RFID技術(shù)頻率選擇的考慮

3 案例分析

3 . 1 動物跟蹤管理

動物跟蹤和管理傳統(tǒng)上是采用低頻頻段的射頻識別技術(shù)，并且有國際規(guī)范規(guī)范編碼及空間信號接口，相應(yīng)的國際規(guī)范分別為ISO11784 和 ISO11785。由于高頻和低頻的射頻識別技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以現(xiàn)在國際上關(guān)于動物跟蹤管理的頻段也存在著爭論。支持采用低頻技術(shù)方案的理由主要有：

(1)事實(shí)上存在的國際規(guī)范，兼容性要求。

(2)如果采用單天線的解決方案，通常低頻系統(tǒng)比高頻系統(tǒng)的讀寫距離要大 20% 到 30%。因?yàn)榈皖l系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率低，所以標(biāo)簽芯片的功耗可以做到微瓦以下。

(3)雖然低頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率低，但是鑒于其信號的強(qiáng)壯性，在實(shí)際應(yīng)用中讀取效率并不低。

(4)低頻系統(tǒng)可以穿透動物組織，是植入式的電子標(biāo)簽唯一的頻率選擇。而支持高頻技術(shù)方案的理由

主要有：

(1)國際標(biāo)準(zhǔn) ISO11784 的動物編碼方式完全可以實(shí)現(xiàn)在高頻和超高頻頻段的解決方案中，在應(yīng)用和系統(tǒng)的層面看來并不存在區(qū)別。

(2)由于頻率差異，低頻標(biāo)簽需要繞制繞線電感來構(gòu)成標(biāo)簽天線，制作標(biāo)簽的成本要高于高頻標(biāo)簽。高頻標(biāo)簽對于信用卡大小的尺寸來說，通常只須繞制 3 圈左右，而且可以采用低成本的印刷工藝。高頻標(biāo)簽的整體成本更低。這一點(diǎn)是公認(rèn)的事實(shí)。

(3)如果實(shí)現(xiàn)合理，高頻系統(tǒng)也能夠取得和低頻系統(tǒng)相當(dāng)?shù)淖x寫距離。而且高頻讀寫器可以通過門式天線來控制作用范圍，利于準(zhǔn)確而快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

(4)完備的抗沖突機(jī)制，可以快速而準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)讀取。效率和準(zhǔn)確性都要高于采用低頻手持機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

(5)高頻的頻率使用已經(jīng)成為全球統(tǒng)一的規(guī)范，采用高頻系統(tǒng)在世界各地都不會面臨兼容問題。編者更加支持在生豬等不需植入 RFID 的動物跟蹤管理中采用高頻的技術(shù)方案。主要原因是基于系統(tǒng)的成本考慮。我國的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格和利潤空間都非常低，在生豬等動物跟蹤管理中硬件的消耗成本主要來自于標(biāo)簽。從降低這部分成本出發(fā)應(yīng)該采用高頻技術(shù)。同時(shí)，考慮到生豬養(yǎng)殖等生產(chǎn)單位通常不具備寬帶連接電子標(biāo)簽上有可能不僅僅存放一個(gè)標(biāo)號信息，也可能存放一定的相關(guān)數(shù)據(jù)。而高頻解決方案中常見的存儲空間可以達(dá)到1k 位以上。其次，目前我國主要的 RFID基礎(chǔ)設(shè)施是基于高頻技術(shù)的，采用兼容的技術(shù)系統(tǒng)在安裝成本和可靠性等方面都是有優(yōu)勢的。高頻技術(shù)從芯片、標(biāo)簽封裝、讀寫機(jī)具、系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)來看，我國擁有上百家供應(yīng)商，這一點(diǎn)是低頻技術(shù)不能比擬的。另外，在生豬管理等應(yīng)用中，并不需要植入式的電子標(biāo)簽，可以采用動物耳標(biāo)的形式。當(dāng)然，在動物跟蹤管理中采用高頻技術(shù)方案和傳統(tǒng)的高頻射頻系統(tǒng)還是有所不同的，需要在降低環(huán)境對操作距離的影響、專用讀寫設(shè)備開發(fā)方面開展研發(fā)工作，使得高頻的技術(shù)在操作距離和可靠性方面達(dá)到系統(tǒng)要求。

3.2 藥品管理

即使到 2 0 0 6 年的今天，專家仍然認(rèn)為在消費(fèi)品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物品級的跟蹤管理還是一個(gè)需要 3 到 5 年才有可能達(dá)到的目標(biāo)。但是，相對價(jià)值較高的藥品采用射頻識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)單品管理已經(jīng)是正在發(fā)生的現(xiàn)實(shí)了。美國食品和藥品管理局(FDA)要求在2007 年實(shí)現(xiàn)對藥品的單品全流程跟蹤和管理，實(shí)現(xiàn)從原料到家庭藥箱的全程管理。對于藥品管理的單品管理而言，目前看來采用高頻技術(shù)更具有綜合優(yōu)勢，具體為：

(1)高頻和超高頻都是通過電磁場實(shí)現(xiàn)能量和信號的傳遞的，超高頻是通過電場來進(jìn)行能量和信號的傳遞的，系統(tǒng)一般工作在遠(yuǎn)場，對于相距很近的單個(gè)物品，標(biāo)簽的失諧會造成標(biāo)簽(物品)的漏讀。而高頻系統(tǒng)是工作在近場范圍內(nèi)的(即電磁場仍然是束縛在系統(tǒng)內(nèi)部的，并沒有形成電磁波發(fā)射出去)能量和信號是通過磁場來進(jìn)行的，對于系統(tǒng)內(nèi)部的標(biāo)簽?zāi)軌驕?zhǔn)確地進(jìn)行識別(當(dāng)然，作用距離僅僅在 1 米以內(nèi))，有更好地抗電磁干擾(ElectromagneticInterference，EMI)能力。

(2)液體和金屬的影響。高頻信號較超高頻而言在水中的衰減小，更適合用在含有液體的容器上，而藥品中有相當(dāng)一部分是液體形態(tài)的。

(3)存儲容量，高頻標(biāo)簽的存儲容量可以達(dá)到 8K 字節(jié)，因此可以在標(biāo)簽上存儲更多信息而實(shí)現(xiàn)一“移動數(shù)據(jù)庫”而不僅僅是一個(gè)電子號碼。這在目前的超高頻解決方案上還沒有如此大容量的電子標(biāo)簽。

(4)高頻 13.56MHz 為國際通用的 ISM 頻段，沒有兼容性問題。而超高頻到目前為止全球還不是所有的地區(qū)都有相應(yīng)的射頻識別標(biāo)簽頻段可以使用。我國的超高頻頻段就在制定過程中。

4 總結(jié)

綜上所述，各個(gè)頻段的RFID 技術(shù)各有自身的特點(diǎn)。即使是在同一個(gè)頻段內(nèi)的射頻識別系統(tǒng)，其通信距離也是差異很大的。我們不能夠簡單地認(rèn)為某一個(gè)頻段的射頻識別系統(tǒng)的工作距離大于另一個(gè)頻段的射頻識別系統(tǒng)。而在實(shí)際選擇射頻系統(tǒng)時(shí)，需要考慮一個(gè)RFID 系統(tǒng)的整體成本，以及存儲器容量、安全特性等因素，根據(jù)這些來綜合選擇合適的RFID 頻段。