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RFID技術(shù)及電磁兼容研究

云知道

作者：宋起柱
RFID是射頻識(shí)別技術(shù)的英文(RadioFrequencyIdentification)縮寫 。
射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 。該技術(shù)在世界范圍內(nèi)正得到廣泛的應(yīng)用，在我國，該技術(shù)及其應(yīng)用處于初級(jí)發(fā)展階段，存在技術(shù)水平不高、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完整等諸多問題 。但同時(shí)，射頻識(shí)別技術(shù)在我國又擁有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力，相對(duì)于條碼技術(shù)而言，射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的推廣將是我國自動(dòng)識(shí)別行業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)革命 。但是嶄新的無線技術(shù)在推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，假如使用不當(dāng)勢(shì)必會(huì)帶來頻率干擾，如何同現(xiàn)有無線電業(yè)務(wù)和平共處是本文所主要考慮的問題 。
1、RFID技術(shù)介紹
射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù) 。
射頻識(shí)別系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽(射頻標(biāo)簽)和閱讀器組成 。電子標(biāo)簽內(nèi)存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，常以此作為待識(shí)別物品的標(biāo)志性信息 。應(yīng)用中將電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物品上，作為待識(shí)別物品的電子標(biāo)記 。閱讀器與電子標(biāo)簽可按約定的通信協(xié)議互傳信息，通常的情況是由閱讀器向電子標(biāo)簽發(fā)送命令，電子標(biāo)簽根據(jù)收到的閱讀器的命令，將內(nèi)存的標(biāo)志性數(shù)據(jù)回傳給閱讀器 。這種通信是在無接觸方式下，利用交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的空間耦合及射頻信號(hào)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的 。
現(xiàn)階段的RFID技術(shù)在全球主要有車輛識(shí)別、自動(dòng)化生產(chǎn)線治理、家畜識(shí)別、身份識(shí)別、門禁治理等方面的應(yīng)用 。
圖1; RFID系統(tǒng)示意圖
表1; RFID技術(shù)的應(yīng)用
TOM: 0cm" vAlign=top align=middle width=112>典型應(yīng)用領(lǐng)域
具體應(yīng)用
車輛自動(dòng)識(shí)別治理
鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別是射頻識(shí)別技術(shù)最普通的應(yīng)用 。
【RFID技術(shù)及電磁兼容研究】高速公路收費(fèi)及智能交通系統(tǒng)
高速公路自動(dòng)收費(fèi)充分體現(xiàn)了非接觸識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，在車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)完成繳費(fèi)，解決了交通的瓶頸問題，提高了車行速度，避免擁堵，提高了收費(fèi)結(jié)算效率 。
貨物的跟蹤、治理及監(jiān)控
射頻識(shí)別技術(shù)為貨物的跟蹤、治理及監(jiān)控提供了快捷、準(zhǔn)確、自動(dòng)化的手段 。以射頻識(shí)別技術(shù)為核心的集裝箱自動(dòng)識(shí)別，成為全球范圍最大的貨物跟蹤治理應(yīng)用 。
倉儲(chǔ)、配送等物流環(huán)節(jié)
射頻識(shí)別技術(shù)目前在倉儲(chǔ)、配送等物流環(huán)節(jié)已有許多成功的應(yīng)用 。隨著射頻識(shí)別技術(shù)在開放的物流環(huán)節(jié)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的研究開發(fā)，物流業(yè)將成為射頻識(shí)別技術(shù)最大的受益行業(yè) 。
生產(chǎn)線產(chǎn)品加工過程自動(dòng)控制
主要應(yīng)用在大型工廠的自動(dòng)化流水作業(yè)線上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、監(jiān)視，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本 。
動(dòng)物跟蹤和治理
射頻識(shí)別技術(shù)可用于動(dòng)物跟蹤 。在大型養(yǎng)殖廠，可通過采用射頻識(shí)別技術(shù)建立飼養(yǎng)檔案、預(yù)防接種檔案等，達(dá)到高效、自動(dòng)化治理牲畜的目的，同時(shí)為食品安全提供了保障 。
2、國際RFID技術(shù)特點(diǎn)及相關(guān)治理規(guī)則
盡管RFID在不同頻段有著不同的應(yīng)用，但近年來被業(yè)內(nèi)人士看好的技術(shù)是基于UHF頻段的無線射頻識(shí)別技術(shù) 。從應(yīng)用的趨勢(shì)來看，現(xiàn)代物流業(yè)、商品零售業(yè)會(huì)廣泛應(yīng)用RFID技術(shù)，為什么UHF頻段的RFID技術(shù)會(huì)成為全球熱點(diǎn)?主要有以下幾個(gè)需考慮的因素(見表2所示) 。
表2; UHF頻段應(yīng)用特點(diǎn)
從幾個(gè)要素中，我們發(fā)現(xiàn)UHF頻段的讀寫距離在4～5米，從經(jīng)典的無線傳輸模型公式(1)中

;　(1)
(其中P1為標(biāo)簽的接收功率，Gr為發(fā)射功率，L為路徑衰耗，λ為波長)，可以看出：
假設(shè)發(fā)射機(jī)的功率是等同的，利用低頻實(shí)現(xiàn)RFID，理論上將獲得很大的接收功率，但標(biāo)簽的尺寸較大將影響市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用；假如利用微波實(shí)現(xiàn)RFID的方案，盡管標(biāo)簽將變得較小，但路徑衰耗較大，波長較短，接收功率是相當(dāng)小的，極大地影響了讀寫距離 。綜合考慮，UHF頻段的RFID將具有波長適中、遠(yuǎn)場(chǎng)耦合、標(biāo)簽較小、空間衰耗小、工作距離相對(duì)較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，加上IC智能卡技術(shù)不斷的成熟，TAG標(biāo)簽的價(jià)格將不斷走低，更為其廣泛應(yīng)用奠定了必要的基礎(chǔ) 。所以UHF頻段的RFID技術(shù)將服務(wù)于全世界成為不爭(zhēng)的事實(shí) 。

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