射頻識別（Radio Frequency Identification)，簡稱RFID,，是一種非接觸式的自動識別技術(shù),，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù),，可工作于各種惡劣環(huán)境,。利用超高頻RFID（UHF RFID）技術(shù)可以識別高速運動物體，并可同時識別多個標(biāo)簽,。UHF RFID識別具有無方向性,，可批量識別、壽命長,、不可改寫,、耐污染等特點，并且可利用RFID的存儲區(qū)寫入重要信息,。

一,、RFID的頻率標(biāo)準(zhǔn)

頻率使用許可

射頻系統(tǒng)的工作頻率是射頻識別技術(shù)系統(tǒng)最基本的技術(shù)參數(shù)之一。工作頻率的選擇在很大程度上決定了電子標(biāo)簽的應(yīng)用范圍,、技術(shù)可行性以及系統(tǒng)成本的高低,。

射頻識別系統(tǒng)歸根到底是一種無線電傳播系統(tǒng)，它必須占據(jù)一定的空間通信信道,。在空間通信信道中,，射頻信號智能以電磁耦合或電磁反射的形式表現(xiàn)出來，因此,，射頻識別系統(tǒng)的性能必然會受到電磁波空間傳輸特性的影響,。

在人們?nèi)粘Ｉ钪校姶挪o處不在,，如飛機的導(dǎo)航,、電臺的廣播、軍事應(yīng)用等。中國由國家無線電管理委員會（簡稱無委會）進行統(tǒng)一管理,。因此,，無線電產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都必須得到國家許可。

二,、頻率劃分

由于很多領(lǐng)域的應(yīng)用需要系統(tǒng)工作于一定的頻率范圍內(nèi),，因此需要對頻率進行分段。近年來,，對頻譜的分段已經(jīng)進行了幾次,，其中，最常用的是電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）建立的,，規(guī)定：射頻識別系統(tǒng)屬于無線電的應(yīng)用范疇,，因此，其使用不能干擾到其他系統(tǒng)的正常工作,，ISM使用的頻率范圍通常是局部的無線電通信頻段,，因此，通常情況下,，無線射頻使用的頻段是ISM頻段,。

射頻識別系統(tǒng)最主要的工作頻率是0-135k,ISM頻率6.78MHZ\13.56MHZ\27.125MHZ\40.68MHZ\433.92MHZ\869.0MHZ\915MHZ\2.45GHZ\5.8GHZ以及24.125GHZ。

下面我們主要介紹一下頻段869MHZ和915MHZ,。

目前全球超高頻射頻識別系統(tǒng)的工作頻率在860-960之間,，這是因為射頻識別系統(tǒng)將應(yīng)用于全世界，然而在全球找不到一個射頻識別系統(tǒng)可以適用的共同頻率,，世界各國對頻率方面的具體規(guī)定也各不相同,。因此，頻率問題對射頻識別系統(tǒng)來講是一個重要的問題,。頻率問題主要包括工作頻率的范圍,、發(fā)射功率的大小、調(diào)頻技術(shù),、信道寬度等,。

頻段869MHz，允許短距離使用,，如郵政,、會議等。頻段888-889和902-928被射頻識別系統(tǒng)廣泛應(yīng)用,。此外,，次臨近的頻段被D-網(wǎng)絡(luò)電話和無繩電話占用全球的頻段由國際電信聯(lián)盟（ITU）進行統(tǒng)一的規(guī)劃和分配，ITU把全球劃分為3個大區(qū),，他們分別為區(qū)域1（歐洲和非洲地區(qū)）,、區(qū)域2（美洲地區(qū)）,、區(qū)域3（大洋洲和亞洲地區(qū)）。

超高頻RFID電子標(biāo)簽的特性如下：
1.超高頻電子標(biāo)簽通過電場傳輸能量,。電場的能量下降的不是很快,，但是讀取的區(qū)域不是很好進行定義，該頻段讀取距離比較遠,，無源可達10m左右,，主要通過電容耦合的方式進行能量交換和數(shù)據(jù)傳輸。
2.超高頻頻段的電波不能通過許多材料,，特別是水,、灰塵、霧等懸浮顆粒物,。
3.電子標(biāo)簽的天線一般是長條和標(biāo)簽狀,。天線有線性和圓極化兩種設(shè)計,，以滿足相應(yīng)的應(yīng)用需求,。
4.該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區(qū)域很難進行定義,。
5.有很高的傳輸速率,，在很短的時間內(nèi)，可以讀取大量的電子標(biāo)簽,。

