天线的类型； 天线的阻抗：
在应用到物品上的RF的性能；
在有其他的物品围绕贴标签物品时的RF性能。 1． 可选的天线
在435 MHz, 2.45 GHz 和 5.8 GHz频率是用的RFID系统中，可选的天线有几种，见下表，它们重点考虑了天线的尺寸。这样的小天线的增益是有限的，增益的大小取决于辐射模式的类型，全向的天线具有峰值增益0到2dBi；方向性的天线的增益可以达到6dBi。增益大小影响天线的作用距离。下表中的前三个种类的天线是线极化的，但是微带面天线可以使圆极化的，对数螺旋天线仅仅是圆极化的。由于RFID标签的方向性是不可控的，所以读卡机必须是圆极化的。一个圆极化的标签天线可以产生3dB 以强的信号。
2． 阻抗问题
为了最大功率传输，天线后的芯片的输入阻抗必须和天线的输出阻抗匹配。几十年来，设计天线与50或70欧姆的阻抗匹配，但是可能设计天线具有其他的特性阻抗。例如，一个缝隙天线可以设计具有几百欧姆的阻抗。一个折叠偶极子的阻抗可以是一做个标准半波偶极子阻抗的20倍。印刷贴片天线的引出点能够提供一个很宽范围的阻抗(通常是40 到100欧姆)。选择天线的类型，以至于它的阻抗能够和标签芯片的输入阻抗匹配是十分关键的。另一个问题是其他的与天线接近的物体可以降低天线的返回损耗。对于全向天线，例如双偶极子天线，这个影响是显著的。改变双偶极子天线和一听番茄酱的间距做了一些实际测量，显示了一些变化，见图4和图5。其他的物体也有相似的影响。此外是物体的介电常数，而不是金属，改变了谐振频率。一塑料瓶子水降低了最小返回损耗频率16%。当物体与天线的距离小于62.5mm的时候，返回损耗将导致一个3.0 dB的插入损耗，而天线的自由空间插入损耗才0.2dB。可以设计天线使它与接近物体的情况相匹配，但是天线的行为对于不同的物体和不同的物体距离而不同。对于全向天线是不可行的，所以设计方向性强的天线，它们不受这个问题的影响。
3． 局部结构的影响 在使用手持的仪器的时候，大量的其他临近物体的使读卡机天线和标签天线的辐射模式严重失真。这可以对于2.45GHz的工作频率计算，假设一个代表性的几何形状，和自由空间相比，显示返回信号降低了10dB，在双天线同时使用的时候，比预料的模式下降的更多。在仓库的使用环境下，一个物品盒子具有一个标签会有问题，几个标签贴在一个盒子上以确保所有时候都有一个标签是可以看见的。便携系统的使用有几个天线的问题。每个盒子两个天线足够适合门禁装置探测，这样局部结构的影响变得不再重要，因为门禁装置的读卡机天线被固定在仓库的出入，并且直接指向贴标签的物体。
4． 辐射模式
在一个无反射的环境中测试了天线的模式，包括了各种需要贴标签的物体，在使用全向天线的时候性能严重下降。圆柱金属听引起的性能下降是最严重的，在它与天线距离50mm的时候，反回的信号下降大于20dB (见图6)。天线与物体的中心距离分开到100—150mm的时候，反回信号下降约10 到12dB。在与天线距离100mm的时候，测量了几瓶水（塑料和玻璃），见图7，反回信号降低大于10dB。在蜡纸盒的液体，甚至苹果上做试验得到了类似的结果。
5． 距 离
RFID天线的增益和是否使用有源的标签芯片将影响系统的使用距离。乐观的考虑，在电磁场的辐射强度符合UK的相关标准时，2.45GHz 的无源情况下，全波整流，驱动电压不大于3伏，优化的RFID天线阻抗环境(阻抗 200 或300欧姆)，使用距离大约是1米[3]。
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如果使用WHO限制[4]则更适合于全球范围的使用，但是作用距离下降了一半。这些限制了读卡机到标签的电磁场功率。作用距离随着频率升高而下降。如果使用有源芯片作用距离可以达到5到10米。
总 结
全向天线应该避免在标签中使用，然而是可以使用方向性天线，它具有更少的辐射模式和返回损耗的干扰。天线类型的选择必须使它的阻抗与自由空间和ASIC匹配。在一个仓库中使用天线好像是不可行的，除非使用有源标签，但是在任何情况下，仓库内的天线辐射模式将严重失真。一个门禁系统的使用将是好的选择，可以使用短作用距离的无源标签。当然门禁系统比手持的仪器昂贵，但是手持仪器工作人员需要使用它到仓库搜寻物品，人员费用同样昂贵。在门禁系统中，每一个物品盒子，仅需要2个而不是4个或6个RFID标签。
5.6 电子标签耦合
电子标签耦合类型概述
根据射频识别系统作用距离的远近情况，射频标签天线与读写器天线之间的耦合可分为三类。
射频识别系统中射频标签与读写器之间的作用距离是射频识别系统应用中的一个重要问题，通常情况下这种作用距离定义为射频标签与读写器之间能够可靠交换数据的距离。射频识别系统的作用距离是一项综合指标，与射频标签及读写器的配合情况密切相关。
根据射频识别系统作用距离的远近情况，射频标签天线与读写器天线之间的耦合可分为以下三类：
（1）密耦合系统； （2）遥耦合系统； （3）远距离系统。 1． 密耦合系统
密耦合系统的典型作用距离范围从0~1cm。实际应用中，通常需要将射频标签插入阅读器中或将其放置到读写器的天线的表面。密耦合系统利用的是射频标签与读写器天线无功近场区之间的电感耦合（闭合磁路）构成无接触的空间信息传输射频通道工作的。密耦合系统的工作频率一般局限在30MHz以下的任意频率。由于密耦合方式的电磁泄露很小、耦合获得的能量较大，因而可适合要求安全性较高，作用距离无要求的应用系统，如电子门锁等。
2． 遥耦合系统
