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无线射频识别双频技术及应用无线射频识别系统的工作频率是系统最基本的技术参数之一其在很大程度上决定了系统的工作性质，决定了 系统能否满足用户的需求，决定了成本的高低在同样的发射功率下，低频系统对可导媒介的穿透能力较强，但是 距离短，数据传输速率低，信噪比低，系统的环境敏感性强高频系统的频率特定则正好相反，传输距离大，但是 对可导媒介的穿透能力较差如何利用这两个不同频段的频率特性，提高 RFID 的系统功能，这就是本文所要介绍 的双频技术RFID 的频率特性射频系统的工作频率是射频识别技术系统最基本的技术参数之一工作频率的选择在很大程度上决定了射频标 签的应用范围，技术可行性以及系统成本的高低射频识别系统归根到底是一种无线电传播系统，必须占据一定的 无线通讯信道在无线通讯信道中，射频信号只能以电磁耦合或者电磁波传播的形式表现出来因此，射频系统的 工作性能必定要受到电磁波空间传输特性的影响读写器发送无线信号时所使用的频率被称为RFID系统的工作频率，基本上划分为：低频(30kHz~300kHz)、高 频(3MHz~30MHz)和超高频(300MHz~3GHz)另外，从电磁频谱划分上来讲，自300MHz起，到进入光波前， 即1000GHz止，统称为微波：包括超高频(UHF)，特高频(SHF)和极高频(EHF)。

低频系统一般工作在100~500kHz, 常见的工作频率有125kHz、134.2kHz；高频系统工作在10~15MHz左右，常见的高频工作频率为13.56Mhz；超高频 工作频率为850~960MHz，常见的工作频率为869.5MHz、915.3MHz；有些射频识别系统工作在5.8GHz的微波段 低频系统用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪；高频系统用于门禁控制盒需传 送大量数据的应用；超高频系统应用于需要较长读写距离和高的读写速度的场合，如火车监控，高速公路收费等系 统发射天线或自然源辐射的无线电波，通过介质或受到介质分界面的影响，而达到接收天线的过程，称为无线电 波传播无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象接收点的无线电信 号，也有衰减和干扰出现为了确定无线射频识别系统的频率、功率、增益、灵敏度、信号噪声比和工作方式等， 都需要对无线电波传输特性有所了解电磁波有很多物理特性，例如红外线在绝对零度以上的物质都会辐射的特性，响尾蛇导弹就是利用目标辐射出 的红外线迎击它的猎物当然，它还有能量辐射性和物理穿透性等等，其中值得关注的一条就是电磁波频率越高， 波长越短。

由于无线射频识别系统的工作频率对系统的工作性能具有很强的支配作用，也就是说，从识别距离、穿 透能力等特性来看，不同视频频率的表现存在较大的差异特别是在低频和高频两个频段的特性上，具有很大的不 同简单来讲，低频具有较强的穿透能力，能够穿透水、金属、动物包括人的躯体等导体材料，但是在同样的功率 下，传播的距离非常近，另外，由于频率低，可以利用的频带窄，数据传输速率较低，并且信噪比低，容易受到干 扰相对低频段而言，得到相同传输效果，高频系统发射功率较小，设备较简单，成本较低和低频相比，高频系 统数据传播速率较高，无低频的信噪比限制，但是，其“绕射”能力或者“穿透”较差，很容易被水等导体媒介所 吸收，因此，对于可导障碍物的敏感性很强如何利用他们各自的长处来设计识别距离较远又具有较强穿透能力的产品，这就用到了所谓的双频技术双频 产品，具有低频的穿透能力，又有高频的识别距离和通信速度能够广泛的运用在动物识别，导体材料干扰的环境 及潮湿的环境等低频超咼频工作频率30-300kHz300MHz-3GHz波长波长较长波长较短穿透具有较强的穿透能力，能够穿透水、金属、 动物包括人的躯体等导体材料容易被水等导体媒介吸收绕射绕射能力强，覆盖范围较大绕射能力相对较差，覆盖范围相对较小距离同样的功率下，传播的距离非常近传播距离远速率可以利用的频带窄，数据传输速率较低频率咼，数据传播速率咼信噪比信噪比低，容易受到干扰。

无低频的信噪比限制方向性无部分潮湿环境无影响影响较大有源和无源双频系统根据无线射频系统的标签能源特性和目前市场上所能见到的产品，双频系统可划分为有源系统和无源系统两种 工作形式有源系统剔））十&也蛍摊时格在目前的有源双频系统中，最典型的产品当属于Savi公司的EchoPoint （反射点）双频产品EchoPoint 采用了多频率设计和三元素系统结构来同时实现可靠的长距离通信与短距离定位功能和传统的标 签、读写器二元素系统相比较，EchoPoint增加了第三元素 路标（signpost）由路标在123KHz激活标签，发现 标签，标签和读写器之前在长距离的UHF频带（433.92MHz）进行通讯，发送其位置信息以及特殊标识路标可以 固定在某个地点，可以移动也可以手持，当标识物的标签通过路标标识区域时，路标可以识别标签的位置 EchoPoint 能够有效跟踪货物，能够获取长距离的准确定位效果简单分析EchoPoint双频系统的工作原理 发射天线:用于发射低频无线电信号以激活双频标 签，也就是所谓的路标接收天线：接收双频标签发出的高频无线电信号 读写器:不断产生低频编码电磁波信号经发射天线 发射出去，用来激活进入该区域的双频标签，同时把接 收天线接收来的双频标签的高频载波信号经过放大后， 经解调、解码后提取有效的数字信号通过高频和标签之 间进行通信。

