什么是RFID標(biāo)簽？

RFID標(biāo)簽被貼在物品上，用于識(shí)別或跟蹤這些物品在時(shí)間或生命周期中的追蹤。RFID標(biāo)簽可用于追蹤醫(yī)療、零售和制造等行業(yè)的各種物品，以跟蹤資產(chǎn)或庫(kù)存。本指南涵蓋了在決定或購(gòu)買RFID標(biāo)簽前需要考慮的主要方面。每個(gè)標(biāo)簽之間可能有很大差異，因此選擇一個(gè)設(shè)計(jì)得適合與你應(yīng)用相似環(huán)境和應(yīng)用的標(biāo)簽，才能獲得最佳效果。

一、RFID標(biāo)簽是如何工作的？

RFID標(biāo)簽通過(guò)電磁波與RFID讀卡器和天線通信。讀卡器/天線組合將電磁無(wú)線電波引導(dǎo)到附近的RFID標(biāo)簽。波的能量通過(guò)RFID標(biāo)簽的天線收集，形成電流向標(biāo)簽中心流動(dòng)，為集成電路（IC）提供通電。集成電路開(kāi)機(jī)，利用存儲(chǔ)庫(kù)中的數(shù)據(jù)調(diào)制能量，并將信號(hào)通過(guò)標(biāo)簽的天線重新發(fā)射。剩余的調(diào)制能量會(huì)響應(yīng)讀卡器/天線，稱為“背散射”。

關(guān)于UHF RFID標(biāo)簽的快速事實(shí)：

• 大多數(shù)沒(méi)有電池，完全依靠電磁波供電。
• 配備電池的設(shè)備（電池輔助被動(dòng)RFID標(biāo)簽和主動(dòng)RFID標(biāo)簽）可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的讀取距離。
• 它們不像條形碼那樣需要視距。
• 標(biāo)記與RFID讀卡器耦合或與其通信的方式稱為“背散射”。
• 每個(gè)標(biāo)簽上有一個(gè)稱為“防碰撞”的算法，定義了當(dāng)讀取區(qū)域中有多個(gè)標(biāo)簽時(shí)應(yīng)按順序回復(fù)。
• 讀取范圍根據(jù)標(biāo)簽的不同，從英寸到超過(guò)120英尺不等。
• 集成電路（IC）有四個(gè)內(nèi)存組——EPC、TID、用戶、保留。
• 每種標(biāo)簽都有獨(dú)特形狀的天線，以確保最佳電抗。

二、UHF RFID標(biāo)簽里裝了什么？

基本的UHF RFID標(biāo)簽由天線和集成電路組成。

天線——標(biāo)簽的天線是該類型標(biāo)簽獨(dú)有的，其職責(zé)是接收射頻波，給集成電路通電，然后將調(diào)制后的能量反向散射到RFID天線。

集成電路（IC）/芯片——集成電路，也稱為芯片，包含四個(gè)存儲(chǔ)組、信息處理、發(fā)送和接收信息以及防碰撞協(xié)議。每種IC類型都是獨(dú)一無(wú)二的，廠商也很少。IC之間的主要區(qū)別在于各自存儲(chǔ)庫(kù)中的位數(shù)。

四個(gè)內(nèi)存庫(kù)如下：

• EPC存儲(chǔ)庫(kù)——包含電子產(chǎn)品代碼，長(zhǎng)度可從96位到496位不等。有些廠商使用隨機(jī)且唯一的數(shù)字，而另一些則使用隨機(jī)重復(fù)的數(shù)字。
• 用戶存儲(chǔ)庫(kù)——用戶存儲(chǔ)庫(kù)范圍從32位到超過(guò)64k位不等，并非所有IC都包含。如果標(biāo)簽確實(shí)擁有用戶記憶庫(kù)，它可以用于獲取關(guān)于該物品的用戶定義數(shù)據(jù)。這些信息可以包括物品類型、最后服務(wù)日期或序列號(hào)等。
• 保留內(nèi)存庫(kù)——保留內(nèi)存庫(kù)包含訪問(wèn)和鎖定密碼，允許用戶鎖定標(biāo)簽內(nèi)存，并需要密碼查看或編輯。
• TID存儲(chǔ)庫(kù)——TID存儲(chǔ)庫(kù)包含標(biāo)簽標(biāo)識(shí)符，這是制造商設(shè)置的隨機(jī)唯一編號(hào)，無(wú)法更改。為了讓讀卡器讀取該編號(hào)而非EPC，必須調(diào)整讀卡器設(shè)置以適應(yīng)該參數(shù)。

