一文看懂RFID电子标签的特点及应用

· RFID电子标签概念 ·

RFID 电子标签是用于物品标识、具有信息存储机制、能接收读写器的电磁场调制信号并返回响应信号的数据载体，通常被称为电子标签，也可称作射频卡、射频标签、射频卷标等，是与读写器一起构成 RFID 系统的硬件主体。   RFID 系统基本组成包括RFID电子标签、读写器、射频天线、应用软件，是一种利用射频识别技术进行数据采集与传输的自动识别系统。  

在智能制造大趋势下，RFID作为一种非接触式的自动识别技术，可以通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，RFID实施和部署成本较低，数据采集和传输方式十分便捷，因此受到企业越来越多的关注。

RFID电子标签的技术   

RFID电子标签是一种采用非接触式自动识别技术，通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据的标签，识别工作无需人工干预。作为条形码的无线版本，RFID电子标签具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID电子标签的编码、存储及读写方式与传统标签（如条形码）、手工标签不同，编码的存储是在集成电路上以只读或可读写格式存储的，尤其是读写方式，RFID电子标签是采用无线电子传输方式实现的。

总的看来，RFID电子标签较突出的技术特点是：可以识别单个的、非常具体的物体，而不像条形码那样只能识别一类物体；可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地识读；存储的信息量很大；采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须依靠激光或红外线在材料介质的表面读取信息。

RFID电子标签工作原理示意图

RFID电子标签常用的制作工艺   

在无线通信实现的过程中，天线是必不可少的部件，而RFID利用无线电波进行信息的传输，电波的产生和接收都需要通过天线实现。当电子标签进入读写器天线工作区范围内，电子标签天线便会产生足够的感应电流，从而获得能量被激活。

对于RFID系统来说，天线是至关重要的部分，它与系统的性能紧密相关。

目前，根据天线导线材质、材料结构与制造工艺等方面的差异，RFID标签天线大致可以分成以下几大类：绕线天线、蚀刻天线、印刷天线、加成天线、陶瓷天线等，最常用的天线制造工艺是前三种。

绕线天线铜导线绕制RFID标签天线的制造工艺通常使用自动绕线机来完成，即直接在底基载体薄膜上绕上涂覆了绝缘漆，并使用低熔点烤漆的铜线作为RFID标签天线的基材，最后用黏合剂对导线与基材进行机械固定，并按照不同的频率要求，绕制一定的匝数。

蚀刻天线蚀刻法也称为金属蚀刻工艺，先在一个底基载体上覆盖一层20mm左右厚度的铜或铝，另外制作一张天线阳图的丝网印版，用网印的方式将抗蚀剂印在铜或铝的表面，进而保护下方的铜或铝不受腐蚀，其余部分则被腐蚀剂溶化。 不过，由于蚀刻工艺中采用的是化学侵蚀反应，存在工艺流程长、废料废水多的问题，容易对环境造成污染，因此业内一直在努力寻找更好的替代方式。  印刷天线直接将天线电路用特殊的导电油墨或银浆，印刷或打印在基材上面，较为成熟是凹印或丝印。丝网印刷在一定程度上节约了成本，但其油墨采用70%左右的高银含量的导电银浆，得到15～20um之间的天线，属于厚膜印刷方式，成本高。

电子标签的生产工艺主要由三部分构成；绑定封装、复合模切、后道加工环节，通过相关的硬件设备进行生产制造，待产品完成生产后，对产品进行张贴标识，装防静电袋，抽真空，装箱。以避免产品暴露在空气中，并达到远距离运输的条件。

RFID电子标签分类   

RFID 电子标签可分为：有源 RFID 电子标签（Active Tag，有源标签或主动标签）、无源 RFID 电子标签 （Passive Tag，无源标签或被动标签）以及半有源 RFID 电子标签（Semi Active Tag）。

RFID 电子标签根据分装材料分为：纸质标签、塑料标签、玻璃标签、抗金属标签。RFID 电子标签根据分装形状又可分为：薄膜粘贴标签、卡式标签、柱形标签、扣式标签、身份识别标签、植入式标签和特殊用途异形标签等。

部分常见RFID标签形态

RFID电子标签具有多项优点   

第一：和条形码等普通标签需要一对一读取数据不同，RFID读写设备可以对相应的标签进行一对多读取和写入数据。  第二：射频技术的穿透性，RFID标签完全可以非接触式操作，不需要露出标签进行扫描。  第三：RFID标签对环境要求低，可工作于各种恶劣环境，标签不容易被破坏，不影响读取。  第四：可以高准确、迅速、大范围识别数据，因此可用于快速移动端物体上的识别和读取。  第五：自动化、智能化，减少人工操作。这也是RFID标签被称为智能标签，并且在智能化建设，比如智能家居、智慧医疗、智能交通等领域发挥重要作用。

· 低频、高频、超高频RFID的区别以及适用场景 ·低频RFID读写器，其适用于对距离要求不高的特殊环境，例如动物标识、车辆门禁等，具有穿透水和非金属材料的优势。高频RFID读写器则在数据传输速率要求较高的场景表现出色，例如图书馆管理、电子支付等。超高频RFID读写器以其较远的识别距离，在物流管理、库存追踪等大规模物品识别场景中成为首选。 不同频率的RFID读写器在各自领域发挥独特优势，选择合适的频率对于最大程度发挥RFID技术的优势至关重要。RFID技术的广泛应用为各行业带来了智能化的变革，提高了工作效率和数据传输速率，为未来的数字化转型提供了有力支持。

01 低频（LF）RFID读写器

特点：

低频RFID读写器通常工作在125 kHz或134.2 kHz频率范围内。其识别范围相对较短，一般在10厘米左右，但较好地穿透水和非金属材料，对环境干扰较小，具有较高的稳定性。适用场景：低频RFID读写器适用于对距离要求不高的应用场景，如动物标识、车辆门禁、工业生产过程中的标识等。它们能够在恶劣的环境下稳定工作，成为一些特殊场合的首选。

区别：

低频RFID读写器与其他频率的主要区别在于其较短的识别距离和相对较低的数据传输速率。但它们对环境的适应性较强，能够在一些有挑战性的环境中表现出色。

 

02 高频（HF）RFID读写器

特点：

高频RFID读写器的工作频率通常在13.56 MHz，其较低的功率使得其识别范围一般在几十厘米内。高频RFID技术支持一对多的数据传输，具有较高的数据传输速率。

适用场景：

高频RFID读写器适用于对数据传输速率要求较高的场景，如图书馆管理、电子支付、门禁控制等。其快速的数据传输和可靠性，使其成为一些需要频繁数据交互的场景的理想选择。

区别：

相比低频RFID读写器，高频RFID读写器的识别范围较大，但相对低于超高频。其数据传输速率较快，能够满足一些对数据交互频繁的应用需求。

 

03 超高频（UHF）RFID读写器

特点：

超高频RFID读写器通常工作在860 MHz至960 MHz频率范围内，其最大的优势在于具有较远的识别距离，可达数米至数十米。同时，超高频RFID技术支持多对多的数据传输，具有高速率和高效能的特点。

适用场景：

超高频RFID读写器适用于对距离要求较高的应用场景，如物流管理、库存追踪、车辆识别等。其远距离识别和高效率的数据传输，使其成为大规模物品识别与追踪的首选技术。

区别：

超高频RFID读写器相比低频和高频，其识别距离更远，但在环境干扰和金属物体附近的识别方面可能略有不足。然而，其高效能的特点使其成为物流和供应链管理中的不可或缺的技术。