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rfid读写器有哪些技术指标与发展趋势

时间:2020-04-10
 
  可以用来衡量射频识别系统的技术参数比较多,比如系统使用的频率、协议标准、识别距离、识别速度、数据传输速率、存储容量、防碰撞性能以及电子标签的封装标准等。这些技术参数相互影响和制约。
  其中,RFID读写器的技术参数有:读写器的工作频率、读写器的输出功率、读写器的数据传输速度、读写器的输出端口形式和读写器是否可调等;电子标签的技术参数有:电子标签的能量要求、电子标签的容量要求、电子标签的工作频率、电子标签的数据传输速度、电子标签的读写速度、电子标签的封装形式、电子标签数据的安全性等。

  (1)工作频率

  工作频率是射频识别系统最基本的技术参数之一。工作频率的选择在很大程度上决定了射频识别系统的应用范围、技术可行性以及系统的成本高低。从本质上说,射频识别系统是无线电传播系统,必须占据一定的无线通信信道。在无线通信信道中,射频信号只能以电磁耦合或者电磁波传播的形式表现出来。因此,射频识别系统的工作性能必然会受到电磁波空间传输特性的影响。
  从电磁波的物理特性、识读距离、穿透能力等特性上来看,不同射频频率的电磁波存在较大的差异。特别是在低频和高频两个频段上。低频电磁波具有很强的穿透能力,能够穿透水、金属、动物等导体材料,但是传播距离比较近。另外,由于频率比较低,可以利用的频带窄,数据传输速率较低,信噪比较低,容易受到干扰。
  相比低频电磁波而言,要得到同样的传输效果,高频系统的发射功率较小,设备比较简单,成本也比较低。高频电磁波的数据传输速率较高,没有低频的信噪比限制。但是,高频电磁波的穿透能力较差,很容易被水等导体媒质所吸收,困此,高频电磁波对障碍物的敏感性较强。

  (2)作用距离

  射频识别系统的作用距离指的是系统的有效识别距离。影响读写器识别电子标签有效距离的因素很多,主要包括了以下因素:读写器的发射功率、系统的工作频率和电子标签的封装形式等。
  其他条件相同时,低频系统的识别距离最近,其次是中高频系统、微波系统,微波系统的识别距离最远。只要读写器的频率发生变化,系统的工作频率就会随之改变。
  射频识别系统的有效识别距离和读写器的射频发射功率成正比。发射功率越大,识别距离也就越远。但是电磁波产生的辐射超过一定的范围时,就会对环境和人体产生有害的影响。因此,在电磁功率方面必须遵循一定的功率标准。
  电子标签的封装形式也是影响系统识别距离的原因之一。电子标签的天线越大,即电子标签穿过读写器的作用区域内所获取的磁通量越大,存储的能量也越大。
  应用项目所需要的作用距离取决于多种因素:电子标签的定位精度;实际应用中多个电子标签之间的最小距离;在读写器的工作区域内,电子标签的移动速度。
  通常在RFID应用中,选择恰当的天线,即可适应长距离读写的需要。例如,FastTrack传送带式天线就是设计安装在滚轴之间的传送带上,RFID载体则安装在托盘或产品的底部,以确保载体直接从天线上通过。

  (3)数据传输速率

  对于大多数数据采集系统来说,速度是非常重要的因素。由于当今不断缩短产品生产周期,要求读取和更新RFID载体的时间越来越短。
  ①只读速率
  RFID只读系统的数据传输速率取决于代码的长度、载体数据发送速率、读写距离、载体与天线间载波频率,以及数据传输的调制技术等因素。传输速率随实际应用中产品种类的不同而不同。
  ②无源读写速率
  无源读写REID系统的数据传输速率决定因素与只读系统一样,不过除了要考虑从载体上读数据外,还要考虑往载体上写数据。传输速率随实际应用中产品种类的不同而有所变化。
  ③有源读写速率
  有源读写RFID系统的数据传输速率决定因素与无源系统一样,不同的是无源系统需要激活载体上的电容充电来通信。很重要的一点是,一个典型的低频读写系统的工作速率可能仅为100字节/s或200字节/s。这样,由于在一个站点上可能会有数百字节数据需要传送,数据的传输时间就会需要数秒钟,这可能会比整个机械操作的时间还要长。EMS公司已经通过采用数项独到且专有的技术,设计出一种低频系统,其速率高于大多数微波系统。

