什么是RFID標簽？

RFID標簽被貼在物品上，用于識別或跟蹤這些物品在時間或生命周期中的追蹤。RFID標簽可用于追蹤醫療、零售和制造等行業的各種物品，以跟蹤資產或庫存。本指南涵蓋了在決定或購買RFID標簽前需要考慮的主要方面。每個標簽之間可能有很大差異，因此選擇一個設計得適合與你應用相似環境和應用的標簽，才能獲得最佳效果。

一、RFID標簽是如何工作的？

RFID標簽通過電磁波與RFID讀卡器和天線通信。讀卡器/天線組合將電磁無線電波引導到附近的RFID標簽。波的能量通過RFID標簽的天線收集，形成電流向標簽中心流動，為集成電路（IC）提供通電。集成電路開機，利用存儲庫中的數據調制能量，并將信號通過標簽的天線重新發射。剩余的調制能量會響應讀卡器/天線，稱為“背散射”。

關于UHF RFID標簽的快速事實：

• 大多數沒有電池，完全依靠電磁波供電。
• 配備電池的設備（電池輔助被動RFID標簽和主動RFID標簽）可以實現更長的讀取距離。
• 它們不像條形碼那樣需要視距。
• 標記與RFID讀卡器耦合或與其通信的方式稱為“背散射”。
• 每個標簽上有一個稱為“防碰撞”的算法，定義了當讀取區域中有多個標簽時應按順序回復。
• 讀取范圍根據標簽的不同，從英寸到超過120英尺不等。
• 集成電路（IC）有四個內存組——EPC、TID、用戶、保留。
• 每種標簽都有獨特形狀的天線，以確保最佳電抗。

二、UHF RFID標簽里裝了什么？

基本的UHF RFID標簽由天線和集成電路組成。

天線——標簽的天線是該類型標簽獨有的，其職責是接收射頻波，給集成電路通電，然后將調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，包含四個存儲組、信息處理、發送和接收信息以及防碰撞協議。每種IC類型都是獨一無二的，廠商也很少。IC之間的主要區別在于各自存儲庫中的位數。

四個內存庫如下：

• EPC存儲庫——包含電子產品代碼，長度可從96位到496位不等。有些廠商使用隨機且唯一的數字，而另一些則使用隨機重復的數字。
• 用戶存儲庫——用戶存儲庫范圍從32位到超過64k位不等，并非所有IC都包含。如果標簽確實擁有用戶記憶庫，它可以用于獲取關于該物品的用戶定義數據。這些信息可以包括物品類型、最后服務日期或序列號等。
• 保留內存庫——保留內存庫包含訪問和鎖定密碼，允許用戶鎖定標簽內存，并需要密碼查看或編輯。
• TID存儲庫——TID存儲庫包含標簽標識符，這是制造商設置的隨機唯一編號，無法更改。為了讓讀卡器讀取該編號而非EPC，必須調整讀卡器設置以適應該參數。

由于標簽的EPC編號可能不是唯一的，購買前務必確認。規范可能表示“唯一、隨機的EPC編號”或“不保證唯一”（或類似說法）。如果您購買的標簽沒有唯一隨機的EPC編號，可能需要重新編碼一個新的、具體的編號。RFID讀卡器無法區分兩個具有相同EPC值的標簽。

每個標簽的EPC編號通過讀取來識別標簽及其被標記的物品。如果不使用軟件，標簽會直接讀取EPC編號;但通過集成軟件，可以將該數字與數據庫中的名稱、序列號甚至圖片關聯起來。

三、標簽形制

1.標簽/鑲嵌

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

標簽和鑲嵌通常因形制和成本而歸為一組，價格低至每張0.10美元，批量購買時價格低至0.10美元。這些標簽以數千卷為一卷制造，可以通過RFID打印機打印和編碼。

標簽和鑲嵌通常重量不到一克，長度和寬度從大約不到1/2英寸到超過幾英寸不等。

2.硬標簽

UHF RFID硬標簽之所以被歸類為此類，是因為它們比紙質薄的標簽/鑲嵌更堅固且更厚。硬標簽由多種材料制成，如聚碳酸酯、陶瓷、ABS、鋼、聚苯乙烯和聚丙烯。

由于外層更堅硬且尺寸較大，這些標簽比標簽和鑲嵌更昂貴。根據特殊功能，硬標簽的價格從每個標簽不到1美元到超過15美元不等。就像標簽和鑲嵌一樣，這些標簽如果數量較多，價格也可能更便宜。

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

四、標簽定位 – SOAP

雖然標簽定位聽起來像是購買后需要考慮的因素，但它在決策階段以及購買后階段都非常重要。

標簽定位的關鍵是縮寫SOAP——代表標簽定位的四個主要方面——Size、Orientation、Angle和Placement。以下是每種標簽的信息，如何利用它們選擇理想標簽，以及何時考慮它們。

1.規模

標簽的大小是購買時一個重要的考慮因素。標簽大小不僅重要，因為它需要符合被標記對象的大小，還因為標簽大小與讀取范圍之間的相關性。簡而言之，標簽越大，讀取范圍越長。

最重要的是：預購

2.方向

標簽的朝向，無論是垂直還是水平，相對于RFID系統天線，是實現理想讀取率的關鍵因素。為了找到產生最佳讀取率的標簽方向，可以在平面上旋轉標簽，并在不同方向下進行測試。值得注意的是，使用圓極化天線有助于緩解標簽方向帶來的問題。