遥耦合系统的典型作用距离可以达到1m。遥耦合系统又可细分为近耦合系统（典型作用距离为15cm）与疏耦合系统（典型作用距离为1m）两类。遥耦合系统利用的是射频标签与读写器天线无功近场区之间的电感耦合（闭合磁路）构成无接触的空间信息传输射频通道工作的。遥耦合系统的典型工作频率为13.56MHz，也有一些其他频率，如6.75MHz、27.125MHz等。遥耦合系统目前仍然是低成本射频识别系统的主流。
3． 远距离系统
远距离系统的典型作用距离从1m到10m，个别的系统具有更远的作用距离。所有的远距离系统均是利用射频标签与读写器天线辐射远场区之间的电磁耦合（电磁波发射与反射）构成无接触的空间信息传输射频通道工作的。远距离系统的典型工作频率为：915MHz、2.45GHz、5.8GHz，此外，还有一些其他频率，如433MHz等。远距离系统的射频标签根据其中是否包含电池分为有无源射频标签（不含电池）和半无源射频标签（内含电池）。一般情况下，包含有电池的射频标签的作用距离较无电池的射频标签的作用距离要远一些。半无源射频标签中的电池并不是为射频标签和读写器之间的数据传输提供能量，而是只给射频标签芯片提供能量，为读写存贮数据服务。
远距离系统一般情况下均采用反射调制工作方式实现射频标签到读写器方向的数据传
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输。远距离系统一般具有典型的方向性，射频标签与读写器成本目前还处于较高的水平。从技术角度来说，满足以下特点的远距离系统是理想的射频识别系统：
（1）射频标签无源；
（2）射频标签可无线读写；
（3）射频标签与读写器支持多标签读写；
（4）适合应用于高速移动物体的识别（物体移动速度大于80km/h）； （5）远距离（读写距离大于5m~10m）； （6）低成本（可满足一次性使用要求）；
现实的远距离系统一般均只能满足其中的几款要求。
5.7 电子标签的制作及封装
电子标签的制作及封装概述
作为终极产品，智能标签不受\卡\的限制，形态材质也有多姿多彩的发展空间。 它的产品分三大类： 1、标签类 2、注塑类 3、卡片类
1． 标签类
带自粘功能的标签，可以在生产线上由贴标机揭贴在箱、瓶等物品上，或手工粘在车窗（如出租车）上、证件（如大学学生证）上，也可以制成吊牌挂、系在物品上，用标签复合设备完成加工过程。产品结构由面层、芯片线路（INLAY）层、胶层、底层组成。面层可以用纸、PP、PET作覆盖材料（印刷或不印刷）等多种材质作为产品的表面；芯片线路（INLAY）有多种尺寸、多种芯片、多种EEPROM容量，可按用户需求配置后定位在带胶面；胶层由双面胶式或涂胶式完成；底层有两种情况：一为离型纸（硅油纸），二为覆合层（按用户要求）。成品形态可以为卷料或单张。
2． 注塑类
可按应用不同采用各种塑料加工工艺，制成内含Transponder的筹码、钥匙牌、手表等异形产品。
3．卡片类 3.1.PVC卡片
相似于传统的制卡工艺即印刷、配Transponder（INLAY）、层压、冲切。可以符合ISO-7810卡片标准尺寸，也可按需加工成异形。
3.2.纸、PP卡
由专用设备完成，它在尺寸、外形、厚度上并不作限制。结构为面层（卡纸类）、Transponder（INLAY）层、底层（卡纸等）粘合而成。
总结
通过上述形态介绍，可以初步了解到智能标签的封装加工完全跨越了传统\卡\的概念，更表达了智能标签在应用领域上的前景是广阔的。随着智能标签产业链的逐渐形成和完善，制造业的信息化水平将会因为有了形态各异的智能标签而迅速提升一个新台阶。
5.8 射频标签通信协议简介
概述
射频标签与读写器之间的数据交换构成的是一个无线数据通信系统。 1． 射频标签通信协议简介
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射频标签与读写器之间交换的是数据，由于采用无接触方式通信，还存在一个空间无线信道。因而，射频标签与读写器之间的数据交换构成的是一个无线数据通信系统。在这样的数据通信系统模型下，射频标签是数据通信的一方，读写器是通信的另一方。要实现安全、可靠、有效的数据通信目的，数据通信的双方必须遵守相互约定的通信协议。没有这样一个通信双方公认的基础，数据通信的双方将互相听不懂对方在说什么，步调也无从协调一致，从而造成数据通信无法进行。
所涉及到的问题包括：时序系统问题；通信握手问题；数据帧问题；数据编码问题；数据的完整性问题；多标签读写防冲突问题；干扰与抗干扰问题；识读率与误码率问题；数据的加密与安全性问题；读写器与应用系统之间的接口问题。
5.9 射频标签内存信息的写入方式
射频标签内存信息的写入方式概述
本文对射频标签信息的写入方式作了简单介绍。
射频标签读写装置的基本功能是无接触读取射频标签中的数据信息。
从功能角度来说，单纯实现无接触读取射频标签信息的设备称为阅读器、读出装置、扫描器等。
单纯实现向射频标签内存中写入信息的设备称为编程器、写入器等。
综合具有无接触读取与写入射频标签内存信息的设备称为读写器、通信器等。 射频标签信息的写入方式大致可以分为以下三种类型
（1）射频标签在出厂时，即已将完整的标签信息写入标签。这种情况下，应用过程中，射频标签一般具有只读功能。只读标签信息的写入，在更多的情况下是在射频标签芯片的生产过程中即标签信息写入芯片，使得每一个射频标签拥有一个唯一的标识UID（如64Bits）。应用中，需再建立标签唯一UID与待识别物品的标识信息之间的对应关系（如车牌号）。只读标签信息的写入也有在应用之前，由专用的初始化设备将完整的标签信息写入。
