物联网应用中不同频段RFID技术的优缺点
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一、物联网简介
“物联网”（the internet of things）已经成为人们关注的焦点话题。它将对现有的产业格局形成颠覆性的冲击。本文着重介绍的是RFID技术的工作原理与优缺点以及在物联网中的应用。
物联网最本质的含义是数字世界与物理世界的融合网络，以智能化和泛在化为特征的双向融合带来了巨大的创新价值和市场空间。物联网正是因为代表了这种融合的趋势，蕴含着融合所带来的巨大创新空间，以及融合后产生的巨大价值才成为当下的热点，成为了包括我国在内的许多国家的重大科技战略。
物联网覆盖了信息技术和通信技术的众多领域，包括RFID、传感器、互联网、嵌入式、移动通信等，每个领域都能够从领域自身的视角给出物联网的定义。
二、什么是RFID
RFID即射频识别技术，英文全称为Radio Frequency Identification，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形码传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID电子标签，利用无线电信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。
RFID系统由电子标签、读写器、天线三个基本部分组成。电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子识别码，附着在物体上标识目标对象；读写器是读取电子标签信息的设备；而天线用于在电子标签和读写器间传递射频信号。RFID的工作原理是读写器发射一特定频率的无线电波，标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；此时读写器便依序接收解读数据，然后送给中央信息系统做相应的数据处理。RFID系统组成见下图：
在物联网的架构中，RFID在感知层和网络层扮演着重要的角色，它作为一种新兴的自动识别技术相比传统识别方式，有着很多优点。RFID技术可以在较为恶劣的环境中工作，能识别高速运动物体并同时识别多个标签，加上操作方便快捷，已经成为21世纪全球自动识别技术的主要发展方向之一。
国外RFID技术应用起步较早，技术相对成熟，而我国RFID技术应用状况还处于初级阶段。近几年里我国对于RFID技术的开发也加快了步伐，RFID技术的应用也越来越多，被广泛应用于各个领域如：仓储、货物配送、电子钱包、动物跟踪管理等。RFID应用主要分为三个频段：低频、中频、高频。不同的使用频率会在读写距离、数据交换速度和抗干扰性等方面产生区别。可以说决定RFID系统主要性能和应用可行性的主要因素，首先是该系统所用的无线电频率。每一种频段都有它的特点，被用于不同的领域。因此，要正确应用就要先了解不同频率RFID的特点。
低频RFID系统，工作频率为9KHz--135KHz。低频标签一般是无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从读写器耦合线圈的辐射近场中获得。这个频段系统的缺点是：数据传输速率在3种频段中最慢、工作距离短（识读距离只有几厘米）、天线尺寸大。但是，这个频段的系统技术简单、无频率限制、信号有极好的穿透性，除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离，受环境影响较小正是它的主要优势。同时因为识别距离很短，某一个低频的RFID系统很少与其它的RFID系统发生冲突，所以低频RFID系统的读写器在全球范围没有任何特殊的许可限制，使得这个频段的RFID系统常常用在一些相对封闭比较小的系统上。低频电子标签的典型应用有：动物识别、小区的门禁系统、停车场的收费和管理系统、容器识别、工具识别等。
中频RFID系统，典型工作频率为13.56MHz。在这个频段运行的电子标签绝大部分也是无源的，依靠读写器供给能源，这是一个开放频段，各方面特性介于低频和高频之间。该频段系统与低频相比有较高的通信速率和较长的工作距离，识别距离最远至1.5米，写入距离最远可达1米。识别距离比低频远，其信号有着一定的穿透性，比低频差，在穿透时会降低识别距离。数据传输速率优于低频，差于高频。频率并没有特殊的限制，具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。不足之处在于：天线尺寸大，受金属材料影响较大，工作距离虽然有延长，但还不够远。中频标签由于可以方便做成卡状，广泛地应用于电子客票、电子身份证、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）、小区物业管理、大厦门禁系统、图书管理系统、大型会议人员通道系统、固定资产的管理系统、医药物流系统的管理和应用、智能货架的管理等。
高频RFID系统，工作频率为几百MHz到几GHz不等。这个频段的电子标签和读写器在空气中的有效通信距离最远，无源标签可达10米左右，有源标签可达几十米，但是很难对读取区域进行明确定义。优点是天线尺寸小、可绕开障碍物、无需视线接触、可定向识别、性价比较高，同时有着很高的数据传输率，在很短的时间可以读取大量的电子标签，也可以同时读取数个电子标签。但是这个频段的电波有着最差的穿透性，不能通过许多材料，特别是金属，液体，灰尘，雾等悬浮颗粒物质，可以说环境对高频段的RFID使用有着极大的影响。并且这些频率中有一部分在世界各国中被分配为移动通信专用频段，很容易引起国家之间的频段碰撞。这个频段主要用于铁路车辆自动识别、公路车辆识别和自动收费系统（ETC系统）中；商业上，常常用于一些大型系统，例如：生产线自动化的管理和应用、航空包裹的管理和应用等等。