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RFID 标签放置在物品上,以随着时间或整个生命周期识别或跟踪这些物品。RFID 标签可用于跟踪医疗保健、零售和制造等行业中的所有类型的对象,以跟踪资产或库存。本指南涵盖了在决定或购买 RFID 标签之前要考虑的主要方面。每个标签可能与另一个标签有很大差异,因此选择一个设计用于在与您的应用程序类似的环境和应用程序中工作的标签对于获得最佳结果至关重要。
RFID 标签通过电磁波与 RFID 阅读器和天线通信。阅读器/天线组合将电磁无线电波引导至附近的 RFID 标签。RFID 标签的天线利用来自波的能量,形成向标签中心移动的电流,为集成电路 (IC) 提供能量。IC 开启,利用其内存库中的数据调制能量,并通过标签的天线将信号导回。回复阅读器/天线的剩余调制能量称为“反向散射”。
基本的 UHF RFID 标签由天线和 IC 组成。
天线——标签的天线对于特定类型的标签来说是独一无二的,它的工作是接收射频波,为 IC 供电,然后将调制的能量反向散射到 RFID 天线。
集成电路(IC)/芯片——集成电路,也称为芯片,包含四个存储体、处理信息、发送和接收信息以及防冲突协议。每种 IC 类型都是独一无二的,而且只有少数几家制造商。IC 之间的主要差异是各自存储体中的位数。
UHF RFID 硬标签属于此类,因为它们比纸薄标签/嵌体更坚硬且更厚。硬标签由多种材料制成,例如聚碳酸酯、陶瓷、ABS、钢、聚苯乙烯和聚丙烯。
由于更坚固的外部和更大的尺寸,这些标签比标签和嵌体更昂贵。根据特殊功能,硬标签的范围从每个标签不到 1 美元到每个标签超过 15 美元不等。就像标签和嵌体一样,这些标签在大量购买时也会更便宜。
硬标签的大小和重量差异很大。最小的标签大约为 0.2 克,最大、坚固的硬标签可能超过 250 克。硬标签的形状和大小差异很大,从小橡皮擦的大小到车牌的大小不等。
虽然标签定位听起来像是在购买标签后需要考虑的事情,但它在决策阶段和购买后阶段都很重要。
标记定位的关键是首字母缩略词SOAP——它代表了标记定位的四个主要方面——尺寸、方向、角度和位置。以下是关于每个标签的信息,如何使用它们来选择理想的标签,以及何时考虑它们。
· EPC 内存库——包含长度从 96 位到 496 位不等的电子产品代码。一些制造商使用随机的唯一编号,而其他制造商则使用 随机重复编号。
· 用户存储器库——用户存储器库的范围从 32 位到超过 64k 位,并非每个 IC 都包含。如果标签确实拥有用户存储库,它可以用于用户定义的项目数据。这可能是项目类型、上次服务日期或序列号等信息。
· 保留内存库——保留内存库包含访问和锁定密码,用户可以锁定标签内存并需要密码才能查看或编辑。
· TID 内存库– TID 内存库包含标签标识符,这是一个随机的、唯一的编号,由制造商设置且无法更改。为了让阅读器读取此编号而不是 EPC,必须更改阅读器设置以适应。
标签和嵌体是两种类型的 RFID 标签,其特点是纸薄且柔韧。标签与嵌体的主要区别在于嵌体通常是透明的,可以使用或不使用粘合剂制造。标签具有纸质或聚乙烯(塑料)面,以便可以在其上打印图形或文本并清晰阅读
由于形式因素和成本,标签和嵌体通常组合在一起,具有成本效益,并且在大量购买时可以低至每个标签 0.10 美元购买。这些标签以几千卷为单位制造,可以通过RFID 打印机进行打印和编码。
标签和嵌体的重量通常不到一克,长度和宽度从不到 1/2 英寸到超过几英寸不等。
