理、电子门禁系统、以及医疗和科研领域等场景。

各类RFID标签因频率不同而特性各异，比如低频标签成本较低，功耗小，能穿透金属，工作不受无线电限制，适合检测含水量大的物品，例如水果；超高频标签覆盖范围大，数据传输快，但能耗高，穿透能力差开元棋官方正版下载，使用时需避免干扰，多用于港口和仓库等物流场景；高频标签则属于中短距离识别，读写效率中等，价格也较适中，常见于电子****证和一卡通系统。

各个国家在相同频段上，所采用的频率存在差异。欧洲采用超高频868MHz，美国使用902至928MHz的范围。日本当前禁止将超高频应用于射频技术领域。

现阶段，实际操作中多采用13.56兆赫兹、860兆赫兹到960兆赫兹、2.45吉赫兹这些波段。近距离RFID系统主要应用125千赫兹、十三点五六兆赫兹等低频和高频段，该技术已经非常完善；远距离RFID系统主要应用四百三十三兆赫兹、八百六十兆赫兹到九百六十兆赫兹等超高频段，以及二点四五吉赫兹、五点八吉赫兹等微波段，现阶段多数仍处于试验阶段，尚未实现广泛部署。

我国在低频和高频频段RFID电子标签芯片的设计技术已相当完善，高频段的设计水平已接近国际顶尖水准，自主研制出符合ISO14443 Type A、Type B以及ISO15693规范的RFID芯片，这些芯片已成功在交通卡和第二代身份证等场合得到应用。