根据无线射频识别(RFID)技术和系统的特征,可以将射频识别系统进行多种分类。下面简单介绍RFID系统特征,以及按照该系统特征进行的系统分类。如:射频识别系统按照其采用的频率不同可分为低频系统、中高频系统和超高频系统3大类;根据标签内是否装有电池为其供电,又可将其分为有源系统和无源系统两大类;根据标签内保存的信息注入的方式可将其分为集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式3大类;根据读取电子标签数据的技术实现手段,可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式3大类;等等。下表0给出了RFID系统的特征与分类的关系。
表0:射频识别系统的特征与分类
欲具体了解RFID技术系统介绍的请进入。
一、按照工作方式进行分类
按照射频识别系统的基本工作方式来划分,可以将射频识别系统分为全双工系统、半双工系统和时序系统。其含义详见下表1。
表1:按照射频识别系统的基本工作方式的分类
二、按照电子标签的数据量进行分类
按照射频识别系统的数据量来划分,可以将射频识别系统分为1位系统和多位系统。
1、1位系统
1位系统的数据量为1位。该系统中读写器能够发出两种状态的信号“在电磁场中有电子标签”和“在电磁场中没有电子标签”。这对于实现简单的监控或信号发送功能是足够的。因为生产1位的电子标签不需要电子芯片,所以1位的电子标签的价格比较便宜,应用比较广泛,其主要应用在百货商场和商店中的商品防盗系统中。
2、多位系统
多位系统中电子标签的数据量通常在几个字节到几千个字节之间,电子标签的数据量主要由具体的应用需要来决定。
三、按照数据载体进行分类
按照RFID系统数据载体进行分类,可以将射频识别系统划分为只读系统和读写系统。
1、只读系统
在只读系统中,读写器只能读取电子标签内的数据,不能将数据写入到电子标签中。电子标签中一般存储的是自身序列号,这是加工芯片时集成进去的,读写器不能改写电子标签内的信息。
2、可读写系统
与只读系统相反,在可读写系统中,读写器可以改写电子标签内存储的信息,可以将数据动态写入到电子标签内。
四、按照能量供应方式进行分类
按照RFID电子标签的能量供应方式进行分类,可以将射频识别系统划分为有源标签系统和无源标签系统。这两种系统的含义及特点详见下表4中。
表 4:有源标签系统和无源标签系统的特点
五、按照工作频率进行分类
按照RFID系统工作频率进行分类可分为低频系统、高频系统、特高频系统和超高频系统4大类,具体详见下表5。
表5:RFID系统按照工作频率的分类
6、按照耦合类型进行分类
根据RFID的定义,我们知道,RFID系统读写器与电子标签之间的信息交互是分为电磁耦合或感应耦合(或称电感耦合),因此,按照RFID系统工作机理进行分类可分为电感耦合系统和电磁耦合系统。
1、电感耦合系统
在电感耦合系统中,读写器和电子标签之间的射频信号的实现为变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,该系统依据的是电磁感应定律,如图6-1所示。电感耦合方式一般适用于中、低频工作的近距离射频识别系统。电感耦合系统典型的工作频率为125kHz、225kHz和13.56MHz。该系统的识别距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
图6-1:电感耦合
2、电磁耦合系统
在电磁反向散射耦合系统中,读写器和电子标签之间的射频信号的实现为雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后被反射,同时携带回目标信息。由此,该系统也成为电磁反向散射耦合系统。该系统依据的是电磁波的空间传输规律,如图6-2所示。电磁反向散射耦合系统一般适用于高频、微波工作的远距离射频识别系统。电磁反向散射耦合系统典型的工作频率为433MHz、915MHz、2.45GHz和5.8GHz。该系统的识别距离大于1m,典型作用距离为3~10m。
图6-2:电磁耦合
七、按照信息注入方式进行分类
RFID系统按照信息注入方式进行分类可分为集成固化式射频识别系统、现场有线改写式射频识别系统、现场无线改写式射频识别系统。具体释义详见下表7。一般情况下改写电子标签数据所需时间远大于读取标签数据所需时间。通常,改写所需时间为秒级,阅读时间为毫秒级。
表7:RFID系统按照信息注入方式的分类
八、按照技术实现手段进行分类
在射频识别系统中,按照读写器读取电子标签内存储数据的技术实现手段,可将射频识别系统划分为广播发射式、倍频式和反射调制式3大类。具体释义详见下表8。
表 8:RFID系统按照技术实现手段的分类
九、按照作用距离进行分类
在射频识别系统中,读写器和电子标签的作用距离(读写器和电子标签能够可靠交换数据的距离)可以用于划分系统。根据作用距离,可以将射频识别系统划分为3类:密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统。其释义具体详见下表9。
表9:RFID系统按照作用距离的分类
十、按照系统特征进行分类
如果按照数据载体的存储能力、处理速度、作用距离和密码功能等系统特征进行分类,可以将射频识别系统分为低档系统、中档系统和高档系统。
1、低档系统
低档系统通常是指那些带有只读标签的射频识别系统,这意味着电子标签内的信息只能读取,而不能改写。只读标签内的数据通常只由唯一的串行多字节数据组成。在系统工作的过程中,只要将只读标签放入到读写器的作用范围内,只读标签就开始连续发送自身序列号。通过读写器来启动只读标签是不可能的,只有从电子标签到读写器的单向数据流在传输。因此,只读系统中,在读写器的工作范围内,只能有一个电子标签。这是因为,如果有多个电子标签的话,它们同时发送数据必然会导致数据发生碰撞,这样一来,读写器就不能识别电子标签内的数据。尽管有很多限制,只读系统还是有许多用途的,特别适合于只需读出一个确定数字的情况。另外,由于只读标签的功能简单,芯片面积很小,因此,芯片的功耗很小,成本也就降低了。只读系统主要工作在小于135kHz或在2.45GHz的频率范围内,由于芯片的功耗很小,因而工作距离比较大。
2、中档系统
中档系统通常是那些带有可写数据存储器的射频识别系统。其存储量的变化范围介于16B到16KB之间。在此范围内,系统类型多样。中档系统主要工作在135kHz、13.56MHz、27.125MHz和2.45GHz。
3、高档系统
高档系统通常是指那些带有密码功能(即有验证和数据流密码)的射频识别系统。微处理器系统也属于高档系统。使用微处理器可以实现密码学和验证的复杂算法。高档系统主要工作在13.56MHz。因为电感耦合的射频识别系统电子标签的时钟频率是从读写器的发送频率派生出来的,所以当发射频率为135kHz时,使用的时钟频率为发射频率的100倍。因此,再复杂的验证和数据流密码算法都能以合理的时间来实现。高档系统一般使用存储容量从几个字节到16KB的EEPROM。
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