一、不同频率电子标签与标准

        低频段电子标签简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz～300kHz，典型的工作频率为125kHz、133kHz。低频标签一般为被动标签，其电能通过电感耦合方式从读卡器天线的辐射近场中获得。与读卡器之间传送数据时，低频标签须位于读卡器天线辐射的近场区内，其阅读距离一般情况下小于1.2m。低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗(带有内置应答器的汽车钥匙)等。与低频标签相关的国际标准有：ISO 11784/11785(用于动物识别)、ISO 18000-2(125kHz～135kHz)。 

 

        中高频段电子标签的工作频率一般为3MHz～30MHz，其典型的工作频率为13.56MHz。中高频段的电子标签，从射频识别应用角度来说，因其工作原理与低频标签的完全相同，即采用电感耦合方式工作，所以将其归为低频标签类中；另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频段又称为高频，所以也常将其称为高频标签。鉴于中高频段的电子标签可能是实际应用中最大量的一种电子标签，因而将高、低理解成为一个相对的概念，即不会在此造成理解上的混乱，但为了便于叙述，将其称为中频标签。中频标签可方便地做成卡状，其典型应用包括电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)等；相关的国际标准有ISO 14443、ISO 15693、ISO 18000-3.1、ISO 18000-3.2(13.56MHz)等。中频标准的基本特点与低频标准的相似，由于相应的RFID系统工作频率的提高，可以选用较高的数据传输速率。中频标签天线的设计相对简单，标签一般制成标准卡片形状。 

 

        超高频与微波频段的电子标签简称为超高频电子标签，其典型的工作频率为433.92MHz、862(902)MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz。超高频电子标签可分为有源标签(主动方式、半被动方式)与无源标签(被动方式)两类。工作时，电子标签位于读卡器天线辐射场的远场区内，电子标签与读卡器之间的耦合方式为电磁耦合。读卡器天线辐射场为无源标签提供射频能量，将有源标签(半被动方式)唤醒。相应的射频识别系统的阅读距离一般大于1m，典型情况为4m～6m，最大可达10m。读卡器天线一般均为定向天线，只有在读卡器天线定向波束范围内的电子标签可被读写。超高频电子标签的典型应用包括移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)等，相关的国际标准有ISO 10374、ISO 18000-4(2.45GHz)、ISO 18000-5(5.8GHz)、ISO 18000-6(860MHz～930MHz)、ISO 18000-7(433.92MHz)，ANSINCITS256-1999等。 

 

        以目前的技术水平来说，无源微波电子标签比较成功的产品相对集中在902MHz～928MHz工作频段上， 2.45GHz 和5.8GHz射频识别系统多以半无源微波电子标签(半被动方式)产品面世。半无源标签一般采用钮扣电池供电，具有较远的阅读距离。超高频电子标签的典型特点主要集中在是否无源、无线读写距离、是否支持多标签读写、是否适合高速识别应用、读卡器的发射功率容限、电子标签及读卡器的价格等方面。典型的微波电子标签的识读距离为3m～5m，个别有达10m或10m以上。对于可无线写的电子标签而言，通常情况下，写入距离要小于识读距离，其原因在于写入要求更大的能量。 

 

二、超高频RFID协议标准的发展与应用

        目前已经推出的第一代超高频RFID协议标准有：EPC Tag Data Standard 1.1、EPC Tag Data Standard 1.3.1、EPC Tag Data Transtation 1.0等。美国的MIT实验室自动化识别系统中心( Auto-ID)建立了产品电子代码管理中心网络，并推出第一代超高频RFID协议标准：0类、1类。ISO 18000-6标准是ISO(国际标准化组织)和IEC(国际电工技术委员会)共同制定的860MHz～960MHz的空中接口RFID通信协议标准，其中的A类和B类是第一代标准。 

 

        Auto-ID在2003年就开始研究第二代超高频RFID协议标准，到2004年末，Auto-ID的全球电子产品码管理中心(EPC global)推出了更广泛适用的超高频RFID协议标准版本ISO 18000-6C，但直到2006年才被批准为第一个全球第二代超高频RFID标准协议。Gen 2协议标准解决了第一代部署中出现的问题。因Gen 2协议标准适合于全球使用，ISO组织接受了ISO/IEC 18000-6空中接口协议的修改版本C版本。事实上，由于Gen 2协议标准有很强的协同性，因此从Gen 1协议标准到Gen 2协议标准的升级是从区域版本到全球版本的一次转移。第二代超高频RFID协议标准的设计改进了ISO 18000-6超高频空中接口协议标准和第一代EPC超高频协议标准，弥补了第一代超高频协议标准的一些缺点，同时增加了一些新的安全技术。但是，Gen 2协议标准还没有解决覆盖编码的随机数交换、电子标签可能被复制等一些关键问题。对于研究人员来说，最大的挑战是防止射频中的信息偷窃和偷听行为。很多RFID协议标准在解决无线连接下通信的安全和可信赖问题时，却受到电子标签处理能力小、内存小、能量少等问题的困扰。虽然为确保电子标签在各种威胁条件下的阅读可靠性和安全性，Gen 2协议标准里采用了很多安全技术，但仍存在安全漏洞。 

 

        RFID的应用越来越广, 目前应用最多的是Gen 1协议标准电子标签。Gen 1协议标准电子标签的主要应用领域有物流、零售、制造业、服装业、身份识别、图书馆、交通等，但应用中的突出问题主要有价格问题、隐私问题、安全问题等。随着国际通用的Gen 2协议标准的出台，Gen 2协议标准电子标签的应用将会越来越多。目前，Gen 2协议标准电子标签已有了一些应用案例，例如基于Gen 2协议标准的电子医疗系统，充分利用了Gen 2协议标准的灵活性、可测量性、更高的智能性。超高频Gen 2协议标准电子标签由于具有一次性读取多个电子标签、识别距离远、传送数据速度快、安全性高、可靠性和寿命高、耐受户外恶劣环境等特点，因此得到了世界各国的重视和欧美大企业的青睐。在我国，随着经济的高速发展和运用信息技术提高企业效益的形势推动, 政府也提出大力发展物联网产业，加之电子标签价格逐年下降，这也将极大地促进超高频Gen 2协议标准电子标签的使用和推广。