中心議題：

• RFID技術及電磁兼容研究

解決方案：

• 針對UHF頻段進行了RFID設備的兼容性測試
• RFID的頻率使用大致在860～960MHz頻段

RFID是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification)縮寫。射頻識別技術是20世紀90年nian代dai開kai始shi興xing起qi的de一yi種zhong自zi動dong識shi別bie技ji術shu。該gai技ji術shu在zai世shi界jie範fan圍wei內nei正zheng得de到dao廣guang泛fan的de應ying用yong，在zai我wo國guo，該gai技ji術shu及ji其qi應ying用yong處chu於yu初chu級ji發fa展zhan階jie段duan，存cun在zai技ji術shu水shui平ping不bu高gao、biaozhunguifanbuwanzhengdengzhuduowenti。dantongshi
，shepinshibiejishuzaiwoguoyouyongyouguangkuodefazhanqianjinghejudadeshichangqianli，xiangduiyutiaomajishueryan，shepinshibiejishudefazhanheyingyongdetuiguangjiangshiwoguozidongshibiexingyedeyichangjishugeming。danshizhanxindewuxianjishuzaituidonglexiangguanchanyefazhandetongshi，ruguoshiyongbudangshibihuidailaipinlvganrao，ruhetongxianyouwuxiandianyewuhepinggongchushibenwensuozhuyaokaolvdewenti。

1、RFID技術介紹

射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞並通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。

射頻識別係統通常由電子標簽(射頻標簽)和(he)閱(yue)讀(du)器(qi)組(zu)成(cheng)。電(dian)子(zi)標(biao)簽(qian)內(nei)存(cun)有(you)一(yi)定(ding)格(ge)式(shi)的(de)電(dian)子(zi)數(shu)據(ju)，常(chang)以(yi)此(ci)作(zuo)為(wei)待(dai)識(shi)別(bie)物(wu)品(pin)的(de)標(biao)誌(zhi)性(xing)信(xin)息(xi)。應(ying)用(yong)中(zhong)將(jiang)電(dian)子(zi)標(biao)簽(qian)附(fu)著(zhe)在(zai)待(dai)識(shi)別(bie)物(wu)品(pin)上(shang)，作(zuo)為(wei)待(dai)識(shi)別(bie)物(wu)品(pin)的(de)電(dian)子(zi)標(biao)記(ji)。閱(yue)讀(du)器(qi)與(yu)電(dian)子(zi)標(biao)簽(qian)可(ke)按(an)約(yue)定(ding)的(de)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)互(hu)傳(chuan)信(xin)息(xi)
，通(tong)常(chang)的(de)情(qing)況(kuang)是(shi)由(you)閱(yue)讀(du)器(qi)向(xiang)電(dian)子(zi)標(biao)簽(qian)發(fa)送(song)命(ming)令(ling)
，電(dian)子(zi)標(biao)簽(qian)根(gen)據(ju)收(shou)到(dao)的(de)閱(yue)讀(du)器(qi)的(de)命(ming)令(ling)，將(jiang)內(nei)存(cun)的(de)標(biao)誌(zhi)性(xing)數(shu)據(ju)回(hui)傳(chuan)給(gei)閱(yue)讀(du)器(qi)。這(zhe)種(zhong)通(tong)信(xin)是(shi)在(zai)無(wu)接(jie)觸(chu)方(fang)式(shi)下(xia)
，利(li)用(yong)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang)或(huo)電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)空(kong)間(jian)耦(ou)合(he)及(ji)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)調(tiao)製(zhi)與(yu)解(jie)調(tiao)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)的(de)。

現階段的RFID技術在全球主要有車輛識別
、自動化生產線管理、家畜識別
、身份識別、門禁管理等方麵的應用。

表1　RFID技術的應用

典型應用領域	具體應用
車輛自動識別管理	鐵路車號自動識別是射頻識別技術最普通的應用。
高速公路收費及智能交通係統	高(gao)速(su)公(gong)路(lu)自(zi)動(dong)收(shou)費(fei)充(chong)分(fen)體(ti)現(xian)了(le)非(fei)接(jie)觸(chu)識(shi)別(bie)的(de)優(you)勢(shi)，在(zai)車(che)輛(liang)高(gao)速(su)通(tong)過(guo)收(shou)費(fei)站(zhan)的(de)同(tong)時(shi)完(wan)成(cheng)繳(jiao)費(fei)，解(jie)決(jue)了(le)交(jiao)通(tong)的(de)瓶(ping)頸(jing)問(wen)題(ti)，提(ti)高(gao)了(le)車(che)行(xing)速(su)度(du) ，避(bi)免(mian)擁(yong)堵(du)，提(ti)高(gao)了(le)收(shou)費(fei)結(jie)算(suan)效(xiao)率(lv)。
貨物的跟蹤、管理及監控	射頻識別技術為貨物的跟蹤、管理及監控提供了快捷、準確、自動化的手段。以射頻識別技術為核心的集裝箱自動識別，成為全球範圍最大的貨物跟蹤管理應用。
倉儲、配送等物流環節	射頻識別技術目前在倉儲、配(pei)送(song)等(deng)物(wu)流(liu)環(huan)節(jie)已(yi)有(you)許(xu)多(duo)成(cheng)功(gong)的(de)應(ying)用(yong)。隨(sui)著(zhe)射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)在(zai)開(kai)放(fang)的(de)物(wu)流(liu)環(huan)節(jie)統(tong)一(yi)標(biao)準(zhun)的(de)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)，物(wu)流(liu)業(ye)將(jiang)成(cheng)為(wei)射(she)頻(pin)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)最(zui)大(da)的(de)受(shou)益(yi)行(xing)業(ye)。
生產線產品加工過程自動控製	主要應用在大型工廠的自動化流水作業線上 ，實現自動控製、監視，提高生產效率，節約成本。
動物跟蹤和管理	射頻識別技術可用於動物跟蹤。在大型養殖廠，可通過采用射頻識別技術建立飼養檔案 、預防接種檔案等，達到高效、自動化管理牲畜的目的，同時為食品安全提供了保障。

