根據(jù)無線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)和系統(tǒng)的特征,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行多種分類。下面簡(jiǎn)單介紹RFID系統(tǒng)特征,以及按照該系統(tǒng)特征進(jìn)行的系統(tǒng)分類。如:射頻識(shí)別系統(tǒng)按照其采用的頻率不同可分為低頻系統(tǒng)、中高頻系統(tǒng)和超高頻系統(tǒng)3大類;根據(jù)標(biāo)簽內(nèi)是否裝有電池為其供電,又可將其分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)兩大類;根據(jù)標(biāo)簽內(nèi)保存的信息注入的方式可將其分為集成電路固化式、現(xiàn)場(chǎng)有線改寫式和現(xiàn)場(chǎng)無線改寫式3大類;根據(jù)讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段,可將其分為廣播發(fā)射式、倍頻式和反射調(diào)制式3大類;等等。下表0給出了RFID系統(tǒng)的特征與分類的關(guān)系。
表0:射頻識(shí)別系統(tǒng)的特征與分類
欲具體了解RFID技術(shù)系統(tǒng)介紹的請(qǐng)進(jìn)入。
一、按照工作方式進(jìn)行分類
按照射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作方式來劃分,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)分為全雙工系統(tǒng)、半雙工系統(tǒng)和時(shí)序系統(tǒng)。其含義詳見下表1。
表1:按照射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作方式的分類
二、按照電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)量進(jìn)行分類
按照射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量來劃分,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)分為1位系統(tǒng)和多位系統(tǒng)。
1、1位系統(tǒng)
1位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量為1位。該系統(tǒng)中讀寫器能夠發(fā)出兩種狀態(tài)的信號(hào)“在電磁場(chǎng)中有電子標(biāo)簽”和“在電磁場(chǎng)中沒有電子標(biāo)簽”。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的監(jiān)控或信號(hào)發(fā)送功能是足夠的。因?yàn)樯a(chǎn)1位的電子標(biāo)簽不需要電子芯片,所以1位的電子標(biāo)簽的價(jià)格比較便宜,應(yīng)用比較廣泛,其主要應(yīng)用在百貨商場(chǎng)和商店中的商品防盜系統(tǒng)中。
2、多位系統(tǒng)
多位系統(tǒng)中電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)量通常在幾個(gè)字節(jié)到幾千個(gè)字節(jié)之間,電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)量主要由具體的應(yīng)用需要來決定。
三、按照數(shù)據(jù)載體進(jìn)行分類
按照RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)載體進(jìn)行分類,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)劃分為只讀系統(tǒng)和讀寫系統(tǒng)。
1、只讀系統(tǒng)
在只讀系統(tǒng)中,讀寫器只能讀取電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù),不能將數(shù)據(jù)寫入到電子標(biāo)簽中。電子標(biāo)簽中一般存儲(chǔ)的是自身序列號(hào),這是加工芯片時(shí)集成進(jìn)去的,讀寫器不能改寫電子標(biāo)簽內(nèi)的信息。
2、可讀寫系統(tǒng)
與只讀系統(tǒng)相反,在可讀寫系統(tǒng)中,讀寫器可以改寫電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的信息,可以將數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)寫入到電子標(biāo)簽內(nèi)。
四、按照能量供應(yīng)方式進(jìn)行分類
按照RFID電子標(biāo)簽的能量供應(yīng)方式進(jìn)行分類,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)劃分為有源標(biāo)簽系統(tǒng)和無源標(biāo)簽系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)的含義及特點(diǎn)詳見下表4中。
表 4:有源標(biāo)簽系統(tǒng)和無源標(biāo)簽系統(tǒng)的特點(diǎn)
五、按照工作頻率進(jìn)行分類
按照RFID系統(tǒng)工作頻率進(jìn)行分類可分為低頻系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、特高頻系統(tǒng)和超高頻系統(tǒng)4大類,具體詳見下表5。
表5:RFID系統(tǒng)按照工作頻率的分類
6、按照耦合類型進(jìn)行分類
根據(jù)RFID的定義,我們知道,RFID系統(tǒng)讀寫器與電子標(biāo)簽之間的信息交互是分為電磁耦合或感應(yīng)耦合(或稱電感耦合),因此,按照RFID系統(tǒng)工作機(jī)理進(jìn)行分類可分為電感耦合系統(tǒng)和電磁耦合系統(tǒng)。
1、電感耦合系統(tǒng)
在電感耦合系統(tǒng)中,讀寫器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的實(shí)現(xiàn)為變壓器模型,通過空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合,該系統(tǒng)依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律,如圖6-1所示。電感耦合方式一般適用于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。電感耦合系統(tǒng)典型的工作頻率為125kHz、225kHz和13.56MHz。該系統(tǒng)的識(shí)別距離小于1m,典型作用距離為10~20cm。
