RFID技术及电磁兼容研究

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    RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)缩写。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。

       该技术在世界范围内正得到广泛的应用,在我国,该技术及其应用处于初级发展阶段,存在技术水平不高、标准规范不完整等诸多问题。但同时,射频识别技术在我国又拥有广阔的发展前景和巨大的市场潜力,相对于条码技术而言,射频识别技术的发展和应用的推广将是我国自动识别行业的一场技术革命。但是崭新的无线技术在推动了相关产业发展的同时,如果使用不当势必会带来频率干扰,如何同现有无线电业务和平共处是本文所主要考虑的问题。

       1、RFID技术介绍

  射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

  射频识别系统通常由电子标签(射频标签)和阅读器组成。电子标签内存有一定格式的电子数据,常以此作为待识别物品的标志性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上,作为待识别物品的电子标记。阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息,通常的情况是由阅读器向电子标签发送命令,电子标签根据收到的阅读器的命令,将内存的标志性数据回传给阅读器。这种通信是在无接触方式下,利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。

  现阶段的RFID技术在全球主要有车辆识别、自动化生产线管理、家畜识别、身份识别、门禁管理等方面的应用。

 图1 RFID系统示意图

   表1 RFID技术的应用 

 

典型应用领域

具体应用

车辆自动识别管理

铁路车号自动识别是射频识别技术最普通的应用。

高速公路收费及智能交通系统

高速公路自动收费充分体现了非接触识别的优势,在车辆高速通过收费站的同时完成缴费,解决了交通的瓶颈问题,提高了车行速度,避免拥堵,提高了收费结算效率。

货物的跟踪、管理及监控

射频识别技术为货物的跟踪、管理及监控提供了快捷、准确、自动化的手段。以射频识别技术为核心的集装箱自动识别,成为全球范围最大的货物跟踪管理应用。

仓储、配送等物流环节

射频识别技术目前在仓储、配送等物流环节已有许多成功的应用。随着射频识别技术在开放的物流环节统一标准的研究开发,物流业将成为射频识别技术最大的受益行业。

生产线产品加工过程自动控制

主要应用在大型工厂的自动化流水作业线上,实现自动控制、监视,提高生产效率,节约成本。

动物跟踪和管理

射频识别技术可用于动物跟踪。在大型养殖厂,可通过采用射频识别技术建立饲养档案、预防接种档案等,达到高效、自动化管理牲畜的目的,同时为食品安全提供了保障。

 

       2、国际RFID技术特点及相关管理规则

  尽管RFID在不同频段有着不同的应用,但近年来被业内人士看好的技术是基于UHF频段的无线射频识别技术。从应用的趋势来看,现代物流业、商品零售业会广泛应用RFID技术,为什么UHF频段的RFID技术会成为全球热点?主要有以下几个需考虑的因素(见表2所示)。

  表2 UHF频段应用特点

       从几个要素中,我们发现UHF频段的读写距离在4~5米,从经典的无线传输模型公式(1)中


    (1)

  (其中P1为标签的接收功率,Gr为发射功率,L为路径衰耗,λ为波长),可以看出:

  假设发射机的功率是等同的,利用低频实现RFID,理论上将获得很大的接收功率,但标签的尺寸较大将影响市场的广泛应用;如果利用微波实现RFID的方案,尽管标签将变得较小,但路径衰耗较大,波长较短,接收功率是相当小的,极大地影响了读写距离。综合考虑,UHF频段的RFID将具有波长适中、远场耦合、标签较小、空间衰耗小、工作距离相对较远等优点,加上IC智能卡技术不断的成熟,TAG标签的价格将不断走低,更为其广泛应用奠定了必要的基础。所以UHF频段的RFID技术将服务于全世界成为不争的事实。

  基于RFID的技术特点和潜在的应用空间,国际相关无线电管理机构已经开始进行频率规划工作,并制定了相应的管理政策,笔者对此进行了简单的整理,具体情况如表3所示。

  表3 世界各国RFID频率规划概况 

国家/地区

UHF频段RFID的频率应用情况

最大功率限值(ERP)

美国

902—928MHz

4W(EIRP)

欧盟

868—870MHz

500mW

澳大利亚

918—926MHz

1W(EIRP)

文莱

866—869MHz
923—925MHz

500mW
2W

中国
香港地区

865—868MHz
920—925MHz

2W
4W

印度尼西亚

866—869MHz(已被提议)
923—925MHz(
已被提议)

500mW
2W

韩国

908.5—914MHz(已被提议)

——

日本

952—954MHz(已被提议)

——

马来西亚

868.1MHz
919—923MHz

50mW
50mW

新加坡

866—869MHz
923—925MHz

500mW
2W

  从表3我们可以清晰地看到,已作规划的国家和地区,RFID的频率使用大致在860~960MHz频段,这已经成为国际主流趋势,同我们上述所作的技术分析的结论是吻合的。

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