浅析RFID电子标签不同类型分类方式和区别

        RFID电子标签是一种智能识别技术的装置，它广泛应用于物流、库存管理、无人售货、军事等领域。根据其封装形式和材料等不同特征，可将其分为不同类型，如卡式电子标签、标签贴片、金属电子标签和现成封装电子标签等。卡式电子标签通常用于门禁、接触式付款等场合；标签贴片可在产品包装过程中直接粘贴于货物上；金属电子标签主要用于物流行业和环境监测等场合；现成封装电子标签则能够满足不同封装需要，常应用于航空航天等领域。通过对RFID电子标签不同类型的分类和了解，有助于更好地应用于实际生产和生活中。

一、RFID电子标签按通信方式分类

1、同频通信电子标签

同频通信电子标签，是指工作频率与射频读写器工作频率一致的射频电子标签，比如 RFID标准中的AIR2、2 AS等。

同频通信电子标签根据其工作原理不同，又可分为两种：一种是利用电磁感应原理，发射电子标签中存储的特定频率的电磁波信号；另一种是利用耦合（耦合方式不同，有外接耦合元件和内嵌耦合元件之分），发射电子标签中存储的特定频率的电磁波信号，并将接收到的信号进行解调，并与被识读对象的地址信息进行比对后完成识别。

同频通信电子标签具有以下几个特点：

①识别速度快，其数据传输速率可达6~9 Mbit/s。

②数据容量大。

③可同时识别多个电子标签。

2、异频通信

异频通信是指电子标签与读写器之间采用频率相反的载波进行通信，由于要保持同频，因此发射功率必须很大。在异频通信中，每个电子标签具有自己独立的频率，各自使用不同的发射功率，因此系统可以根据需求灵活配置发射功率，设计灵活。在异频通信系统中，为了防止干扰，必须采用两种以上的工作频率。通常是用同一种频段中的两个频率来实现不同功能。

异频通信技术在应用时要求标签的发射功率很大，但由于成本较高、抗噪声能力差等原因，在实际应用中受到了很大限制。因此在异频通信中采用了跳频技术作为扩频方式以实现较低的发射功率。

3、低频通信

低频 RFID应用系统的应用对象是物品，例如汽车、服装、牲畜、图书等，这些物品在各种环境中的信号都比较强，使用低频 RFID可以在这些环境中工作。低频 RFID应用系统通常采用低频通信技术来进行远距离通信，但低频标签对标签天线的要求比较高，由于低频标签具有较高的能量消耗，并且其在工作时需要和 RFID读写器之间保持一定的距离，因此在使用时对天线和读写器的要求比较高。目前世界上还没有一种技术可以完全取代低频 RFID技术。

典型的低频 RFID应用系统包括：

①智能仓库管理系统

②交通控制和收费系统

③电子货币和自动识别技术（AIM）

④零售和分销系统

4、高频通信

高频（High Frequency, HFF） RFID标签主要是用于对人或者物品进行追踪、识别、定位等。

通常情况下， HFF RFID标签由一个射频模块和一个天线组成，标签的天线部分一般是在阅读器工作频率范围内。

射频模块（radio module）：负责发送和接收信息，可以是数字信号或者模拟信号。

天线部分：将射频卡中的数据存储到卡中存储单元的数据区，可以是只读数据，也可以是读写数据。

射频模块一般为12V或24V直流供电，也可为12V或24V直流相结合的供电方式。

天线部分：天线一般为陶瓷材料，可以是内置或外置。

5、超高频通信

工作频段：超高频（UHF）频段，主要应用于有源 RFID系统。

工作模式：发射功率高达100 dBm，在标签的发射频率范围内，标签和读写器之间直接通信。

读写距离：最大可达10m。

读取范围：识别距离较远。

射频信号传输方式：由标签和读写器间的射频信号传输构成，其工作原理与普通的 RFID系统基本相同。

适用环境：一般用于仓库管理、资产管理、车辆管理等，要求标签具有很强的耐振动和耐高温特性。

主要缺点：距离较远，功耗较大，容易受环境因素影响，标签在被读写器读取时会产生一定的电磁干扰。

二、RFID按电子标签工作频率分类

1、低频

在低频范围内，电子标签与读写器之间的通信是通过电磁感应来实现的，其能量是以电磁波的形式传送给读写器。此频段的 RFID标签具有较高的抗污染能力、较低的频率衰减、较高的数据容量以及良好的数据安全性。