三,、超高頻RFID電子標(biāo)簽組成

電子標(biāo)簽可分為兩部分，即電子標(biāo)簽的芯片和標(biāo)簽的天線,。天線功能是手機閱讀器發(fā)射到空間的電磁波和將芯片本身發(fā)射的能量以電磁波的方式發(fā)射出去,；芯片的功能是對標(biāo)簽接收到的信號進行調(diào)節(jié)、解碼等各種處理,，并把電子標(biāo)簽需要返回的信號進行編碼,、調(diào)制等各種處理。

1,、芯片

超高頻電子標(biāo)簽芯片是電子標(biāo)簽的核心部分,，它的作用包括標(biāo)簽信息存儲，標(biāo)簽接收信號處理和標(biāo)簽發(fā)射信號的處理,。

芯片按照功能和結(jié)構(gòu)特征劃分為射頻,、模擬前端、數(shù)字控制,，存儲單元三大模塊,，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

A、射頻前端
除了提供閱讀器和電子標(biāo)簽數(shù)字模塊的傳輸接口外,，還提供數(shù)字電路的電源,。

B,、模擬前端
超高片電子標(biāo)簽?zāi)M前端處在射頻前端和后端數(shù)字電路之間，主要包括：
1. 芯片提供穩(wěn)定的電壓
2. 將射頻輸入端得到的信號進行檢波,，得到數(shù)字基帶所需的信號,。
3. 位數(shù)字基帶提供上電復(fù)位信號。
4. 提供芯片的穩(wěn)定偏置電流,。
5. 位數(shù)字基帶提供穩(wěn)定的時鐘信號等,。

C、數(shù)字控制模塊
數(shù)字控制模塊由PPM譯碼模塊,、命令處理模塊,、CRC模塊、主狀態(tài)機,、編碼模塊,、防碰撞控制、映射模塊,、通用寄存器,、專用寄存器、EEPROM接口組成,，其主要功能是處理模擬借條后的數(shù)據(jù),，負責(zé)與月突起的通信，并根據(jù)需求與EEPROM通信,?；诮档陀布_銷和設(shè)計復(fù)雜度的考慮，數(shù)字部分的時序控制均采用狀態(tài)機實現(xiàn),。
2,、天線

天線是一種具有將導(dǎo)行波與自由空間波相互轉(zhuǎn)功能的結(jié)構(gòu)。它存在于一個由波束范圍,、立體弧度和立體角構(gòu)成的三維世界中,。無線電設(shè)計輸出的射頻信號功率，通過饋線輸送到天線,，由天線以電磁波形式輻射出去,。電磁波到達接收地點后，由天線接收下來,，并通過饋線發(fā)送到無線電接收機,。沒有天線也就沒有無線電通信。

在超高頻電子標(biāo)簽中,，天線面積占主導(dǎo)地位,，即標(biāo)簽面積主要取決于其天線面積。然而天線的物理尺寸受到其工作頻率電磁波波長的限制,，在超高頻下電磁波波長為30cm,，相對于電子標(biāo)簽的應(yīng)用來說,，這個尺寸不是太大，因此實際電子標(biāo)簽天線設(shè)計的尺寸都會小于這個尺寸,，一般尺寸設(shè)計到5-10cm,，這種天線一般稱為小天線。

一般在超高頻應(yīng)用頻段中,，最常用的是偶極子天線（又稱為對稱振子天線）,。其中，偶極子天線由兩端同樣粗細和等長的直導(dǎo)線排成一條直線構(gòu)成,，信號從中間的兩個端點饋入,，在偶極子的兩臂上產(chǎn)生一定的電流分布，種種電流分布就在天線周圍空間激發(fā)起電磁場,。偶極子天線也可分為4種類型,，即半波偶極子天線、雙線折疊偶極子天線,、三線折疊偶戒子天線和雙偶極子天線,。如下圖。

四,、超高頻電子標(biāo)簽的封裝

封裝的分類

從材料：
1. 紙質(zhì)標(biāo)簽,；2塑料標(biāo)簽,；3玻璃標(biāo)簽
從形狀：
1. 信用卡標(biāo)簽,；2、線形標(biāo)簽,；3,、圓形標(biāo)簽；4,、手表型標(biāo)簽,；5其他形狀