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、國際RFID技術特點及相關管理規則

盡管RFID在不同頻段有著不同的應用，但近年來被業內人士看好的技術是基於UHF頻段的無線射頻識別技術。從應用的趨勢來看
，現代物流業、商品零售業會廣泛應用RFID技術，為什麼UHF頻段的RFID技術會成為全球熱點?主要有以下幾個需考慮的因素(見表2所示)。
從幾個要素中，我們發現UHF頻段的讀寫距離在4～5米，從經典的無線傳輸模型公式(1)中 (其中P1為標簽的接收功率，Gr為發射功率，L為路徑衰耗，λ為波長)，可以看出：

假設發射機的功率是等同的，利用低頻實現RFID，理論上將獲得很大的接收功率，但標簽的尺寸較大將影響市場的廣泛應用；如果利用微波實現RFID的方案，盡管標簽將變得較小，但路徑衰耗較大，波長較短，接收功率是相當小的，極大地影響了讀寫距離。綜合考慮
，UHF頻段的RFID將具有波長適中
、遠場耦合、標簽較小、空間衰耗小、工作距離相對較遠等優點
，加上IC智能卡技術不斷的成熟，TAG標簽的價格將不斷走低
，更為其廣泛應用奠定了必要的基礎。所以UHF頻段的RFID技術將服務於全世界成為不爭的事實。

基於RFID的(de)技(ji)術(shu)特(te)點(dian)和(he)潛(qian)在(zai)的(de)應(ying)用(yong)空(kong)間(jian)，國(guo)際(ji)相(xiang)關(guan)無(wu)線(xian)電(dian)管(guan)理(li)機(ji)構(gou)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)進(jin)行(xing)頻(pin)率(lv)規(gui)劃(hua)工(gong)作(zuo)，並(bing)製(zhi)定(ding)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)管(guan)理(li)政(zheng)策(ce)，筆(bi)者(zhe)對(dui)此(ci)進(jin)行(xing)了(le)簡(jian)單(dan)的(de)整(zheng)理(li)，具(ju)體(ti)情(qing)況(kuang)如(ru)表(biao)3所示。

表3　世界各國RFID頻率規劃概況

表3　世界各國RFID頻率規劃概況

國家/地區	UHF頻段RFID的頻率應用情況	最大功率限值(ERP)
美國	902—928MHz	4W(EIRP)
歐盟	868—870MHz	500mW
澳大利亞	918—926MHz	1W(EIRP)
文萊	866—869MHz 923—925MHz	500mW 2W
中國 香港地區	865—868MHz 920—925MHz	2W 4W
印度尼西亞	866—869MHz(已被提議) 923—925MHz(已被提議)	500mW 2W
韓國	908.5—914MHz(已被提議)	——
日本	952—954MHz(已被提議)	——
馬來西亞	868.1MHz 919—923MHz	50mW 50mW
新加坡	866—869MHz 923—925MHz	500mW 2W

從表3我們可以清晰地看到，已作規劃的國家和地區
，RFID的頻率使用大致在860～960MHz頻段
，這已經成為國際主流趨勢，同我們上述所作的技術分析的結論是吻合的。
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各國政府除了對RFID的Reader(讀寫器)的發射功率作了相關規定外，對占用帶寬、調製方式
、調頻數目均作了相關的規定。如：

(1)歐盟規定信道間隔為200kHz，在865.6～867.6MHz的2MHz的頻帶內
，讀寫器發射功率小於2W(E.R.P)；在856～856.6MHz的三個信道使用時，讀寫器發射功率須小於100mW；在867.6～868MHz的兩個信道使用時，讀寫器發射功率小於500mW。所以實際上在歐洲使用的RFID設備的信道間隔為200kHz，有10個功率可以達到2W的跳頻信道。

