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问题41:RFID标签是如何分类的?

根据RFID标签的供电方式、工作方式等的不同,RFID标签可以分为以下几种基本类型(如图3-16所示)。

1.按标签供电方式进行分类

按标签供电方式进行分类,RFID标签可以分为无源RFID标签和有源RFID标签。

(1)无源RFID标签

无源RFID标签内不含电池,它的能量要从RFID读写器获取。当无源RFID标签靠近RFID读写器时,无源RFID标签的天线将接收到的电磁波能量转化成电能,激活RFID标签中的芯片,并将RFID芯片中的数据发送到RFID读写器。无源RFID标签的优点是体积小、重量轻、成本低、寿命长,可以制作成薄片或挂扣等不同形状,应用于不同的环境。由于无源RFID标签没有内部电源,因此无源RFID标签与RFID读写器之间的距离受到限制,一般要求功率较大的RFID读写器。

(2)有源RFID标签

有源RFID标签由内部电池提供能量。有源RFID标签的优点是作用距离远,有源RFID标签与RFID读写器之间的距离可以达到几十米,甚至可以达到上百米。有源RFID标签的缺点是体积大、成本高,使用时间受到电池寿命的限制。图3-17给出了无源RFID标签与有源RFID标签的比较。其中,图3-17a是无源RFID标签,标签内部没有电池。图3-17b是有源RFID标签,标签内部有电池,图中使用了两个扣型电池,当然不同的有源标签可以使用不同数量与形状的电池。

图3-17 无源RFID标签与有源RFID标签的比较

2.按标签工作模式进行分类

按标签工作模式进行分类,RFID标签可以分为主动式RFID标签、被动式RFID标签与半主动式RFID标签三类。

1)主动式RFID标签:主动式RFID标签依靠自身的能量主动向RFID读写器发送数据。

2)被动式RFID标签:被动式RFID标签从RFID读写器发送的电磁波中获取能量,激活后才能够向RFID读写器发送数据。

3)半主动式RFID标签:半主动式RFID标签自身的能量只提供给RFID标签中的电路使用,并不主动向RFID读写器发送数据。当它接收到RFID读写器发送的电磁波被激活之后,才向RFID读写器发送数据。

3.按标签读写方式进行分类

按标签读写方式进行分类,RFID标签可以分为只读式RFID标签与读写式RFID标签两类。

(1)只读式RFID标签

只读式RFID标签在读写器识别过程中,标签的内容只可读出不可写入。只读式RFID标签又可以分为三类:

1)只读标签:只读标签的内容在标签出厂时已经被写入,在读写器识别过程中只能读出不能写入。只读标签内部使用的是只读存储器(ROM)。只读标签属于标签生产厂商受客户委托定制的一类标签。

2)一次性编程只读标签:一次性编程只读标签的内容不是在出厂之前写入,而是在使用前通过编程写入,在读写器识别过程中只能读出不能写入。一次性编程只读标签内部使用的是可编程序只读存储器(PROM)或可编程阵列逻辑(PAL)。一次性编程只读标签可以通过标签编码/打印机写入商品信息。

3)可重复编程只读标签:可重复编程只读标签的内容经过擦除后,可以重新编程写入,但是在读写器识别过程中只能读出不能写入。一次性编程只读标签内部使用的是可擦除可编程只读存储器(EPROM)或通用阵列逻辑(GAL)。

(2)读写式RFID标签

读写式RFID标签的内容在识别过程中可以被读写器读出,也可以被读写器写入。读写式RFID标签内部使用的是随机存取存储器(RAM)或可擦可编程只读存储器(EEROM)。

不同类型的标签的数据存储能力是不同的。有些RFID标签的芯片设计为只读,有些设计为可擦除和可编程写入。第一代的可读写标签一般是完全擦除原有的内容之后,才可以写入,而有些标签有2个或2个以上的内存块,读写器可以分别对不同的内存块编程写入内容。

4.按标签工作频率进行分类

按标签工作频率,RFID标签可以分为低频RFID标签、中高频RFID标签、超高频与微波段RFID标签三类。

1)低频RFID标签:低频标签典型的工作频率为125KHz~134.2KHz。低频标签一般为无源标签。标签的工作能量通过电感耦合方式,从读写器耦合线圈的辐射近场中获得,读写距离一般小于1米。

2)中高频RFID标签:中高频标签的典型工作频率为13.56MHz。中高频标签的工作原理与低频标签基本相同,为无源标签。标签的工作能量通过电感耦合方式,从读写器耦合线圈的辐射近场中获得,读写距离一般小于1m。

3)超高频与微波段RFID标签:超高频与微波段RFID标签通常简称为“微波标签”,典型的超高频工作频率为860MHz~928MHz,微波段工作频率为2.45GHz~5.8GHz。

图3-18 纸质封装RFID标签结构示意图

5.按封装材料进行分类

按封装材料进行分类,RFID标签可以分为纸质封装RFID标签、塑料封装RFID标签与玻璃封装RFID标签。

(1)纸质封装RFID标签

纸质封装RFID标签一般由面层、芯片与天线电路层、胶层与底层组成。纸质RFID标签价格便宜,一般具有可粘贴功能,可以直接粘贴在被标识的问题上。图3-18给出了纸质封装RFID标签结构示意图。

(2)塑料封装RFID标签

塑料封装RFID标签采用特定的工艺与塑料基材,将芯片与天线封装成不同外形的标签。封装RFID标签的塑料可以采用不同的颜色,封装材料一般都能够耐高温。塑料封装RFID标签的外形如图3-19所示。

图3-19 塑料封装RFID标签的外形

(3)玻璃封装RFID标签

玻璃封装RFID标签将芯片与天线封装在不同形状的玻璃容器内。玻璃封装RFID标签可以植入动物体内,用于动物的识别与跟踪,以及珍贵鱼类、狗、猫等宠物管理,也可用于枪械、头盔、酒瓶、模具、珠宝或钥匙链的标识。图3-20给出了用于动物识别的玻璃封装RFID标签外形与植入工具。

图3-20 玻璃封装RFID标签外形与植入工具

未来,RFID标签会在制作过程中直接被镶嵌到服装、手机、计算机、移动存储器、家电、书籍、药瓶、手术器械中。

6.按标签封装的形状进行分类

人们可以根据实际应用的需要,设计出各种外形与结构的RFID标签。RFID标签根据应用场合、成本与环境等因素的影响,可以封装成以下几种主要的外形:

● 粘贴在标识物上的薄膜型的自粘贴式标签。

● 可以让用户携带、类似于信用卡的卡式标签。

● 可以封装成能够固定在车辆或集装箱上的柱型标签。

● 可以封装在塑料扣中,用于动物耳标的扣式标签。

● 可以封装成钥匙扣,用于用户随身携带的身份标识标签。

● 可以封装在玻璃管中,用于人或动物的植入式标签。

图3-21给出了满足不同应用需要的RFID标签外形照片。

图3-21 满足不同应用需要的RFID标签

7.按RFID标签工作距离进行分类

按RFID标签工作距离分类,RFID标签可以分为远程RFID标签、近程RFID标签与超近程RFID标签三类。

1)远程RFID标签:工作距离在100cm以上的RFID标签被称为远程标签。

2)近程RFID标签:工作距离在10~100cm的RFID标签被称为近程标签。

3)超近程RFID标签:工作距离在0.2~10cm的RFID标签被称为超近程标签。