购买时,标签的大小是一个重要的考虑因素。标签大小很重要,不仅因为它需要适合被标记对象的大小,还因为标签大小和读取范围之间的相关性。简而言之,标签越大,读取范围越长(有关更多信息,请参见尺寸和读取范围之间的关系,第 13 页)。
最重要的:预购
标签相对于 RFID 系统天线的垂直或水平或其他方向是实现理想读取率的关键因素。要找到产生最佳读取率的标签方向,请在平面上旋转标签并在不同方向进行测试。值得注意的是,使用圆极化天线有助于缓解由标签方向引起的任何问题。
最重要的:购买前、购买后、测试
标签的角度越陡,读取范围越短。如果可能,请确保标签正面直接面向天线。即使是很小的角度也可能导致标签的读取范围减小。为了缓解这个问题,最好用天线阵列从多个角度覆盖标签。
俯仰、偏航和滚动是需要考虑的三个附加方面,它们属于方向和角度。覆盖这些位置的测试将确保使用所选标签和系统接收到最佳读取范围。
最重要的:购买后,测试
在项目上的多个位置测试可读性,以找到产生最佳读数的“最佳位置”。例如,在纸板箱上,找到面向天线/阅读器的一面,然后在该面上的不同位置进行测试,以找到产生最佳结果的那一面。
最重要的:购买后,测试
取决于确切的标签,附着方法可以从粘合剂等常见形式到收缩包装等独特方式。嵌体和标签在大多数应用中使用永久性粘合剂,而硬标签因标签类型、重量、应用和应用环境而异。以下是 RFID 标签常用的附着方法列表。
要标记的项目的表面将极大地影响标记的选择,如果有多个项目表面类型,则应为每个选择不同的标记。例如,如果一个应用程序正在盘点资产,而一种资产是金属,另一种是塑料,那么这两种物品可能需要使用两个不同的RFID 标签进行标记。
物体的表面材料很重要,因为大多数标签已由制造商调整,以便在某些材料上使用时表现更好。由于标签发送和接收信号的方式,标签的天线对其放置的材料类型非常敏感。将标签附加到不兼容类型的表面材料上可能会导致读取范围降低、读取速率降低或根本无法读取。
当贴上错误类型的 RFID 标签时,最知名的表面材料会削弱读取范围,这是金属。 金属导致 RFID 出现问题的原因有两个——首先,金属会反射 RFID 波,其次,RFID 标签被制造为在低介电表面(塑料、木材、纸板)上运行,而不是像金属这样的高介电表面。有两种简单的方法可以解决这个问题,要么购买具有内置低介电背衬或进行相应调整的金属安装标签,要么购买标签并在两者之间放置低介电材料(如泡沫)标签和金属物体。
几乎所有 UHF RFID 标签都具有使其对某些应用或环境具有吸引力的特殊功能。大多数时候,这些特殊功能将有助于缩小对理想标签的搜索范围。
虽然标签/嵌体只有几个功能选项,但硬标签却有很多,这通常解释了它们较高的成本。以下是可以在标签/嵌体或硬标签上找到的特殊功能,以及有关如何使用它们的信息。
关于 UHF RFID 标签的最大误解之一是所有标签的读取范围大致相同,而不管其尺寸、材料或标签物品如何。事实上,所有这些因素共同决定了标签的一般读取范围,但标签的大小是最有影响力的组成部分。
由于小天线必须适合小标签,因此它们只能在典型大标签距离的一小部分范围内发送和接收数据。一些最小的 UHF 标签只能在几英寸外读取。一般来说,读取范围随着标签尺寸的增加而增加,一些最大的无源标签能够读取超过 35 米(115 英尺)。
读取范围和大小之间的相关性表明,对于每种应用,必须在两者之间进行折衷,才能找到理想的标签。在某些应用程序中,例如工具跟踪,要标记的对象可能非常小,以至于无法协商;因此,该应用程序的标签只有很短的读取距离。当跟踪在表面积方面更适合的物品时 - 可以选择中长距离标签,并在尺寸和读取范围之间提供更好的平衡。