双频标签：由嵌入式处理器及其软件、卡内发射和 接收天线、收发电路和高能电池组成，其工作在两个频 点上，全双工通信双频标签平时处于睡眠状态，当进 入系统工作区后，被发射天线（路标）发出的低频无线 电信号激活，发射出唯一的加密识别码无线电信号卡 内高能电池为识别卡正常工作和发射高频电磁波提供能量工作原理:读写器将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；双频标签进入低频的发射天线工作区域后 被激活，同时将加密的载有目标识别码的高频加密载波信号经标签内高频发射模块发射出去；接收天线接收到射频 卡发来的载波信号，经阅读区接收处理后，提取出目标识别码送至计算机，完成预设的系统功能和自动识别，实现 目标的自动化管理 L■服务器器」：敢轲 =■ ■務■“高頻接收札1天平衡轴机电療、显示、»分t低频,无源系统和有源双频系统相比，无源双频系统具有体 积小，系统紧凑，成本低廉等特点目前 iPico Identification公司是世界上唯一的无源RFID双频 技术及产品提供商，其专利产品无源双频系统采 用低频和高频两个频率进行工作，将两个频率特图3双频系统工作原理性集成到单一的双频标签（DF Tags）和双频读写器（DF Readers）构成双频无源系统。

采用双频技术的射频识别系统同时具有低频和高频系统各自的优点，即具有较强的穿透能力，又具有较远的识 别距离，并具有高速识别能力无源双频标签体积可以制造得很小（信用卡标签和半卡标签），广泛适用于人员管 理、运动计时、动物识别、矿井、有干扰的环境（如金属物品的识别）等场合在水中同样可以识别双频标签双频标签包括天线线圈和由单芯片集成的电路构成属于无源标签，从读写器的能量场中获取能量，并回送自 身 ID 等数据其特性有：磁波经高进行理后突协力和的封双从读写器到标签的能量传递，采用低频电感耦合方式，低频电 经整流，滤波后提供给芯片工作能量用于从标签到读写器传送ID和数据，采用高频电感耦合方式， 频电感耦合方式，经高频接收机接收、滤波、放大后送到解码电路 解码，根据约定的协议，解码器对双频标签返回的数据进行解码处 将结果发送到主机系统抗冲突方式采用和超高频系统相同的防冲 议（ip-X协议），每秒可识别200个标签，具有良好的多卡识别能 较高的识别速度双频产品的作用距离取决于读写器输出功率和设置，并与标签 装形式有关，识别距离 20cm~2.5m频 RFID 系统的应用由于双频RFID系统同时具有低频系统的穿透特性和高频系统的距离特性，同时兼顾了低频和高频的系统特性， 扬长避短，因此，双频系统的应用范围也大大扩展了。

特别是无源双频系统的问世，使得双频系统的应用无论是在 技术上还是在范围上有上了一个层次双频产品主要应用在可导媒介物要求长距离，多卡识别及高速识别的场合下面给予简单介绍供应链管理包括木质托盘、集装箱、水果箱、纸卷跟踪等方面由于木质托盘的吸水性，集装箱箱体的金属特性，水果本 身就具有很好的可导性，纸卷的钢芯等都属于可导媒介，这样超高频系统在这些领域的应用就受到了很大程度的制 约，而双频系统特别是无源双频系统在这些领域的应用却不会受到这种环境的制约人员自由流跟踪与个性化身份认证 人体本身是导体，将超高频用于身份识别会带来很大不便支持，特别是多标签同时识别而目前普遍采用的低 频门禁系统识别距离很短，要求被识别者近距离划卡，给使用带来很多限制无论是低频还是高频门禁系统，都要 求被识别者采取相应的动作来确保系统能够准确识别而双频系统则无需被识别者采取任何动作即可以实现多标签 无遗漏准确识别动物跟踪与识别 包括羊群、牛群、猪、马以及野生动物的跟踪与识别和人员的跟踪和管理一样，双频系统在动物识别领域具 有非常广泛的应用前景由于动物的不自觉性，更加限制了低频和超高频系统的应用，可以说，双频系统是最适用 于该领域的无线识别系统。

采矿作业与地下路网管理 在这些领域，由于工作媒介包括大地这个最大的导体，就对其他系统的应用造成了制约而双频系统则可以穿 透突然完成自动识别的功能运动计划 体育竞技的最高原则就是公平、公正，对于运动计时来讲，多年来一直是一个研究的课题，无线射频识别技术 对体育计时来讲，是最值得信赖的技术之一特别是无源双频技术更是运动计时的福音在2008 年新西兰的马拉 松运动会上采用双频系统设计时，取得了良好的应用效果。