RFID上、中、下游各環節知識講解完畢。經過前三章的學習，想必大家也有所了解；在本期的小課堂中，阿庫將詳細為你展開講講低頻RFID的故事。

一、低頻RFID簡述

低頻主要采用電感耦合的方式進行通信，其工作頻率范圍為30kHz～300kHz。典型工作頻率有125KHz和134.2KHz，閱寫器和電子標簽基本采用線圈天線進行相互感應，電子標簽位于閱讀器的近區，當超過此范圍，近場耦合就失去作用，逐步過渡到遠距離的電磁場，當位于閱讀器的遠區時，電磁場將擺脫天線，作為電磁波進入空間中，低頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。低頻標簽的典型應用有：動物識別、容器識別、工具識別、電子閉鎖防盜（帶有內置應答器的汽車鑰匙）。

二、125KHz介紹

在日常的市場環境中，低頻的125 kHz RFID技術采用電感耦合方式工作。由于電子標簽的成本低，非金屬材料和水對該頻率具有較低的吸收率，所以在門禁卡、鑰匙扣、身份識別、公交系統和民用水表領域得到廣泛應用。

（1）標簽芯片

市面上低頻芯片的主要供應商為瑞士EM、泰國SiliconCraft、臺灣瑞新、臺灣暉鴻、NXP、Atmel等。低頻RFID 標簽芯片可分為兩類，一類是只讀的產品，這類產品成本低，量相對較大，主要的應用領域在門禁卡、鑰匙扣等身份識別類場景。另外一類是既可以讀也可以寫的產品，此類產品價格相對高一些，主要應用領域有動物標簽、地埋標簽等。

主流的125KHz主要芯片廠家的產品規格參數如下：

二、134.2KHz介紹

動物的身份識別和追溯應用中，主要為低頻的134.2KHz為主，低頻標簽與閱讀器之間傳送數據時，低頻標簽需位于閱讀器天線輻射的近場區內。由于低頻采用普通的CMOS工藝，具有省電、廉價的特點，工作頻率低抗干擾能力強，受溫度﹑濕度﹑障礙物的影響小，還可以穿透水、有機組織，能夠在各種惡劣的環境下進行正常工作，在動物跟蹤溯源領域得到廣泛應用。

（1）標簽芯片

低頻134.2kHz標簽的芯片一般具備可讀可寫功能，有大容量存儲空間，內部結構相對復雜，寵物注射識別行業需求量較大，根據芯片各個模塊的功能不同，可以將其分成三個基本部分；射頻模擬前端（RF Analog Front-End）、數字控制部分（Digital Controller）、可讀寫的EEPROM存儲器（Memory）。具體邏輯結構示意圖如下所示：

邏輯結構示意圖

射頻模擬前端（RF Analog Front-End）部分完成芯片和讀卡器之間的接口連接，同時為數字電路工作提供一些必要的工作信號。射頻模擬部分完成標簽芯片的能量獲取，時鐘提取，系統上電復位，系統的調制解調工作。射頻模擬是承接讀卡器和標簽芯片之間通信的唯一橋梁，是保證RFID系統的整體通信基礎。

數字控制部分（Digital Controller）完成標簽芯片的邏輯控制功能。標簽芯片的登陸認證控制，密碼安全校驗，數據通訊的錯誤校驗，讀寫的邏輯控制，讀卡器數據輸出編碼及速率的邏輯設計實現等。標簽芯片的數字控制部分位于射頻模擬部分和存儲單元之間，是連接兩者的橋梁。掌管著整個整個通信系統的工作時序。

可讀寫的EEPROM存儲器（Memory）完成整個標簽芯片數據的存儲工作。其中包括密碼存儲﹑用戶碼﹑芯片配置信息和ID碼的存儲等。存儲單元的存在，保證了芯片的唯一性，使其能與讀卡器等進行數據交換，為芯片標識的核心意義所在。

主流的134.2KHz主要芯片廠家的產品規格參數如下：

三、標簽天線

低頻的標簽天線主要以線圈為主，無源低頻RFID 電子標簽是通過磁場耦合實現與標簽識讀器之間的通信，磁場在自由空間傳播衰減很快，因此該電子標簽的讀寫距離很短。低頻標簽不可群讀，只能單獨讀取。

天線的制作主要有：①線圈繞制法，②蝕刻法、③燙印法和④直接印制法（導電油墨印刷法），目前國內外主要以蝕刻法和電鍍法為主，直接印刷法是最近新起的印制技術。

應用在125k-135kHz的RFID標簽天線，主要利用線圈繞制法制作，需要在一個繞制工具上繞制標簽線圈并用烤漆進行固定，要求天線線圈匝數較多，圈數幾百，通過焊接的方式將天線和芯片相連，①優點是簡單、工藝不復雜，②缺點是成本高、生產效率低 。

標簽天線的多因素決定著讀距，主要有以下幾個點：

★ 天線線圈的形狀尺寸

★ 天線線圈的半徑大小

★ 線圈的環繞匝數

兩種常見低頻線圈天線如下圖所示：

圓形繞制線圈天線

矩形繞制線圈天線

四、讀寫設備

讀寫設備主要是對低頻標簽的數據進行采集分析，實際應用中可分為固定式讀寫器、移動式讀寫器兩類，進行數據讀取或寫入操作，低頻讀寫器由天線、射頻模塊、控制系統三部分構成，滿足的協議如下；

① ISO 18000-2是空中接口議標準，規定了電子標簽和讀寫器之間通信的物理接口，規定了協議、指令以及多標簽通信的防碰撞方法。

② ISO11784/85 標準是應用于動物識別協議，選擇動物識別產品必須要滿足此協議。

嵌入式控制系統主要功能

①完成與上位機應用軟件的交互；

②控制與電子標簽的通信過程；

③信號的編碼與譯碼，以及執行標簽的防碰撞算法數據加密。

射頻接口主要功能

①產生低頻的發射功率，啟動電子標簽并為它提供能量；

②調制發射信號，將數據傳送給電子標簽；

③接收并解調來自電子標簽的低頻信號。

（1）固定式讀寫器

低頻讀寫器雖然在耦合方式、通信流程、數據傳輸方法等功能原理上十分類似，但是在外觀構造設計上有著明顯差異，固定式讀寫器主要應用在半導體、牲畜屠宰廠、刀具等自動化生產線進行溯源管理。

（2）移動式讀寫器

移動式讀寫器市面上主要以手持PDA加裝低頻模塊和只讀式掃描儀兩種類型為主，適合各種移動政務、巡檢、倉儲和畜牧業上管理應用，根據實際應用場景可選擇帶應用系統和不帶應用系統設備，以下是幾款移動手持式讀寫器特點。

★ 設備輕薄，方便攜帶適用于任何移動場所數據采集。

★ 大容量電池，有助于提高工作人員出入庫、盤點等業務效率，減小出錯率。

★ 識別低頻標簽速度快， 實時采集，即時顯示、即時反饋。

以上為低頻RFID簡述內容。
責編AJX