由于標(biāo)簽的EPC編號(hào)可能不是唯一的，購(gòu)買前務(wù)必確認(rèn)。規(guī)范可能表示“唯一、隨機(jī)的EPC編號(hào)”或“不保證唯一”（或類似說(shuō)法）。如果您購(gòu)買的標(biāo)簽沒(méi)有唯一隨機(jī)的EPC編號(hào)，可能需要重新編碼一個(gè)新的、具體的編號(hào)。RFID讀卡器無(wú)法區(qū)分兩個(gè)具有相同EPC值的標(biāo)簽。

每個(gè)標(biāo)簽的EPC編號(hào)通過(guò)讀取來(lái)識(shí)別標(biāo)簽及其被標(biāo)記的物品。如果不使用軟件，標(biāo)簽會(huì)直接讀取EPC編號(hào);但通過(guò)集成軟件，可以將該數(shù)字與數(shù)據(jù)庫(kù)中的名稱、序列號(hào)甚至圖片關(guān)聯(lián)起來(lái)。

三、標(biāo)簽形制

1.標(biāo)簽/鑲嵌

標(biāo)簽和鑲嵌是兩種RFID標(biāo)簽，特點(diǎn)是紙質(zhì)薄且柔韌。標(biāo)簽與鑲嵌的主要區(qū)別在于，鑲嵌通常是透明的，可以帶膠或不帶膠水制造。標(biāo)簽有紙質(zhì)或塑料面，方便印刷圖形或文字清晰閱讀

標(biāo)簽和鑲嵌通常因形制和成本而歸為一組，價(jià)格低至每張0.10美元，批量購(gòu)買時(shí)價(jià)格低至0.10美元。這些標(biāo)簽以數(shù)千卷為一卷制造，可以通過(guò)RFID打印機(jī)打印和編碼。

標(biāo)簽和鑲嵌通常重量不到一克，長(zhǎng)度和寬度從大約不到1/2英寸到超過(guò)幾英寸不等。

2.硬標(biāo)簽

UHF RFID硬標(biāo)簽之所以被歸類為此類，是因?yàn)樗鼈儽燃堎|(zhì)薄的標(biāo)簽/鑲嵌更堅(jiān)固且更厚。硬標(biāo)簽由多種材料制成，如聚碳酸酯、陶瓷、ABS、鋼、聚苯乙烯和聚丙烯。

由于外層更堅(jiān)硬且尺寸較大，這些標(biāo)簽比標(biāo)簽和鑲嵌更昂貴。根據(jù)特殊功能，硬標(biāo)簽的價(jià)格從每個(gè)標(biāo)簽不到1美元到超過(guò)15美元不等。就像標(biāo)簽和鑲嵌一樣，這些標(biāo)簽如果數(shù)量較多，價(jià)格也可能更便宜。

硬標(biāo)簽的大小和重量差異很大。最小的標(biāo)簽大約重0.2克，最大且堅(jiān)固的標(biāo)簽可超過(guò)250克。硬質(zhì)標(biāo)簽的形狀和大小差異很大，大小從一個(gè)小鉛筆橡皮到大到像車牌一樣。

四、標(biāo)簽定位 – SOAP

雖然標(biāo)簽定位聽(tīng)起來(lái)像是購(gòu)買后需要考慮的因素，但它在決策階段以及購(gòu)買后階段都非常重要。

標(biāo)簽定位的關(guān)鍵是縮寫SOAP——代表標(biāo)簽定位的四個(gè)主要方面——Size、Orientation、Angle和Placement。以下是每種標(biāo)簽的信息，如何利用它們選擇理想標(biāo)簽，以及何時(shí)考慮它們。

1.規(guī)模

標(biāo)簽的大小是購(gòu)買時(shí)一個(gè)重要的考慮因素。標(biāo)簽大小不僅重要，因?yàn)樗枰媳粯?biāo)記對(duì)象的大小，還因?yàn)闃?biāo)簽大小與讀取范圍之間的相關(guān)性。簡(jiǎn)而言之，標(biāo)簽越大，讀取范圍越長(zhǎng)。

最重要的是：預(yù)購(gòu)

2.方向

標(biāo)簽的朝向，無(wú)論是垂直還是水平，相對(duì)于RFID系統(tǒng)天線，是實(shí)現(xiàn)理想讀取率的關(guān)鍵因素。為了找到產(chǎn)生最佳讀取率的標(biāo)簽方向，可以在平面上旋轉(zhuǎn)標(biāo)簽，并在不同方向下進(jìn)行測(cè)試。值得注意的是，使用圓極化天線有助于緩解標(biāo)簽方向帶來(lái)的問(wèn)題。