  (4)安全要求

  安全要求,一般指的是加密和身份认证。对一个计划中的射频识别系统应该就其安全要求做出非常准确的评估,以便从一开始就排除在应用阶段可能会出现的各种危险攻击。为此,要分析系统中存在的各种安全漏洞,攻击出现的可能性等。

  (5)存储容量

  数据载体存储量的大小不同,系统的价格也不同。数据载体的价格主要是由电子标签的存储容量确定的。
  对于价格敏感、现场需求少的应用,应该选用固定编码的只读数据载体。如果要向电子标签内写入信息,则需要采用EEPROM或RAM存储技术的电子标签,系统成本会有所增加。
  基于存储器的系统有一个基本的规律,那就是存储容量总是不够用。毋庸置疑,扩大系统存储容量自然会扩大应用领域。只读载体的存储容量为20位,有源读写载体的存储容量从64B到32KB不等,也就是说在可读写载体中可以存储数页文本,这足以装入载货清单和测试数据,并允许系统扩展。无源读写载体的存储空间从48B到736B不等,它有许多有源读写系统所不具有的特性。

  (6)RFID系统的连通性

  作为自动化系统的发展分支,RFID技术必须能够集成现存的和发展中的自动化技术。重要的是,REID系统应该可以直接与个人计算机、可编程逻辑控制器或工业网络接口模块(现场总线)相连,从而降低安装成本。连通性使RFID技术能够提供灵活的功能,易于集成到广泛的工业应用中去。

  (7)多电子标签同时识读性

  由于系统可能需要同时对多个电子标签进行识别,因此,对读写器提供的多标签识读性也需要考虑。这与读写器的识读性能,电子标签的移动速度等都有关系。

  (8)电子标签的封装形式

  针对不同的工作环境,电子标签的大小、形式决定了电子标签的安装与性能的表现,电子标签的封装形式也是需要考虑的参数之一。电子标签的封装形式不仅影响到系统的工作性能,而且影响到系统的安全性能和美观。
  对射频识别系统性能指标的评估十分复杂,影响到射频识别系统整体性能的因素很多,包括了产品因素、市场因素以及环境因素等。

  RFID读写器的发展趋势

  就技术而言,在未来的几年中,RFID技术将继续保持高速发展的势头。电子标签、超高频读写器、系统集成软件、公共服务体系、标准化等方面都将取得新的进展。随着关键技术的不断进步,RFID产品的种类将越来越丰富,应用和衍生的增值服务也将越来越广泛。
  RFID芯片设计与制造技术的发展趋势是芯片功耗更低,作用距离更远,读写速度与可靠性更高,成本不断降低。芯片技术将与应用系统整体解决方案紧密结合。
  RFID标签封装技术将和印刷、造纸、包装等技术结合,导电油墨印制的低成本标签天线、低成本封装技术将促进RFID标签的大规模生产,并成为未来一段时间内决定产业发展速度的关键因素之一。
  RFID读写器设计与制造的发展趋势是读写器将向多功能、多接口、多制式、并向模块化、小型化、便携式、嵌入式方向发展。同时,多读写器协调与组网技术将成为未来发展方向之一。
  RFID技术与条码、生物识别等自动识别技术,以及与互联网、通信、传感网络等信息技术融合,构筑一个无所不在的网络环境。海量RFID信息处理、传输和安全对RFID的系统集成和应用技术提出了新的挑战。RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展,通过构建RFID公共服务体系,将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。
 

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