【導讀】射頻識別是一種將數據存儲在電子數據載體上，并通過磁場或電磁場以無線方式進行應答器/標簽和詢問器/讀寫器之間雙向通信，從而達到識別目的并交換數據的新興技術該技術能實現多目標識別和運動目標識別。
射頻識別（以下簡稱RFID）是一種將數據存儲在電子數據載體（如集成電路）上，并通過磁場或電磁場以無線方式進行應答器/標簽和詢問器/讀寫器之間雙向通信，從而達到識別目的并交換數據的新興技術該技術能實現多目標識別和運動目標識別;具有抗惡劣環境、高準確性、安全性、靈活性和可擴展性等諸多優點;便于通過互聯網實現物品跟蹤和物流管理，因而受到廣泛的關注。因此，RFID 被公認為本世紀最有發展前途的10項技術之一。
RFID 系統事實上已經存在和發展了幾十年，從供電狀態來看可以分為“有源”和“無源”兩大類;從工作頻率來看，可以分為低頻（125KHz~135KHz），高頻（13.56MHz），超高頻，微波（2.45GHz，5.8GHz）等幾大類。不同的射頻識別系統的硬件價格差別是巨大的，而系統本身的特性也各不相同，系統的成熟度也有所不同。
1 不同頻段 RFID 技術特性簡述
1.1 低頻 ：
使用的頻段范圍為 1 0 K H z ~ 1 M H z ，常見的主要規格有125KHz、135KHz 等。一般這個頻段的電子標簽都是被動式的，通過電感耦合方式進行能量供應和數據傳輸。低頻的最大的優點在于其標簽靠近金屬或液體的物品上時標簽受到的影響較小，同時低頻系統非常成熟，讀寫設備的價格低廉。但缺點是讀取距離短、無法同時進行多標簽讀取（抗沖突） 以及信息量較低，一般的存儲容量在 128 位到 512 位。主要應用于門禁系統、動物芯片、汽車防盜器和玩具等。雖然低頻系統成熟，讀寫設備價格低廉，但是由于其諧振頻率低，標簽需要制作電感值很大的繞線電感，并常常需要封裝片外諧振電容，其標簽的成本反而比其他頻段高。
1.2 高頻：
使用的頻段范圍為 1MHz~400MHz，常見的主要規格為 13.156MHz這個 ISM 頻段。這個頻段的標簽還是以被動式為主，也是通過電感耦合方式進行能量供應和數據傳輸。這個頻段中最大的應用就是我們所熟知的非接觸式智能卡。和低頻相較，其傳輸速度較快，通常在100kbps 以上，且可進行多標簽辨識（各個國際標準都有成熟的抗沖突機制）。 該頻段的系統得益于非接觸式智能卡的應用和普及，系統也比較成熟，讀寫設備的價格較低。產品最豐富，存儲容量從 128 位到8K 以上字節都有，而且可以支持很高的安全特性，從最簡單的寫鎖定，到流加密，甚至是加密協處理器都有集成。一般應用于身份識別、圖書館管理、產品管理等。安全性要求較高的RFID 應用，目前該頻段是唯一選擇。
1.3 超高頻：
使用的頻段范圍為 400MHz~1GHz，常見的主要規格有 433MHz、868~950MHz。這個頻段通過電磁波方式進行能量和信息的傳輸。主動式和被動式的應用在這個頻段都很常見，被動式標簽讀取距離約3 ~ 1 0 m 傳輸速率較快，一般也可以達到100kbps 左右，而且因為天線可采用蝕刻或印刷的方式制造，因此成本相對較低。由于讀取距離較遠、信息傳輸速率較快，而且可以同時進行大數量標簽的讀取與辨識，因此特別適用于物流和供應鏈管理等領域。但是，這個頻段的缺點是在金屬與液體的物品上的應用較不理想同時系統還不成熟，讀寫設備的價格非常昂貴，應用和維護的成本也很高。此外，該頻段的安全性特性一般，不適合安全性要求高的應用領域。
1.4 微波：
使用的頻段范圍為 1GHz 以上，常見的規格有 2.45GHz、5.8GHz。微波頻段的特性與應用和超高頻段相似，讀取距離約為 2 公尺，但是對于環境的敏感性較高。由于其頻率高于超高頻，標簽的尺寸可以做得比超高頻更小，但水對該頻段信號的衰減較超高頻更高，同時工作距離也比超高頻更小。一般應用于行李追蹤、物品管理、供應鏈管理等。
2.根據應用選擇合適頻段的射頻識別技術
第一，一個射頻識別系統的成本，包含硬件成本、軟件成本和集成成本等。而硬件成本不僅僅包括讀寫器和標簽的成本，還包括安裝成本。很多時候，應用和數據管理軟件和集成是整個應用的主要成本。如果從成本出發考慮，一定要根據系統的整體成本進行，而不僅僅局限于硬件，如標簽的價格。
第二，從技術層面來看，如何選擇合適的頻段。我們知道，即使是在同一個頻段內的射頻識別系統，其通信距離也是差異很大的。因為通信距離通常依賴于天線設計、讀寫器輸出功率、標簽芯片功耗和讀寫器接收靈敏度等等。我們不能夠簡單地認為某一個頻段的射頻識別系統的工作距離大于另一個頻段的射頻識別系統。
第三，雖然理想的射頻識別系統是長工作距離，高傳輸速率和低功耗的。然而，現實的情況下這種理想的射頻系統是不存在的，高的數據傳輸率只能在相對較近的距離下實現。反之，如果要提高通信距離，就需要降低數據傳輸率。所以我們如果要選用通信距離遠的射頻識別技術，就必須犧牲通信速率。選擇頻段的過程常常是一種折中的過程。
第四，除了考慮通信距離以外，在我們選擇一個射頻系統時，通常還要考慮存儲器容量、安全特性等因素。根據這些應用需求，才能夠確定適合的射頻識別頻段和解決方案。從現有的解決方案來看，超高頻和微波射頻識別系統的操作距離最大（可以達到 3 到 1 0 米），并具有較快的通信速率，但是為了降低標簽芯片的功耗和復雜度，并不實現復雜的安全機制，僅限于寫鎖定和密碼保護等簡單安全機制。
而且，該頻段的電磁波能量在水中衰減嚴重，所以對于跟蹤動物（體內含超過 50% 的水）、含有液體的藥品等是不合適的。低頻和高頻系統的讀寫距離較小，通常不超過一米。高頻頻段為技術成熟的非接觸式智能卡采用，非接觸式智能卡能夠支持大的存儲器容量和復雜的安全算法。如前所述，囿于通信速率和安全性需求，非接觸式智能卡的工作距離一般在10cm 左右。高頻頻段中的 ISO15693 規范通過降低通信速率使通信距離加大，通過大尺寸天線和大功率讀寫器，工作距離可以達到 1 米以上。低頻頻段由于載波頻率低，比高頻13.56MHz 低 100 倍以上，因此通信速率最低，而且通常不支持多標簽的讀取。
3.總結
綜上所述，各個頻段的RFID 技術各有自身的特點。即使是在同一個頻段內的射頻識別系統，其通信距離也是差異很大的。我們不能夠簡單地認為某一個頻段的射頻識別系統的工作距離大于另一個頻段的射頻識別系統。而在實際選擇射頻系統時，需要考慮一個RFID 系統的整體成本，以及存儲器容量、安全特性等因素，根據這些來綜合選擇合適的RFID 頻段。