（2）射频标签信息的写入采用有线接触方式实现，一般称这种标签信息写入装置为编程器。这种接触式的射频标签信息写入方式通常具有多次改写的能力。例如，目前在用的铁路货车电子标签信息的写入即为这种方式。标签在完成信息注入后，通常需将写入口密闭起来，以满足应用中对其防潮、防水、防污等要求。
（3）射频标签在出厂后，允许用户通过专用设备以无接触的方式向射频标签中写入数据信息。这种专用写入功能通常与射频标签读取功能结合在一起形成射频标签读写器。具有无线写入功能的射频标签通常也具有其唯一的不可改写的UID。这种功能的射频标签趋向于一种通用射频标签，应用中，可根据实际需要仅对其UID进行识读或仅对指定的射频标签内存单元（一次读写的最小单位）进行读写。
应用中，还广泛存在着一次写入多次读出WORM（Write Once Read Many）的射频标签。这种WORM概念即有接触式改写的射频标签存在，也有无接触式改写的射频标签存在。这类WORM标签一般大量用在一次性使用的场合，如航空行李标签，特殊身份证件标签等。
无论是怎样的情况，对射频标签的写操作均应在一定的授权控制之下进行。否则，将失去射频标签标识物品的意义。
5.10 RFID工作频率指南和典型应用
概述
不同频段的RFID产品会有不同的特性，本文详细介绍了无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。
目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方
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式，下面详细介绍无源的感应器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。
1． 低频(从125KHz到134KHz)
其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作, 也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用.通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流,可作供电电压使用. 磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。
特性：
1. 工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.
2. 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。 3. 工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。
4．低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。
5．虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。 6．相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。 7．感应器的价格相对与其他频段来说要贵。 主要应用：
1． 畜牧业的管理系统
2． 汽车防盗和无钥匙开门系统的应用 3． 马拉松赛跑系统的应用
4． 自动停车场收费和车辆管理系统 5． 自动加油系统的应用 6． 酒店门锁系统的应用 7． 门禁和安全管理系统 符合的国际标准：
a) ISO 11784 RFID畜牧业的应用－编码结构 b) ISO 11785 RFID畜牧业的应用－技术理论 c) ISO 14223-1 RFID畜牧业的应用－空气接口 d) ISO 14223-2 RFID畜牧业的应用－协议定义
e) ISO 18000-2 定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议 f) DIN 30745 主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准 2． 高频(工作频率为13.56MHz)
在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式 的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器
特性：
1. 工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m。 2. 除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离。
3. 该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制。 4. 感应器一般以电子标签的形式。
5. 虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。 6. 该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签。
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