低频 RFID技术是通过电磁感应来实现通信的，因此其标签天线一般为电感耦合方式，其发射功率比较小，在标签与读写器之间存在一个能量传递过程，在此过程中能量会不断衰减，因此通信距离相对较短，一般为10~20 cm。另外，由于低频 RFID工作在低频范围内，其射频信号与高频信号相比要弱很多，因此也导致了其标签功耗比较大。

2、高频

RFID读取器（标签）：只能读取电子标签里面存储的信息，而不能读取其本身的信息。

RFID阅读器（标签）：可以读写电子标签中的信息，但无法更改其内容。

RFID读写器（标签）：能读取多个电子标签中存储的信息，可以更改其内容，还能使用读写器操作数据，可以使用各种接口和计算机通信。

RFID读写器（标签）与阅读器之间的通信方式：射频卡读写器和 RFID阅读器之间的通信方式是通过射频信号进行双向通信。

射频识别系统：实现对 RFID阅读器和读写器之间的控制和数据交换，且能够同时识别多个射频目标。

3、超高频

工作频率： UHF,915 MHz,928 MHz。

工作体制：超高频有两种方式，一种是同步工作方式，也就是标签以自身的载波之时钟同步接收读写器的数据；另一种是异步工作方式，也就是标签以自身的载波之时钟和读写器的数据进行通信。

优点：可达几个 GHz的工作频率，具有较宽的覆盖范围和较远的通信距离。

缺点：由于标签与读写器之间存在一段频率范围的距离，而且一般在几个 GHz范围内，所以标签必须通过多个读写器进行通信。

工作频段：930 MHz到960 MHz （940-960 MHz为国内频段）。

优点：适用于大面积的物体识别，能识别各种介质的物体。

4、微波

微波标签，又称 UHF RFID, UHF （波长：650 nm）频段，是目前 UHF频段唯一一个可达到1 MHz的频段，由于其发射功率较强，不适合作为电子标签工作频率。

UHF RFID的特点是：

①对环境要求低，对大气没有吸收性，因此能够在环境恶劣的场合工作；

②可以工作在不同的温度和湿度范围内；

③可在空气中传播，同时可以穿透不透明材料；

④工作距离可达数十米至数百米；

⑤数据传输速度快，一般是300 kb/s左右；

⑥标签可以通过天线和读写器进行通讯，不需要发射器或接收机；

⑦标签可以实现自动识别和数据记录。

三、rfid按电子标签电源分类

1、低频电子标签

低频 RFID标签工作频率在250 kHz~250 MHz，适用于近距离的电子标签，特点是功耗低、工作稳定可靠。

工作原理：低频 RFID标签由射频前端、射频天线和电源组成。射频前端由射频天线构成，接收由其他设备（如 RFID读写器等）发送来的射频信号；天线部分通过耦合方式向阅读器发送一定频率的射频信号；射频前端通过天线与阅读器相连；标签接收到射频信号后，向阅读器发送自身信息（如编码、 ID等）；阅读器利用接收到的信息对标签进行处理。

工作频率：250 kHz~250 MHz。

工作方式：被动式或半主动式。

2、高频电子标签

高频电子标签的工作频率一般在300 MHZ以上，主要是为中高频 RFID应用设计的。其工作原理是发射的高频信号穿过标签的封装外壳，在标签内部形成感应电流，标签中存储的信息通过天线传输给计算机。与低频电子标签相比，高频电子标签具有以下特点：