(2)美國FCC機構規定美國FCC將902～928MHz這一頻段劃分為工、科、醫(ISM)頻段，所以對於信道劃分以及帶外輻射的要求相對寬鬆，要求信道間隔不超過500kHz即可
，所允許的發射機最大發射功率小於4W(E.I.R.P)。所以目前美國市場上所使用的設備信道間隔以500kHz為主流，而且由於有相對較寬的26MHz的頻帶使用
，所以跳頻信道個數也在50個以上，讀寫器的發射功率基本上為4W(E.I.R.P)。

(3)調製方式主要以FSK(帶副載波)、ASK
、PSK較簡單的製式為主，未來可能出現較複雜的數字調製方式。

(4)標簽的天線盡管沒有規定
，但趨勢是使用半波偶極子天線
，因為它所能輻射的麵積較大，達到1.64λ2/4π
，增益因子為1.64。

3、RFID發射設備電磁兼容性研究情況

我國的無線電管理機構正積極開展RFID的頻率規劃和指配工作
，並啟動了相關技術研究工作。我國所從事的頻率規劃工作的指導原則應是：

(1)必須確保現有業務的正常運行，在專用頻段、公眾移動通信、集群通信頻段不能安排此項業務；

(2)需要進行RFID業務與現有業務的共存條件研究，需進行大量深入細致的電磁兼容分析和實驗
；在電磁兼容分析和實驗的基礎上製訂出RFID工作頻帶、發射功率
、帶外發射、雜散發射等指標，必要時要製訂配套的相關台站管理規定；

(3)製訂設備的無線技術指標時，要考慮滿足RFID業務在中國的大規模有效使用的頻帶、信道帶寬
、帶外雜散
、發射功率的相關要求。既要考慮保護現有無線電業務，又要考慮RFID設備的技術製造難度和製造成本。

顯xian而er易yi見jian，電dian磁ci兼jian容rong性xing實shi驗yan作zuo為wei頻pin率lv規gui劃hua的de重zhong要yao的de技ji術shu支zhi撐cheng手shou段duan是shi十shi分fen必bi要yao的de，電dian磁ci兼jian容rong工gong作zuo實shi際ji上shang就jiu是shi關guan於yu無wu線xian電dian頻pin譜pu資zi源yuan的de有you效xiao利li用yong和he合he理li分fen配pei的de問wen題ti
，是shi對dui新xin技ji術shu、新製式無線通信進行頻率規劃必需的技術研究工作。

表4是我國在860～960MHz頻段的頻率規劃和指配情況。

表4　我國860～960MHz頻段頻率規劃和指配情況

表4　我國860～960MHz頻段頻率規劃和指配情況

CDMA下行頻段	GSM上行頻段	無中心對講機(業務較少)	點對點立體聲廣播傳輸(業務較少)	航空導航業務	GSM下行頻段
870—880MHz	870—880MHz	915—917MHz	917—925MHz	925—930MHz	930～960MHz

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我們針對UHF頻段的相關已存在的業務進行了RFID設備的兼容性測試(RFID讀寫器樣品帶外雜散發射測試圖樣例見圖2)，由於標簽相對讀寫器來說功率較小
，測試主要考慮讀寫器對公眾蜂窩通信的影響，特別是對易發生鄰頻幹擾的GSM網絡。對無中心對講機係統也進行了相關的實驗室環境幹擾測試。我們所使用的測試環境為EMC10米法半電波暗室、5米法全電波暗室，以及相關的真實環境。實驗室測試配置如圖3所示。 總結：

通過測試
，我們發現讀寫設備同其他鄰近頻段無線電業務在近距離使用的情況下，當Reader開啟時，對鄰近無線電業務有相應的影響

，這主要來自開關機噪聲的幹擾；在工作環境較近的情況下(如1米以內)，由於讀寫器的帶外噪聲對臨近業務會有輕微的鄰道幹擾。上述幹擾，可以通過調整頻率的必要帶寬、發射功率大小和帶外發射特性等措施加以消除。通過相關試驗，筆者談一些個人建議：

(1)RFID設備實際使用時較理想的使用模式應是跳頻模式。

(2)考慮到將來的大容量標簽所需的更高的讀取速率
，需要設備能夠提供足夠的必要帶寬。

(3)大功率的設備較難實現比較好的帶外特性
，小功率的設備比較容易實現較好的帶外特性，考慮到對相鄰頻段業務的保護
，建議RFID設備發射功率能夠滿足應用即可。帶外發射以及雜散發射必須滿足信息產業部無線電管理局的相關文件以及國家有關標準之規定。

(4)為了防止RFID設備的電源端口

、電信端口
、信號端口耦合的傳導騷擾通過電源線
、電信電纜或內部連接電纜向空間輻射電磁波，建議RFID設備的電源端口、電信端口
、信號端口的傳導騷擾滿足GB 9254-1998《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》的相關要求。

(5)考慮到RFID設備可能在較惡劣的環境中試用，有可能由於環境溫度、濕度以及工作電壓的變化而引起設備射頻性能的變化
，建議對RFID設備進行極限條件下的射頻性能測試
，具體要求參照相關的國家標準。