1.熟悉RFID系统的分类

RFID系统的分类方法有很多，这里主要介绍几种常用的分类方法。

（1）按标签的供电方式分类

按照标签的供电方式，RFID电子标签分为主动式标签（Active tags）和被动式标签（Passive tags）两种，对应的RFID系统称为有源供电系统和无源供电系统。

■无源供电RFID系统

无源供电RFID系统中的被动式标签从读写器产生的磁场中获得工作所需的能量，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动式标签更小也更轻，也被称为无源标签。

■有源供电RFID系统

有源供电RFID系统中的主动式标签由于其自身有能量供应，因此无须阅读器提供能量。主动式标签自身带有电池或其他电源供电，读写距离较远，同时体积较大，与被动式标签相比成本更高，也被称为有源标签。

主动式标签用自身的能量主动定期地发射数据。如果将电子标签比作找人过程中被找的人，被动式标签只有在听到“你在哪里？”的呼声后，才被动地回答“我在这里！”；而主动式标签每隔一段时间就会主动地大声呼喊“我在这里！”。现阶段，大量使用的是被动式标签，主动式标签由于成本高、电池寿命有限等原因，主要用于对人或特定设备的位置探查、定位管理等较特殊领域，最典型的应用是高速公路不停车收费系统中的有源ETC电子标签。

表7.2　有源标签和无源标签的比较

（2）按耦合方式分类

读写器与电子标签采用非接触式通信方式，电子标签通过无线电波与读写器进行数据交换，根据耦合方式、工作频率和作用距离的不同，RFID系统可分为电感耦合系统和电磁反向散射耦合系统两种。

■ 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。电感耦合方式一般用于低、中高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和13.56MHz。该系统的识别距离小于1m，典型作用距离为10～20cm。

■ 电磁反向散射耦合系统

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，同时携带目标信息返回。该系统依据的是电磁波的空间传输规律。电磁反向散射耦合系统一般适用于超高频、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。

（3）按电磁波的频率分类

根据电子标签和读写器之间传输信息所使用的频率，RFID系统可分为四种频率的系统:低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）与微波。具体的内容会在下一节详细介绍。

2.熟悉RFID的工作频率

（1）低频RFID系统

低频RFID系统的工作频率为30～300KHz，常见的工作频率有125KHz和133KHz，一般为无源标签，采用电磁感应方式来进行通信。低频信号穿透性好，抗金属和液体干扰能力强，但难以屏蔽外界的低频干扰信号。一般来说，低频RFID标签读取距离短于10cm，读取距离跟标签大小成正比。低频RFID标签一般在出厂时就初始化好了不可更改的编码。低频标签主要应用在动物追踪与识别、门禁管理、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）和其他封闭式追踪系统中。

常用的低频RFID电子标签一般具有以下性能:

■ 通常都是近距离标签，距离为10cm以下；

■ 主要应用于短距离、数据量低的射频识别系统中；

■ 不能同时读取多个标签；

■ 价格很低、成本低廉；

■ 一般为只读性，安全性不高，很容易复制完全相同的ID号，所以此类卡片一般用在安全性和成本性要求不高的场合。(www.daowen.com)

图7.25　低频RFID电子标签

图7.26　低频RFID电子标签

（2）高频RFID系统

高频RFID系统的工作频率为3～30MHz，常见的高频工作频率是13.56MHz，高频系统也采用电磁感应方式进行通信，并采用无源标签，具有良好的抗金属与液体干扰的性能，读取距离大多在1m以内。高频RFID标签传输速度较高，但抗噪声干扰性较差，一般具备读写与防冲突功能。

如今，高频RFID电子标签是RFID领域中应用最广泛的，如:证、卡、票领域（二代身份证、公共交通卡、电子门票等）。其他的应用还包括:门禁管理、图书馆、医药产业、智能货架等。

高频RFID电子标签按照ISO协议可分为以下三种类型:

1）ISO14443A:通信距离在10cm以下，这种卡为逻辑加密卡；

2）ISO14443B:中国的二代身份证就是采用该协议的卡片，通信距离在10cm以下；

3）ISO15693:该协议的卡片的优点是理论距离可以达到1m，通常的读写距离也在10cm以下，可以用在物流管理上。

图7.27　高频RFID电子标签

（3）超高频RFID系统

被动式超高频RFID电子标签工作频率为860～960 MHz，主动式超高频RFID电子标签则工作在433 MHz。超高频的频段，由于各个国家无线电频谱的管制法令不同，所分配的频段也有所不同，美国是902～928MHz，中国是840～845MHz和920～925MHz。超高频RFID标签传输距离远，具备防碰撞性能，并且具有锁定与消除标签的功能。被动式超高频RFID标签支持近场通信与远场通信两种。

远场被动式超高频RFID系统采用反向散射耦合方式进行通信，其最大的优点是读写距离远，一般是3～5 m，最远可达10 m，但是由于抗金属与液体性差，所以较少用于单一物品的识别，主要应用于以箱或者托盘为单位的追踪管理、行李追踪、资产管理和防盗等场合。

近场被动式超高频RFID系统通信使用的天线与高频的相类似，但线圈数量只需要一圈，而且采用的是电磁感应方式而非反向散射耦合方式，也具备高频的抗金属液体干扰的优点，其缺点是读取距离短，约为5 cm，近场超高频通信主要应用于单一物品识别追踪，以取代目前高频的应用。

图7.28　超高频RFID电子标签

超高频的ISO标准主要有以下两种:

1）ISO18000-6B:这种标签包含8字节不可修改且唯一的UID号，包括UID在内共有256字节内存，但是相对ISO18000-6C标签，其价格较高；

2）ISO18000-6C:以Gen2电子标签为主，其优点是具有可以修改的EPC码，并且可以直接读取EPC码，而且价格便宜。

（4）微波系统

微波RFID系统主要工作在2.45GHz，有些则为5.8GHz，因其工作频率高，在RFID标签中传输速度最大，但抗金属、液体能力最差。被动式微波RFID电子标签主要使用反向散射耦合方式进行通信，传输距离较远，如果要加大传输距离还可以改为主动式。微波RFID标签非常适合用于高速公路等收费系统。

微波RFID标签读写速度快，读取数据的可靠性高，但使用频率接近WiFi频率，容易受到周围WiFi通信的干扰，主要被应用于定位管理、集装箱管理等领域。

图7.29　RFID的工作频率波段

图7.30　各个频段标签的识别空间范围比较示意图

图7.30是各个频段标签的识别空间范围比较示意图，图中可以看出，低频的识别空间范围像横放的橄榄球，高频像排球，而超高频和微波像树立着的棒槌状物，这说明低频和高频标签较少受方向的影响（这里的方向指的是标签的正面位置偏离读写器天线正面的角度），超高频和微波标签则较多受到方向的影响。

表7.3　四种不同工作频段RFID系统的性能比较