圖6-1:電感耦合
2、電磁耦合系統(tǒng)
在電磁反向散射耦合系統(tǒng)中,讀寫器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的實(shí)現(xiàn)為雷達(dá)原理模型,發(fā)射出去的電磁波,碰到目標(biāo)后被反射,同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息。由此,該系統(tǒng)也成為電磁反向散射耦合系統(tǒng)。該系統(tǒng)依據(jù)的是電磁波的空間傳輸規(guī)律,如圖6-2所示。電磁反向散射耦合系統(tǒng)一般適用于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。電磁反向散射耦合系統(tǒng)典型的工作頻率為433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz。該系統(tǒng)的識(shí)別距離大于1m,典型作用距離為3~10m。
圖6-2:電磁耦合
七、按照信息注入方式進(jìn)行分類
RFID系統(tǒng)按照信息注入方式進(jìn)行分類可分為集成固化式射頻識(shí)別系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)有線改寫式射頻識(shí)別系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)無線改寫式射頻識(shí)別系統(tǒng)。具體釋義詳見下表7。一般情況下改寫電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間。通常,改寫所需時(shí)間為秒級(jí),閱讀時(shí)間為毫秒級(jí)。
表7:RFID系統(tǒng)按照信息注入方式的分類
八、按照技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段進(jìn)行分類
在射頻識(shí)別系統(tǒng)中,按照讀寫器讀取電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段,可將射頻識(shí)別系統(tǒng)劃分為廣播發(fā)射式、倍頻式和反射調(diào)制式3大類。具體釋義詳見下表8。
表 8:RFID系統(tǒng)按照技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段的分類
九、按照作用距離進(jìn)行分類
在射頻識(shí)別系統(tǒng)中,讀寫器和電子標(biāo)簽的作用距離(讀寫器和電子標(biāo)簽?zāi)軌蚩煽拷粨Q數(shù)據(jù)的距離)可以用于劃分系統(tǒng)。根據(jù)作用距離,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)劃分為3類:密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。其釋義具體詳見下表9。
表9:RFID系統(tǒng)按照作用距離的分類
十、按照系統(tǒng)特征進(jìn)行分類
如果按照數(shù)據(jù)載體的存儲(chǔ)能力、處理速度、作用距離和密碼功能等系統(tǒng)特征進(jìn)行分類,可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)分為低檔系統(tǒng)、中檔系統(tǒng)和高檔系統(tǒng)。
1、低檔系統(tǒng)
低檔系統(tǒng)通常是指那些帶有只讀標(biāo)簽的射頻識(shí)別系統(tǒng),這意味著電子標(biāo)簽內(nèi)的信息只能讀取,而不能改寫。只讀標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)通常只由唯一的串行多字節(jié)數(shù)據(jù)組成。在系統(tǒng)工作的過程中,只要將只讀標(biāo)簽放入到讀寫器的作用范圍內(nèi),只讀標(biāo)簽就開始連續(xù)發(fā)送自身序列號(hào)。通過讀寫器來啟動(dòng)只讀標(biāo)簽是不可能的,只有從電子標(biāo)簽到讀寫器的單向數(shù)據(jù)流在傳輸。因此,只讀系統(tǒng)中,在讀寫器的工作范圍內(nèi),只能有一個(gè)電子標(biāo)簽。這是因?yàn)椋绻卸鄠€(gè)電子標(biāo)簽的話,它們同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)必然會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞,這樣一來,讀寫器就不能識(shí)別電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)。盡管有很多限制,只讀系統(tǒng)還是有許多用途的,特別適合于只需讀出一個(gè)確定數(shù)字的情況。另外,由于只讀標(biāo)簽的功能簡(jiǎn)單,芯片面積很小,因此,芯片的功耗很小,成本也就降低了。只讀系統(tǒng)主要工作在小于135kHz或在2.45GHz的頻率范圍內(nèi),由于芯片的功耗很小,因而工作距離比較大。
2、中檔系統(tǒng)
中檔系統(tǒng)通常是那些帶有可寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的射頻識(shí)別系統(tǒng)。其存儲(chǔ)量的變化范圍介于16B到16KB之間。在此范圍內(nèi),系統(tǒng)類型多樣。中檔系統(tǒng)主要工作在135kHz、13.56MHz、27.125MHz和2.45GHz。
3、高檔系統(tǒng)
高檔系統(tǒng)通常是指那些帶有密碼功能(即有驗(yàn)證和數(shù)據(jù)流密碼)的射頻識(shí)別系統(tǒng)。微處理器系統(tǒng)也屬于高檔系統(tǒng)。使用微處理器可以實(shí)現(xiàn)密碼學(xué)和驗(yàn)證的復(fù)雜算法。高檔系統(tǒng)主要工作在13.56MHz。因?yàn)殡姼旭詈系纳漕l識(shí)別系統(tǒng)電子標(biāo)簽的時(shí)鐘頻率是從讀寫器的發(fā)送頻率派生出來的,所以當(dāng)發(fā)射頻率為135kHz時(shí),使用的時(shí)鐘頻率為發(fā)射頻率的100倍。因此,再復(fù)雜的驗(yàn)證和數(shù)據(jù)流密碼算法都能以合理的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。高檔系統(tǒng)一般使用存儲(chǔ)容量從幾個(gè)字節(jié)到16KB的EEPROM。
欲具體了解RFID系統(tǒng)應(yīng)用介紹的請(qǐng)進(jìn)入。