最重要的是：預(yù)購(gòu)、售后、測(cè)試

3.角度

標(biāo)簽角度越陡，讀取范圍越短。盡量確保標(biāo)簽正面朝向天線。即使是很小的角度也可能導(dǎo)致標(biāo)簽的讀取范圍減少。為了緩解這個(gè)問(wèn)題，最好使用多組天線從多個(gè)角度覆蓋標(biāo)簽。

俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)是另外三個(gè)需要考慮的方面，這些方面既屬于方向，也屬于角度。通過(guò)測(cè)試覆蓋這些位置，將確保所選標(biāo)簽和系統(tǒng)能獲得最佳的讀取范圍。

最重要的是：購(gòu)后測(cè)試

4.安置

測(cè)試項(xiàng)目多個(gè)位置的可讀性，找到產(chǎn)生最佳閱讀的“最佳點(diǎn)”。比如紙箱，找一面要面對(duì)天線/讀卡器，然后在該面的不同位置測(cè)試，找出效果最好的那一面。

最重要的是：購(gòu)后測(cè)試

五、標(biāo)簽附加方法

根據(jù)具體標(biāo)簽的不同，固定方式可以從常見(jiàn)的膠水形式到獨(dú)特的收縮膜。嵌板和標(biāo)簽在大多數(shù)應(yīng)用中使用永久性膠粘劑，而硬標(biāo)簽則根據(jù)標(biāo)簽類型、重量、應(yīng)用和應(yīng)用環(huán)境而異。以下是常見(jiàn)的RFID標(biāo)簽安裝方法列表。

選擇哪種附掛方式取決于標(biāo)簽、物品和應(yīng)用類型。在所有應(yīng)用中，選擇附著方式可能和選擇標(biāo)簽一樣重要。如果附加方法失敗，標(biāo)簽會(huì)從物品上脫落，使其無(wú)法追蹤，應(yīng)用程序也不再準(zhǔn)確。

以下是在選擇適合你申請(qǐng)的貼附方式前需要考慮的一些具體方面。

表面積——就像為車窗或保險(xiǎn)杠貼紙準(zhǔn)備一樣，物品的表面積也應(yīng)為貼標(biāo)簽做準(zhǔn)備。根據(jù)方法，確保表面光滑、無(wú)灰塵和水且干凈。（標(biāo)記曲面詳見(jiàn)《應(yīng)用表面材料》第09頁(yè)。）

暴露——如果標(biāo)簽長(zhǎng)時(shí)間暴露在紫外線、濕氣、振動(dòng)、壓力或化學(xué)物質(zhì)下，其固定方式也會(huì)暴露。某些環(huán)境條件如上述情況需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的特殊連接方法。

溫度——如上所述，確保所選的連接方式在與標(biāo)記環(huán)境類似的條件下經(jīng)過(guò)測(cè)試。極端溫度對(duì)用于附著的化合物或物體的影響與標(biāo)簽不同，比如熔化和/或變脆斷裂。

應(yīng)用生命周期——選擇標(biāo)簽和附件方式，以延長(zhǎng)物品需要標(biāo)記的時(shí)間。某些附著方法會(huì)隨著時(shí)間緩慢分解，具體取決于化學(xué)成分。評(píng)估所選的固定方式，確保標(biāo)簽?zāi)茉谖锲飞贤Ａ糇銐蜷L(zhǎng)時(shí)間。

六、應(yīng)用表面材料

被標(biāo)記物品的表面會(huì)極大影響標(biāo)簽選擇，如果存在多種物品表面類型，應(yīng)為每個(gè)類型選擇不同的標(biāo)簽。例如，如果一個(gè)應(yīng)用正在盤點(diǎn)資產(chǎn)，其中一個(gè)資產(chǎn)是金屬，另一個(gè)是塑料，那么這兩個(gè)物品很可能需要用兩個(gè)不同的RFID標(biāo)簽來(lái)標(biāo)記。

物體表面材料很重要，因?yàn)榇蠖鄶?shù)標(biāo)簽都經(jīng)過(guò)制造商調(diào)校，使其在某些材料上表現(xiàn)更好。標(biāo)簽的天線對(duì)所放置的材料類型非常敏感，因?yàn)樗l(fā)送和接收信號(hào)的方式不同。將標(biāo)簽附加在不兼容的表面材料上可能導(dǎo)致讀取范圍變小、讀取率降低，甚至根本無(wú)法讀取。

