根據無線射頻識別(RFID)技術和系統的特征,可以將射頻識別系統進行多種分類。下面簡單介紹RFID系統特征,以及按照該系統特征進行的系統分類。如:射頻識別系統按照其采用的頻率不同可分為低頻系統、中高頻系統和超高頻系統3大類;根據標簽內是否裝有電池為其供電,又可將其分為有源系統和無源系統兩大類;根據標簽內保存的信息注入的方式可將其分為集成電路固化式、現場有線改寫式和現場無線改寫式3大類;根據讀取電子標簽數據的技術實現手段,可將其分為廣播發射式、倍頻式和反射調制式3大類;等等。下表0給出了RFID系統的特征與分類的關系。
表0:射頻識別系統的特征與分類
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一、按照工作方式進行分類
按照射頻識別系統的基本工作方式來劃分,可以將射頻識別系統分為全雙工系統、半雙工系統和時序系統。其含義詳見下表1。
表1:按照射頻識別系統的基本工作方式的分類
二、按照電子標簽的數據量進行分類
按照射頻識別系統的數據量來劃分,可以將射頻識別系統分為1位系統和多位系統。
1、1位系統
1位系統的數據量為1位。該系統中讀寫器能夠發出兩種狀態的信號“在電磁場中有電子標簽”和“在電磁場中沒有電子標簽”。這對于實現簡單的監控或信號發送功能是足夠的。因為生產1位的電子標簽不需要電子芯片,所以1位的電子標簽的價格比較便宜,應用比較廣泛,其主要應用在百貨商場和商店中的商品防盜系統中。
2、多位系統
多位系統中電子標簽的數據量通常在幾個字節到幾千個字節之間,電子標簽的數據量主要由具體的應用需要來決定。
三、按照數據載體進行分類
按照RFID系統數據載體進行分類,可以將射頻識別系統劃分為只讀系統和讀寫系統。
1、只讀系統
在只讀系統中,讀寫器只能讀取電子標簽內的數據,不能將數據寫入到電子標簽中。電子標簽中一般存儲的是自身序列號,這是加工芯片時集成進去的,讀寫器不能改寫電子標簽內的信息。
2、可讀寫系統
與只讀系統相反,在可讀寫系統中,讀寫器可以改寫電子標簽內存儲的信息,可以將數據動態寫入到電子標簽內。
四、按照能量供應方式進行分類
按照RFID電子標簽的能量供應方式進行分類,可以將射頻識別系統劃分為有源標簽系統和無源標簽系統。這兩種系統的含義及特點詳見下表4中。
表 4:有源標簽系統和無源標簽系統的特點
五、按照工作頻率進行分類
按照RFID系統工作頻率進行分類可分為低頻系統、高頻系統、特高頻系統和超高頻系統4大類,具體詳見下表5。
表5:RFID系統按照工作頻率的分類
6、按照耦合類型進行分類
根據RFID的定義,我們知道,RFID系統讀寫器與電子標簽之間的信息交互是分為電磁耦合或感應耦合(或稱電感耦合),因此,按照RFID系統工作機理進行分類可分為電感耦合系統和電磁耦合系統。
1、電感耦合系統
在電感耦合系統中,讀寫器和電子標簽之間的射頻信號的實現為變壓器模型,通過空間高頻交變磁場實現耦合,該系統依據的是電磁感應定律,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別系統。電感耦合系統典型的工作頻率為125kHz、225kHz和13.56MHz。該系統的識別距離小于1m,典型作用距離為10~20cm。
圖6-1:電感耦合
2、電磁耦合系統
在電磁反向散射耦合系統中,讀寫器和電子標簽之間的射頻信號的實現為雷達原理模型,發射出去的電磁波,碰到目標后被反射,同時攜帶回目標信息。由此,該系統也成為電磁反向散射耦合系統。該系統依據的是電磁波的空間傳輸規律,如圖6-2所示。電磁反向散射耦合系統一般適用于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統。電磁反向散射耦合系統典型的工作頻率為433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz。該系統的識別距離大于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行分類
RFID系統按照信息注入方式進行分類可分為集成固化式射頻識別系統、現場有線改寫式射頻識別系統、現場無線改寫式射頻識別系統。具體釋義詳見下表7。一般情況下改寫電子標簽數據所需時間遠大于讀取標簽數據所需時間。通常,改寫所需時間為秒級,閱讀時間為毫秒級。
表7:RFID系統按照信息注入方式的分類
八、按照技術實現手段進行分類
在射頻識別系統中,按照讀寫器讀取電子標簽內存儲數據的技術實現手段,可將射頻識別系統劃分為廣播發射式、倍頻式和反射調制式3大類。具體釋義詳見下表8。
表 8:RFID系統按照技術實現手段的分類
九、按照作用距離進行分類
在射頻識別系統中,讀寫器和電子標簽的作用距離(讀寫器和電子標簽能夠可靠交換數據的距離)可以用于劃分系統。根據作用距離,可以將射頻識別系統劃分為3類:密耦合系統、遙耦合系統和遠距離系統。其釋義具體詳見下表9。
表9:RFID系統按照作用距離的分類
十、按照系統特征進行分類
如果按照數據載體的存儲能力、處理速度、作用距離和密碼功能等系統特征進行分類,可以將射頻識別系統分為低檔系統、中檔系統和高檔系統。
1、低檔系統
低檔系統通常是指那些帶有只讀標簽的射頻識別系統,這意味著電子標簽內的信息只能讀取,而不能改寫。只讀標簽內的數據通常只由唯一的串行多字節數據組成。在系統工作的過程中,只要將只讀標簽放入到讀寫器的作用范圍內,只讀標簽就開始連續發送自身序列號。通過讀寫器來啟動只讀標簽是不可能的,只有從電子標簽到讀寫器的單向數據流在傳輸。因此,只讀系統中,在讀寫器的工作范圍內,只能有一個電子標簽。這是因為,如果有多個電子標簽的話,它們同時發送數據必然會導致數據發生碰撞,這樣一來,讀寫器就不能識別電子標簽內的數據。盡管有很多限制,只讀系統還是有許多用途的,特別適合于只需讀出一個確定數字的情況。另外,由于只讀標簽的功能簡單,芯片面積很小,因此,芯片的功耗很小,成本也就降低了。只讀系統主要工作在小于135kHz或在2.45GHz的頻率范圍內,由于芯片的功耗很小,因而工作距離比較大。
2、中檔系統
中檔系統通常是那些帶有可寫數據存儲器的射頻識別系統。其存儲量的變化范圍介于16B到16KB之間。在此范圍內,系統類型多樣。中檔系統主要工作在135kHz、13.56MHz、27.125MHz和2.45GHz。
3、高檔系統
高檔系統通常是指那些帶有密碼功能(即有驗證和數據流密碼)的射頻識別系統。微處理器系統也屬于高檔系統。使用微處理器可以實現密碼學和驗證的復雜算法。高檔系統主要工作在13.56MHz。因為電感耦合的射頻識別系統電子標簽的時鐘頻率是從讀寫器的發送頻率派生出來的,所以當發射頻率為135kHz時,使用的時鐘頻率為發射頻率的100倍。因此,再復雜的驗證和數據流密碼算法都能以合理的時間來實現。高檔系統一般使用存儲容量從幾個字節到16KB的EEPROM。
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