2、国际RFID技术特点及相关管理规则
尽管RFID在不同频段有着不同的应用,但近年来被业内人士看好的技术是基于UHF频段的无线射频识别技术。从应用的趋势来看,现代物流业、商品零售业会广泛应用RFID技术,为什么UHF频段的RFID技术会成为全球热点?主要有以下几个需考虑的因素(见表2所示)。
表2 UHF频段应用特点
从几个要素中,我们发现UHF频段的读写距离在4~5米,从经典的无线传输模型公式(1)中
(1)
(其中P1为标签的接收功率,Gr为发射功率,L为路径衰耗,λ为波长),可以看出:
假设发射机的功率是等同的,利用低频实现RFID,理论上将获得很大的接收功率,但标签的尺寸较大将影响市场的广泛应用;如果利用微波实现RFID的方案,尽管标签将变得较小,但路径衰耗较大,波长较短,接收功率是相当小的,极大地影响了读写距离。综合考虑,UHF频段的RFID将具有波长适中、远场耦合、标签较小、空间衰耗小、工作距离相对较远等优点,加上IC智能卡技术不断的成熟,TAG标签的价格将不断走低,更为其广泛应用奠定了必要的基础。所以UHF频段的RFID技术将服务于全世界成为不争的事实。
基于RFID的技术特点和潜在的应用空间,国际相关无线电管理机构已经开始进行频率规划工作,并制定了相应的管理政策,笔者对此进行了简单的整理,具体情况如表3所示。
表3 世界各国RFID频率规划概况
国家/地区 |
UHF频段RFID的频率应用情况 |
最大功率限值(ERP) |
美国 |
902—928MHz |
4W(EIRP) |
欧盟 |
868—870MHz |
500mW |
澳大利亚 |
918—926MHz |
1W(EIRP) |
文莱 |
866—869MHz |
500mW |
中国 |
865—868MHz |
2W |
印度尼西亚 |
866—869MHz(已被提议) |
500mW |
韩国 |
908.5—914MHz(已被提议) |
—— |
日本 |
952—954MHz(已被提议) |
—— |
马来西亚 |
868.1MHz |
50mW |
新加坡 |
866—869MHz |
500mW |
各国政府除了对RFID的Reader(读写器)的发射功率作了相关规定外,对占用带宽、调制方式、调频数目均作了相关的规定。如:
(1)欧盟规定信道间隔为200kHz,在865.6~867.6MHz的2MHz的频带内,读写器发射功率小于2W(E.R.P);在856~856.6MHz的三个信道使用时,读写器发射功率须小于100mW;在867.6~868MHz的两个信道使用时,读写器发射功率小于500mW。所以实际上在欧洲使用的RFID设备的信道间隔为200kHz,有10个功率可以达到2W的跳频信道。
(2)美国FCC机构规定美国FCC将902~928MHz这一频段划分为工、科、医(ISM)频段,所以对于信道划分以及带外辐射的要求相对宽松,要求信道间隔不超过500kHz即可,所允许的发射机最大发射功率小于4W(E.I.R.P)。所以目前美国市场上所使用的设备信道间隔以500kHz为主流,而且由于有相对较宽的26MHz的频带使用,所以跳频信道个数也在50个以上,读写器的发射功率基本上为4W(E.I.R.P)。
(3)调制方式主要以FSK(带副载波)、ASK、PSK较简单的制式为主,未来可能出现较复杂的数字调制方式。
(4)标签的天线尽管没有规定,但趋势是使用半波偶极子天线,因为它所能辐射的面积较大,达到1.64λ2/4π,增益因子为1.64。