當(dāng)貼上錯(cuò)誤類型的RFID標(biāo)簽時(shí)，最著名的表面材料是金屬，導(dǎo)致讀取范圍受限。?金屬在RFID中出現(xiàn)問(wèn)題有兩個(gè)原因——首先，金屬會(huì)反射RFID波;其次，RFID標(biāo)簽是為低介電表面（塑料、木頭、紙板）而設(shè)計(jì)，而非像金屬那樣的高介電表面。解決這個(gè)問(wèn)題有兩種簡(jiǎn)單方法：購(gòu)買帶有內(nèi)置低介電背襯或相應(yīng)調(diào)校的金屬貼片標(biāo)簽，或者購(gòu)買標(biāo)簽并在標(biāo)簽和金屬物體之間放置低介電材料如泡沫。

七、標(biāo)簽特別功能

幾乎所有UHF RFID標(biāo)簽都具有特殊特性，使其在某些應(yīng)用或環(huán)境中具有吸引力。大多數(shù)情況下，這些特殊功能會(huì)幫助縮小對(duì)理想標(biāo)簽的搜索范圍。

標(biāo)簽/鑲嵌的特征選項(xiàng)很少，而硬標(biāo)簽有不少，這通常解釋了它們較高的成本。以下是標(biāo)簽/鑲嵌或硬標(biāo)簽上的特殊功能，以及它們的使用方式。

• 抗極端溫度——具備此功能的標(biāo)簽可用于冷凍或低溫環(huán)境（低至-50°C）或高溫環(huán)境（最高至250°C）的物品標(biāo)記。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 金屬安裝——存在少數(shù)可金屬安裝的標(biāo)簽/鑲嵌，但大多數(shù)金屬安裝的RFID標(biāo)簽是硬標(biāo)簽。這些標(biāo)簽經(jīng)過(guò)調(diào)校，適合金屬物品，除非使用間隔器將金屬物品與非金屬可安裝標(biāo)簽分開(kāi)，否則必須在貼標(biāo)簽時(shí)使用。值得注意的是，專為金屬應(yīng)用設(shè)計(jì)的標(biāo)簽通常比制造后加裝墊片的標(biāo)簽獲得更好的閱讀范圍。
  • 供應(yīng)情況：硬標(biāo)簽、全表面標(biāo)簽標(biāo)簽
• 可打印性——能夠直接印在標(biāo)簽正面是鑲嵌/標(biāo)簽的獨(dú)特功能，這使標(biāo)簽?zāi)軌蛑庇^識(shí)別，或支持營(yíng)銷/品牌推廣。大多數(shù)RFID鑲嵌/標(biāo)簽都可以通過(guò)RFID打印機(jī)打印，這對(duì)大規(guī)模作非常方便。值得注意的是，雖然無(wú)法直接打印在硬RFID標(biāo)簽上，但大多數(shù)仍支持手動(dòng)貼標(biāo)簽或貼紙。
  • 可獲得性：標(biāo)簽/鑲嵌
• 嵌入性——嵌入物品的能力在某些堅(jiān)固應(yīng)用中非常有用，因?yàn)闃?biāo)簽可能會(huì)被撞落或妨礙使用。大多數(shù)嵌入式應(yīng)用都涉及木材或金屬。將標(biāo)簽嵌入金屬的關(guān)鍵是確保標(biāo)簽的三面被金屬覆蓋，同時(shí)一面保持開(kāi)放以便讀卡器與標(biāo)簽通信?？梢杂铆h(huán)氧樹(shù)脂覆蓋開(kāi)口側(cè)，密封標(biāo)簽。
  • 可用性：硬標(biāo)簽

