选择合适的频率设计RFID系统

2013-08-13 14:44

　　第四，除了考虑通信距离以外，在我们选择一个射频系统时，通常还要考虑存储器容量、安全特性等因素。根据这些应用需求，才能够确定适合的射频识别频段和解决方案。从现有的解决方案来看，超高频和微波射频识别系统的操作距离最大（可以达到 3 到 1 0 米），并具有较快的通信速率，但是为了降低标签芯片的功耗和复杂度，并不实现复杂的安全机制，仅限于写锁定和密码保护等简单安全机制。

　　而且，该频段的电磁波能量在水中衰减严重，所以对于跟踪动物（体内含超过 50% 的水）、含有液体的药品等是不合适的。低频和高频系统的读写距离较小，通常不超过一米。高频频段为技术成熟的非接触式智能卡采用，非接触式智能卡能够支持大的存储器容量和复杂的安全算法。如前所述，囿于通信速率和安全性需求，非接触式智能卡的工作距离一般在10cm 左右。高频频段中的 ISO15693 规范通过降低通信速率使通信距离加大，通过大尺寸天线和大功率读写器，工作距离可以达到 1 米以上。低频频段由于载波频率低，比高频13.56MHz 低 100 倍以上，因此通信速率最低，而且通常不支持多标签的读取。

　　3 案例分析

　　3.1 动物跟踪管理

　　动物跟踪和管理传统上是采用低频频段的射频识别技术，并且有国际规范规范编码及空间信号接口，相应的国际规范分别为ISO11784 和 ISO11785。由于高频和低频的射频识别技术各有优缺点，所以现在国际上关于动物跟踪管理的频段也存在着争论。

　　支持采用低频技术方案的理由主要有：

　　（1）事实上存在的国际规范，兼容性要求。

　　（2）如果采用单天线的解决方案，通常低频系统比高频系统的读写距离要大 20% 到 30%。因为低频系统的数据率低，所以标签芯片的功耗可以做到微瓦以下。

　　（3）虽然低频系统的数据传输速率低，但是鉴于其信号的强壮性，在实际应用中读取效率并不低。

　　（4）低频系统可以穿透动物组织，是植入式的电子标签唯一的频率选择。

　　而支持高频技术方案的理由主要有：

　　（1）国际标准 ISO11784 的动物编码方式完全可以实现在高频和超高频频段的解决方案中，在应用和系统的层面看来并不存在区别。

　　（2）由于频率差异，低频标签需要绕制绕线电感来构成标签天线，制作标签的成本要高于高频标签。高频标签对于信用卡大小的尺寸来说，通常只须绕制 3 圈左右，而且可以采用低成本的印刷工艺。高频标签的整体成本更低。这一点是公认的事实。

　　（3）如果实现合理，高频系统也能够取得和低频系统相当的读写距离。而且高频读写器可以通过门式天线来控制作用范围，利于准确而快速地实现数据采集。