封裝的加工

封裝環(huán)節(jié)主要包括3個主要工藝，即天線基板制作,、Inlay的制作（一次封裝）和基板上的涂覆絕緣膜,、沖裁（二次封裝）。

1. 天線基板的制作目前主要包括兩種方式,，一種是傳統(tǒng)的蝕刻工藝,，另一種是通過絲網(wǎng)印刷工藝來實現(xiàn)。蝕刻工藝是將鋁箔和薄膜加工成鋁復(fù)合材料,，再通過印刷彩色防腐蝕劑形成新的復(fù)合材料,，通過蝕刻生產(chǎn)設(shè)備，加工成天線形狀的復(fù)合材料基板,。這種工藝實際上是一種天線復(fù)合材料的成型過程,。如今超高頻電子標(biāo)簽印制的過程中,，導(dǎo)電油墨主要用于印制RFID天線，以替代傳統(tǒng)的壓箔法或腐蝕法制作金屬天線,。
2. Inlay的制作（一次封裝）是指將帶有天線的基板和芯片通過點膠的方式制作成Inlay的過程,，超高頻電子標(biāo)簽的封裝環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在天線基板和芯片的互聯(lián)上，最適宜的封裝方式為倒貼裝芯片技術(shù)（Flip Chip）,，它具有高性能,、低成本、微型化,、高可靠性的特點,，為適應(yīng)柔性基板材料，倒貼裝的鍵合材料要以導(dǎo)電膠來實現(xiàn)芯片與天線焊盤的互連,。
3. 基板上得涂覆絕緣膜,、沖裁（二次封裝）。超高頻電子標(biāo)簽從形態(tài)上分為三大類,，即傳統(tǒng)標(biāo)簽類（不干膠）,、注塑類和卡片類。
4. 傳統(tǒng)的自粘不干膠電子標(biāo)簽用標(biāo)簽復(fù)合設(shè)備完成封裝加工過程,。標(biāo)簽由層面,、芯片線路層、膠層,、底層組成,。面層可以用紙、PP,、PET等多種材質(zhì)制作產(chǎn)品的表面,，應(yīng)用涂布設(shè)備將冷凝膠涂覆到Inlay層上，再加上塑料材質(zhì)的底紙,，就形成了電路帶保護的標(biāo)簽,，再刷上膠，和離型紙結(jié)合,，就形成了成卷的不干膠電子標(biāo)簽,，再經(jīng)過模切等工序，就形成了單個的不干膠電子標(biāo)簽,；
5. 注塑類和PVC卡片與傳統(tǒng)的制卡工藝相似,，即在成卷的Inlay表面上涂光油，通過與印刷好的上下底料相結(jié)合,，形成大張的成品標(biāo)簽卡,，再通過印刷、層壓,、沖切等形成符合ISO7810卡片標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)簽卡,，也可按照需要加工成異性等形式,。

五、超高頻RFID標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)

1. 標(biāo)簽的能量需求：標(biāo)簽的能量需求指的是激活標(biāo)簽芯片電路所需要的能量范圍,；
2. 標(biāo)簽的傳輸速率：標(biāo)簽向讀寫器反饋所攜帶的數(shù)據(jù)的傳輸速率以及接受來自讀寫器的寫入數(shù)據(jù)命令的速率,。
3. 標(biāo)簽的讀寫速度：被讀寫器識別和寫入的時間決定，一般為毫秒級
4. 標(biāo)簽的容量：一般可達到1024Byte的數(shù)據(jù)量,。
5. 標(biāo)簽的封裝形式：取決于標(biāo)簽天線的形狀

六,、電子標(biāo)簽應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：供應(yīng)鏈上的管理和應(yīng)用、生產(chǎn)線自動化的管理和應(yīng)用,、航空包裹的管理和應(yīng)用,、集裝箱的管理和應(yīng)用、鐵路包裹的管理和應(yīng)用,、后勤管理的應(yīng)用等,。

七、超高頻RFID標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)

1. ISO/IEC18000-6定義了超高頻的物理層和通信的協(xié)議,；空中接口定義了TypeA和TypeB兩部分,；支持可讀和可寫操作。
2. EPCglobal定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和超高頻的空中接口以及通信的協(xié)議,，如class0,、Class1Gen1、ClassGen2.
3. UbiquitousID,日本的組織,，定義了UID編碼的結(jié)構(gòu)和通信管理協(xié)議,。