读取距离远：由于天线的发射功率较大，其读取距离比低频电子标签远；

操作方便：由于天线发送功率很大，且可以采用主动工作方式，因此可以在各种恶劣的环境下使用；

可重复使用：由于天线具有很强的方向性，因此一次只能读一条信息；

工作频段： RFID技术使用的频率为13.56 MHz。

3、超高频电子标签

工作频率：超高频 RFID电子标签的工作频率通常在 UHF频段，这个频段的 RFID电子标签的最大优点是读取距离远。

超高频 RFID电子标签通常是由天线、集成电路芯片和相关电路组成。

集成电路芯片：负责采集信息，控制电路，解码信息。

天线：负责发射和接收信号，并接收其他天线的信号。

天线：负责接收并返回阅读器发送来的信号。

相关电路：负责数据处理，提供能量供应、控制等功能。

超高频 RFID电子标签的优点是读取距离远、数据传输速度快、体积小、抗干扰能力强、稳定性高和使用寿命长等。

4、微波电子标签

微波电子标签采用了与超高频电子标签完全不同的工作原理，是一种采用微波载波技术的射频识别技术，其工作原理是：射频识别系统通过发射天线向目标发送一个射频信号，目标可以对射频信号进行调制，由该信号驱动天线向系统发送相应的射频信号，系统再接收该射频信号，通过解调设备解调出其中包含的信息。

微波电子标签的工作频率与 RFID一样都是13.56 MHz，但是它的频率是由系统根据需求来决定的，也就是不同的应用所需要的频率不一样，就像汽车上面用的安全气囊锁一样，安全气囊锁它就用13.56 MHz的频率，安全气囊锁用13.56 MHz就可以了。

5、其他

RFID电子标签，也称射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术与其他自动识别技术相比，具有无接触、数据存储容量大、可同时识别多个目标和使用寿命长等优点。

RFID电子标签按工作频率分类，高频电子标签（HF）：高频 RFID技术的研究始于上世纪七十年代，但直到最近几年才开始广泛应用于工业控制、交通运输、物流仓储等领域。目前主要应用于工业控制领域，主要用于对生产过程的自动控制、物料追踪和安全管理等。

四、超高频与低频高频rfid电子标签的区别

1、通信方式

超高频（UHF）标签的通信方式是采用非接触的方式，其工作频率为915 MHz~928 MHz，其数据传输率为10-15 kbps，适用于需要大量信息读写的场合。

射频识别技术是一种无线通信技术，它利用射频信号对目标进行识别，通过无线电波实现非接触双向通信，识别过程无需人工干预。

RFID系统工作时只需将射频标签对准读取区域，便可自动完成对目标物体的识别。

2、工作频率

超高频 rfid标签工作在868~915 MHz频段，工作频率比低频 rfid标签低，读取距离比低频 rfid标签远，但成本高。

在实际应用中，由于超高频和低频 rfid标签都是为特定应用而设计的，其工作频率也是根据应用需要而定。在 RFID系统中，一般将标签的工作频率分为低频段（868~915 MHz）和高频段（433~478 MHz）两种。其中868~915 MHz的频率范围为超高频 RFID系统，433~478 MHz的频率范围为低频 RFID系统。

3、工作电压

低频 RFID系统使用的是直流电源，在交流电源中断后，标签可自动转换为直流电源工作，或者从外界吸收电压进行充电，所以有较强的抗干扰能力。

而超高频 RFID系统使用的是交流电源，在交流电源中断后，标签仍然可以工作在较高的频率下，但是要注意的是超高频标签的工作频率非常高，其所能工作的最高频率可达几千赫，所以在标签工作时可能会受到干扰而导致无法正常工作。

高频 RFID系统使用的是直流电源，其使用电压一般在500V~3000V之间，由于标签和阅读器之间通信距离较短（一般只有几米），因此高频 RFID系统一般不会考虑将标签上电。

 4、电源

UHF RFID标签通常被动式，不需要内置电池或电源。它们从RFID阅读器接收的无线电信号中获得所需的能量。

LF RFID标签可以是主动式或被动式。被动式LF标签也从RFID阅读器的无线电信号中提取能量，而主动式LF标签则具有自己的内置电池供电。

5、工作距离

UHF RFID标签通常具有较长的工作距离。它们在天线功率和标签设计上的差异使其能够实现较远的读取范围，通常可达几米甚至更远。

LF RFID标签的工作距离相对较短，通常在几厘米到几十厘米之间。这是由于LF标签使用的频率较低，并且其性能受到物体干扰的影响较大。

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