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1、RFID系统中的几个频段/点概念
RFID的解读器的接收范围受到很多因素的影响，如电波频率，标签的尺寸形状，解读器的能量，金属物体的干扰，和其他射频装置等。
总的说来，低频被动标签的有效接收距离在一英尺以内，对于高频被动标签的接收距离在三英尺左右，对于超高频标签的接收距离在十
到二十英尺。对于使用电池的半主动和主动标签，解读器可以接收到三百英尺甚至更远的信号。对于低频和高频射频，如果标签和解读
器天线的尺寸一样，接收距离可以用天线的直径乘以1.4来计算。在直径在三十厘米以内，这条规律都适用。
和我们听的收音机道理一样，射频标签和解读器也要调制到相同的频率才能工作。LF、HF、UHF就对应着不同频率的射频。LF代表低频射
频，在125KHz左右，HF代表高频射频，在13.54MHz左右，UHF代表超高频射频，在850至910MHz范围之内。
在操作中有4种波段的频率，低频（125KHz），高频（13.54MHz），超高频（850-910MFz），微波（2.45GHz）。每一种频率都有它的特
点，被用在不同的领域，因此要正确使用就要先选择合适的频率。
目前，不同的国家使用的同频率，也不相同。现在，欧洲使用的超高频是868MHz，美国的则是915MHz。日本目前不允许将超高频用到射
频技术中。政府也通过调整解读器的电源来限制它对其他器械的影响。有些组织例如全球商务促进委员会正鼓励政府取消限制。标签和
解读器生产厂商也正在开发能使用不同频率系统避免这些问题。
不同的频率有不同的特点，因此他们的用途也就形形色色。例如，低频标签比超高频标签便宜，节省能量，穿透废金属物体力强，他们
最适合用于含水成分较高的物体，例如水果等。超高频作用范围广，传送数据速度快，但是他们比较耗能，穿透力较弱，作业区域不能
有太多干扰，适合用于监测从海港运到仓库的物品。
射频技术遇到的一个问题就是解读器冲突，就是一个解读器接收到的信息和另外一个解读器接收到的信息发生冲突，产生重叠。解决这
个问题的一种方法是使用TDMA技术，简单来说就是解读器被指挥在不同时间接收信号，而不是同时，这样就保证了解读器不会互相干扰
。但是在同一区域的物品就会被读取两次，因此就要建立相应的系统去避免这种情况的发生。
天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。天线按工作频段可分为长波、短波、超短波以及微波
天线等；按方向性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。在RFID系统中，天线分为标签天线和读写器天
线两种情况，当前的RFID系统主要集中在LF、HF (13.56MHz)、UHF和微波频段。天线的原理和设计在LF、HF和UHF频段有根本上的不同。
实质上，由于在LF和HF频段系统近场区并没有电磁波的传播，因此天线的问题主要集中在UHF和微波频段。
对标签来说，标签的工作频率指标签工作时的载波频率。
按照能量供给方式的不同，RFID标签可以分为被动标签，半主动标签和主动标签，其中半主动标签和主动标签中芯片的能量由电子标签
所附的电池提供，主动标签可以主动发出射频信号。按照工作频率的不同，RFID标签可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波
等不同种类。不同频段的RFID工作原理不同，LF和HF频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理，而UHF及微波频段的RFID一般采用电磁发
射原理。
毫无疑问，射频标签的工作频率是其最重要的特点之一。射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理（电感耦合还是电磁耦
合）、识别距离，还决定着射频标签及读写器实现的难易程度和设备的成本。
工作在不同频段或频点上的射频标签具有不同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。典
型的工作频率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。
从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统的工作频率。
对一个RFID系统来说，它的频段概念是指读写器通过天线发送、接收并识读的标签信号频率范围。但从应用概念来说，射频标签的工作
频率也就是射频识别系统的工作频率，是其最重要的特点之一。那么对RFID系统主要的三个频段其相应的标准情况及主要应用领域又是
如何呢？
2 各频段标签典型应用频率、标准及应用领域
2.1 低频段射频标签
低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz ~ 300kHz。典型工作频率有：125KHz，133KHz。低频标签一般为无源标签
，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需位于阅读器天线
辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。
低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。与低频标签相关的国际标
准有：ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135 kHz）。低频标签有多种外观形式，应用于动物识别的低频标签外观有
：项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等。典型应用的动物有牛、信鸽等。
低频标签的主要优势体现在：标签芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；工作频率不受无线电频率管制约束；可以穿
透水、有机组织、木材等；非常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用（例如：动物识别）等。低频标签的劣势主要体
现在：标签存贮数据量较少；只能适合低速、近距离识别应用；与高频标签相比：标签天线匝数更多，成本更高一些；
