亞寵展、全球寵物產業風向標——亞洲寵物展覽會深度解析
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2025-03-31
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幾十年來RFID技術的理論得到了豐富和完善,有源、無源及半無源電子標簽均得到了飛速發展,單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別、適應高速移動物體的RFID正在成為現實。目前電子標簽的應用領域包括以下幾個方面。
物流業:物流過程中的貨物追蹤,信息自動采集,倉儲應用,港口應用,郵政快遞。
零售業:商品銷售數據的實時統計,補貨,防盜。·制造業:生產數據的實時監控,質量追蹤,自動化生產。
醫療行業:醫療器械管理,藥品管理和HIS系統。
身份識別:電子護照,身份證,學生證等各種電子證件。
防偽:貴重物品(煙,酒,藥品)及票證的防偽。
資產管理:各類貴重的,或數量大相似性高的,或危險品等資產的管理。
交通運輸:高速公路收費管理,出租車、公交車的車輛識別與管理。
食品:水果、蔬菜、生鮮食品等保鮮度的管理。
動物識別:馴養動物、畜牧牲口及寵物的識別管理。
圖書館:書店、圖書館和出版社的圖書管理應用。
汽車:制造,防盜,定位,車鑰匙。
航空:制造,旅客機票,行李包裹追蹤。
軍事:彈藥、槍支、物資、人員及車輛的識別與追蹤。
電子標簽依內部保存信息注入方式的不同,可將其分為集成電路固化式、現場有線改寫式和現場無線改寫式三大類;根據讀取電子標簽數據的技術實現手段,可將其分為廣播發射式、倍頻式和反射調制式三大類;按能量供給方式(電池供電)的不同,射頻識別技術又可分為有源、無源和半有源三種。RFID通常流行的分類方法是,按照工作頻率(單位:Hz)的不同,分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波頻段(MW)4種。
(1)低/高頻系統一般其工作頻率<30MHz,典型的工作頻率有125kHz、225kHz、13.56MHz(非接觸式IC卡——射頻卡的工作頻率)等。基于這些頻點的射頻識別系統一般都有相應的國際標準,其基本特點是:電子標簽的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況,典型閱讀距離為10cm),電子標簽外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀),閱讀天線方向性不強等。
(2)超高頻/微波系統一般其工作頻率400MHz,典型的工作頻段有915MHz、2450MHz、5800MHz等。系統在這些頻段上也有眾多的國際標準予以支持,基本特點是:電子標簽及閱讀器成本較高、標簽內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾米至十幾米),適應物體高速運動性能好,外形一般為卡狀,閱讀天線及電子標簽天線均有較強的方向性。
(3)有源電子標簽內裝有電池,一般具有較遠的閱讀距離。不足之處是電池的壽命有限(3~10年);無源電子標簽內無電池,它接收到閱讀器(瀆出裝置)發出的微波信號后,將部分微波能量轉化為直流電供自己工作,一般可做到免維護。相比有源系統,無源系統在閱讀距離及適應物體運動速度方面略有限制。
(4)集成固化式電子標簽內的信息,一般在集成電路生產時即將信息以ROM工藝模式注入,其保存的信息是一成不變的;現場有線改寫式電子標簽一般將電子標簽保存的信息寫入其內部E2存儲區中,改寫時需要專用的編程器或寫入器,改寫過程中必須為其供電;現場無線改寫式電子標簽一般適用于有源類電子標簽,具有特定的改寫指令,電子標簽內保存的信息也位于其中的E2存儲區。一般情況下改寫電子標簽數據所需時間遠大于讀取電子標簽數據所需時間。通常,改寫所需時間為秒級,閱讀時問為毫秒級。
(5)廣播發射式射頻識別系統。電子標簽必須采用有源方式工作,并實時將其存儲的標識信息向外廣播,閱讀器相當于一個只收不發的接收機。這種系統的缺點是:電子標簽因為要不斷地向外發射信息,既費電,又對環境造成了電磁污染,而且系統的安全保密性差。倍頻式射頻識別系統實現起來有一定難度。一般情況下,閱讀器發出射頻查詢信號,電子標簽返回的信號載頻為閱讀器發出射頻的倍頻。這種工作模式對閱讀器接收處理回波信號提供了便利。但是,對無源電子標簽來說,電子標簽將接收的閱讀器射頻能量轉換為倍頻回波載頻時,其能量轉換效率較低。提高轉換效率需要較高的微波技巧,這就意味著更高的電子標簽成本。同時這種系統工作須占用兩個工作頻點,一般較難獲得無線電頻率管理委員會的產品應用許可。
(6)反射調制式射頻識別系統的實現主要是要解決同頻收發問題。系統工作時,閱讀器發出微波查詢(能量)信號,電子標簽(無源)將部分接收到的微波查詢能量信號整流為直流電供電子標簽內的電路工作,另一部分微波能量信號被電子標簽內保存的數據信息調制(ASK)后反射回閱讀器。閱讀器接收到反射回的幅度調制信號后,從中解出電子標簽所保存的標識性數據信息。系統工作過程中,閱讀器發出微波信號與接收反射回的幅度調制信號是同時進行的。反射回的信號強度較發射信號要弱得多,因此技術實現上的難點在于同頻接收。
RFID系統
射頻識別系統是一種非接觸式的自動識別系統,它通過射頻無線信號自動識別目標對象,并獲取相關數據,由電子標簽、讀寫器和計算機網絡構成。射頻識別系統以電子標簽來標識物體,電子標簽通過無線電波與讀寫器進行數據交換,讀寫器可將主機的讀寫命令傳送到電子標簽,再把電子標簽返回的數據傳送到主機,主機的數據交換與管理系統負責完成電子標簽數據信息的存儲、管理和控制。
在實際RFID解決方案中,不論是簡單的RFID系統還是復雜的RFID系統都包含一些基本組件。組件分為硬件組件和軟件組件。從端到端的角度來看,一個RFID系統由電子標簽、讀寫器天線、讀寫器、傳感器/執行器/報警器、通信設施、控制器、應用軟件等組成。若從功能實現的角度觀察,可將RFID系統分成邊沿系統和軟件系統兩大部分。這種觀點同現代信息技術觀點相吻合。邊沿系統主要是完成信息感知,屬于硬件組件部分;軟件系統完成信息的處理和應用;通信設施負責整個RFID系統的信息傳遞。
RFID系統中的硬件組件包括電子標簽、讀寫器(包括傳感器/執行器/報警器和邊沿接口)、控制器和讀寫天線;系統中當然還要有主機,用于處理數據的應用軟件程序,并連接網絡。
RFID系統中的軟件組件主要完成數據信息的存儲、管理以及對RFID標簽的讀寫控制,是獨立于RFID硬件之上的部分。RFID系統歸根結底是為應用服務的,讀寫器與應用系統之間的接口通常由軟件組件來完成。一般,RFID軟件組件包含有:①邊沿接口;②中間件,即為實現所采集信息的傳遞與分發而開發的中間件;③企業應用接口,即為企業前端軟件,如設備供應商提供的系統演示軟件、驅動軟件、接口軟件、集成商或者客戶自行開發的RFID前端軟件等;④應用軟件,主要指企業后端軟件,如后臺應用軟件、管理信息系統(MIS)軟件等。
RFID不是電子標簽,RFID是射頻識別技術的英文簡稱,就是跟條形碼差不多,但是是電子版的條形碼。RFID工作原理如圖所示。
有很多在采用電子標簽系統來進行設備管理。我們就做過很多這方面的工作。請參考,謝謝!
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