• 抗沖擊——一些堅(jiān)固的施工環(huán)境，如建筑場(chǎng)地，需要能夠承受其他物體沖擊的標(biāo)簽。非抗沖擊的硬標(biāo)簽在外殼破裂、標(biāo)簽停止工作前，難以承受太大沖擊。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 抗震——車輛、火車及某些類型機(jī)械的振動(dòng)不僅對(duì)RFID讀卡器構(gòu)成問(wèn)題，標(biāo)簽也同樣存在。強(qiáng)烈、持續(xù)的振動(dòng)需要通過(guò)使用能夠承受這種重復(fù)性高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的標(biāo)簽來(lái)緩解。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 可定制——大多數(shù)標(biāo)簽/鑲嵌可以通過(guò)圖形、文字或顏色定制，但其他標(biāo)簽可根據(jù)被標(biāo)記的物品定制特定形狀和形態(tài)、材質(zhì)類型，或賦予專用膠水。有些硬標(biāo)簽還可以貼上特殊膠水，標(biāo)簽需手工貼上，或有特定顏色生產(chǎn)。通常有最低訂購(gòu)數(shù)量，但真正可定制的標(biāo)簽可以根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)和形狀。
  • 供應(yīng)情況：標(biāo)簽/鑲嵌，硬標(biāo)簽
• 高壓滅菌器——高壓滅菌器是一種常用于醫(yī)療領(lǐng)域用于器械使用后滅菌的機(jī)械設(shè)備。普通RFID標(biāo)簽無(wú)法承受滅菌過(guò)程的高溫，因此需要選擇可自滅菌的標(biāo)簽以適應(yīng)這些應(yīng)用。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 抗紫外線——在標(biāo)記物品長(zhǎng)時(shí)間暴露于紫外線（或紫外線）波段的應(yīng)用中，如果標(biāo)簽正面印有信息，所選標(biāo)簽需要具備抗紫外線的特性。這包括那些長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法通過(guò)窗戶或門照射的印刷標(biāo)簽。
  • 可用性：硬標(biāo)簽，標(biāo)簽標(biāo)簽
• ATEX認(rèn)證——ATEX認(rèn)證意味著RFID標(biāo)簽獲準(zhǔn)在爆炸性環(huán)境中使用。這些標(biāo)簽用于礦井或工作場(chǎng)所等釋放易燃?xì)怏w或蒸汽的環(huán)境。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 化學(xué)抗性——化學(xué)抗性是指在空氣和水基化學(xué)品存在時(shí)使用，以防止標(biāo)簽因暴露而分解或腐蝕。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 入侵防護(hù)——對(duì)于灰塵/污垢或水域的應(yīng)用，選擇標(biāo)簽前必須確認(rèn)入侵防護(hù)等級(jí)（或IP等級(jí)）。IP等級(jí)的第一位數(shù)字是0到6，表示對(duì)灰塵等固體的保護(hù)。IP等級(jí)的第二位數(shù)字是0到9，代表對(duì)液體（如水）的防護(hù)等級(jí)。標(biāo)簽的最高IP等級(jí)為67、68或69，具體取決于與液體的直接或間接接觸。
  • 可用性：硬標(biāo)簽
• 高內(nèi)存——使用更高用戶或EPC內(nèi)存的標(biāo)簽可用于存儲(chǔ)更多標(biāo)簽數(shù)據(jù)，如服務(wù)日期和完整的項(xiàng)目識(shí)別。雖然高內(nèi)存對(duì)某些應(yīng)用有利，但大多數(shù)RFID系統(tǒng)通過(guò)軟件將標(biāo)簽ID關(guān)聯(lián)到包含相同信息的數(shù)據(jù)庫(kù)中。這釋放了標(biāo)簽上的內(nèi)存，使標(biāo)簽的讀取速度更快。
  • 供應(yīng)情況：硬標(biāo)簽、鑲嵌/標(biāo)簽

八、標(biāo)簽讀取范圍與大小之間的關(guān)系

關(guān)于UHF RFID標(biāo)簽最大的誤解之一是，所有標(biāo)簽無(wú)論大小、材料或標(biāo)記物品，都能獲得大致相同的讀取范圍。實(shí)際上，所有這些因素共同決定了標(biāo)簽的一般讀距，但標(biāo)簽的大小才是最具影響力的因素。

由于天線必須非常小才能適應(yīng)小標(biāo)簽，它們只能在典型大型標(biāo)簽的一小部分距離發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。一些最小的UHF標(biāo)簽只能在幾英寸外讀取。一般來(lái)說(shuō)，標(biāo)簽尺寸增大時(shí)讀取距離也會(huì)增加，一些最大的被動(dòng)標(biāo)簽甚至能讀取超過(guò)35米（115英尺）。

讀取范圍與大小之間的相關(guān)性表明，對(duì)于每個(gè)應(yīng)用，必須在兩者之間找到折中，以找到理想的標(biāo)簽。在某些應(yīng)用中，如工具跟蹤，需要標(biāo)記的對(duì)象可能非常小，尺寸不可協(xié)商;因此，該應(yīng)用的標(biāo)簽讀取距離很短。在追蹤表面積更寬松的物品時(shí)，可以選擇中長(zhǎng)距離標(biāo)簽，從而在尺寸和讀取范圍之間提供更好的平衡。

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