2.2 中高频段射频标签
中高频段射频标签的工作频率一般为3MHz ~ 30MHz。典型工作频率为：13.56MHz。该频段的射频标签，从射频识别应用角度来说，因其
工作原理与低频标签完全相同，即采用电感耦合方式工作，所以宜将其归为低频标签类中。另一方面，根据无线电频率的一般划分，其
工作频段又称为高频，所以也常将其称为高频标签。鉴于该频段的射频标签可能是实际应用中最大量的一种射频标签，因而我们只要将
高、低理解成为一个相对的概念，即不会在此造成理解上的混乱。为了便于叙述，我们将其称为中频射频标签。
中频标签一般也采用无源设主，其工作能量同低频标签一样，也是通过电感（磁）耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。标签
与阅读器进行数据交换时，标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。中频标签的阅读距离一般情况下也小于1米。
中频标签由于可方便地做成卡状，典型应用包括：电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。相关的国际标准
有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-3（13.56MHz）等。
中频标准的基本特点与低频标准相似，由于其工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。射频标签天线设计相对简单，标签一般
制成标准卡片形状。
2.3 超高频与微波标签
超高频与微波频段的射频标签，简称为微波射频标签，其典型工作频率为：433.92MHz，862(902)~928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波射频
标签可分为有源标签与无源标签两类。工作时，射频标签位于阅读器天线辐射场的远区场内，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合
方式。阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量，将有源标签唤醒。相应的射频识别系统阅读距离一般大于1m，典型情况为4~6m，最
大可达10m以上。阅读器天线一般均为定向天线，只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。
由于阅读距离的增加，应用中有可能在阅读区域中同时出现多个射频标签的情况，从而提出了多标签同时读取的需求，进而这种需求发
展成为一种潮流。目前，先进的射频识别系统均将多标签识读问题作为系统的一个重要特征。
以目前技术水平来说，无源微波射频标签比较成功产品相对集中在902~928MHz工作频段上。2.45GHz和5.8GHz射频识别系统多以半无源微
波射频标签产品面世。半无源标签一般采用钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。
微波射频标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多标签读写、是否适合高速识别应用，读写器的发射功率容限
，射频标签及读写器的价格等方面。典型的微波射频标签的识读距离为3~5m，个别有达10m或10m以上的产品。对于可无线写的射频标签
而言，通常情况下，写入距离要小于识读距离，其原因在于写入要求更大的能量。
微波射频标签的数据存贮容量一般限定在2Kbits以内，再大的存贮容量是乎没有太大的意义，从技术及应用的角度来说，微波射频标签
并不适合作为大量数据的载体，其主要功能在于标识物品并完成无接触的识别过程。典型的数据容量指标有：1Kbits，128Bits，64Bits
等。由Auto-ID Center制定的产品电子代码EPC的容量为：90Bits。
微波射频标签的典型应用包括：移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。相关的国际标
准有：ISO10374，ISO18000-4（2.45GHz）、-5（5.8GHz）、-6（860-930 MHz）、-7（433.92 MHz），ANSI NCITS256-1999等。
3 总结
射频标签的通信标准是标签芯片设计的依据，目前国际上与RFID相关的通信标准主要有:ISO/IEC 18000标准（包括7个部分，涉及
125KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860－960MHz, 2.45GHz等频段），ISO11785（低频），ISO/IEC 14443标准（13.56MHz），ISO/IEC 15693
标准（13.56MHz），EPC标准（包括Class0, Class1和GEN2等三种协议,涉及HF和UHF两种频段）,DSRC标准（欧洲ETC标准，含5.8GHz）。
目前电子标签芯片的国际标准出现了融合的趋势，ISO/IEC 15693标准已经成为ISO18000－3标准的一部分，EPC GEN2标准也已经启动向
ISO18000－6 Part C标准的转化。
目前比较常应用的是13.56MHz,, 860－960MHz, 2.45GHz等频段。不同频段有不同特点，因此应用领域也不同。
近距离RFID系统主要使用125KHz、13.56MHz等LF和HF频段，技术最为成熟；远距离RFID系统主要使用433MHz、860MHz-960MHz等UHF频段
，以及2.45GHz、5.8GHz等微波频段，目前还多在测试当中，没有大规模应用。
无源微波RFID标签的工作距离可以超过1米，无源超高频RFID标签的工作距离可以达到5米以上。
中国在LF和HF频段RFID标签芯片设计方面的技术比较成熟，HF频段方面的设计技术接近国际先进水平，已经自主开发出符合ISO14443
Type A、Type B和ISO15693标准的RFID芯片，并成功地应用于交通一卡通和中国二代身份证等项目。门禁系统13.56MHz。在微波频段
（2.45GHz及5.8GHz）,国内有部分应用在公路不停车收费项目中。
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