最重要的是：預購、售后、測試

3.角度

標簽角度越陡，讀取范圍越短。盡量確保標簽正面朝向天線。即使是很小的角度也可能導致標簽的讀取范圍減少。為了緩解這個問題，最好使用多組天線從多個角度覆蓋標簽。

俯仰、偏航和滾轉是另外三個需要考慮的方面，這些方面既屬于方向，也屬于角度。通過測試覆蓋這些位置，將確保所選標簽和系統能獲得最佳的讀取范圍。

最重要的是：購后測試

4.安置

測試項目多個位置的可讀性，找到產生最佳閱讀的“最佳點”。比如紙箱，找一面要面對天線/讀卡器，然后在該面的不同位置測試，找出效果最好的那一面。

最重要的是：購后測試

五、標簽附加方法

根據具體標簽的不同，固定方式可以從常見的膠水形式到獨特的收縮膜。嵌板和標簽在大多數應用中使用永久性膠粘劑，而硬標簽則根據標簽類型、重量、應用和應用環境而異。以下是常見的RFID標簽安裝方法列表。

選擇哪種附掛方式取決于標簽、物品和應用類型。在所有應用中，選擇附著方式可能和選擇標簽一樣重要。如果附加方法失敗，標簽會從物品上脫落，使其無法追蹤，應用程序也不再準確。

以下是在選擇適合你申請的貼附方式前需要考慮的一些具體方面。

表面積——就像為車窗或保險杠貼紙準備一樣，物品的表面積也應為貼標簽做準備。根據方法，確保表面光滑、無灰塵和水且干凈。（標記曲面詳見《應用表面材料》第09頁。）

暴露——如果標簽長時間暴露在紫外線、濕氣、振動、壓力或化學物質下，其固定方式也會暴露。某些環境條件如上述情況需要經過驗證的特殊連接方法。

溫度——如上所述，確保所選的連接方式在與標記環境類似的條件下經過測試。極端溫度對用于附著的化合物或物體的影響與標簽不同，比如熔化和/或變脆斷裂。

應用生命周期——選擇標簽和附件方式，以延長物品需要標記的時間。某些附著方法會隨著時間緩慢分解，具體取決于化學成分。評估所選的固定方式，確保標簽能在物品上停留足夠長時間。

六、應用表面材料

被標記物品的表面會極大影響標簽選擇，如果存在多種物品表面類型，應為每個類型選擇不同的標簽。例如，如果一個應用正在盤點資產，其中一個資產是金屬，另一個是塑料，那么這兩個物品很可能需要用兩個不同的RFID標簽來標記。

物體表面材料很重要，因為大多數標簽都經過制造商調校，使其在某些材料上表現更好。標簽的天線對所放置的材料類型非常敏感，因為它發送和接收信號的方式不同。將標簽附加在不兼容的表面材料上可能導致讀取范圍變小、讀取率降低，甚至根本無法讀取。

當貼上錯誤類型的RFID標簽時，最著名的表面材料是金屬，導致讀取范圍受限。?金屬在RFID中出現問題有兩個原因——首先，金屬會反射RFID波;其次，RFID標簽是為低介電表面（塑料、木頭、紙板）而設計，而非像金屬那樣的高介電表面。解決這個問題有兩種簡單方法：購買帶有內置低介電背襯或相應調校的金屬貼片標簽，或者購買標簽并在標簽和金屬物體之間放置低介電材料如泡沫。

七、標簽特別功能

幾乎所有UHF RFID標簽都具有特殊特性，使其在某些應用或環境中具有吸引力。大多數情況下，這些特殊功能會幫助縮小對理想標簽的搜索范圍。

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

• 抗極端溫度——具備此功能的標簽可用于冷凍或低溫環境（低至-50°C）或高溫環境（最高至250°C）的物品標記。
  • 可用性：硬標簽
• 金屬安裝——存在少數可金屬安裝的標簽/鑲嵌，但大多數金屬安裝的RFID標簽是硬標簽。這些標簽經過調校，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簽分開，否則必須在貼標簽時使用。值得注意的是，專為金屬應用設計的標簽通常比制造后加裝墊片的標簽獲得更好的閱讀范圍。
  • 供應情況：硬標簽、全表面標簽標簽
• 可打印性——能夠直接印在標簽正面是鑲嵌/標簽的獨特功能，這使標簽能夠直觀識別，或支持營銷/品牌推廣。大多數RFID鑲嵌/標簽都可以通過RFID打印機打印，這對大規模作非常方便。值得注意的是，雖然無法直接打印在硬RFID標簽上，但大多數仍支持手動貼標簽或貼紙。
  • 可獲得性：標簽/鑲嵌
• 嵌入性——嵌入物品的能力在某些堅固應用中非常有用，因為標簽可能會被撞落或妨礙使用。大多數嵌入式應用都涉及木材或金屬。將標簽嵌入金屬的關鍵是確保標簽的三面被金屬覆蓋，同時一面保持開放以便讀卡器與標簽通信。可以用環氧樹脂覆蓋開口側，密封標簽。
  • 可用性：硬標簽

• 抗沖擊——一些堅固的施工環境，如建筑場地，需要能夠承受其他物體沖擊的標簽。非抗沖擊的硬標簽在外殼破裂、標簽停止工作前，難以承受太大沖擊。
  • 可用性：硬標簽
• 抗震——車輛、火車及某些類型機械的振動不僅對RFID讀卡器構成問題，標簽也同樣存在。強烈、持續的振動需要通過使用能夠承受這種重復性高強度運動的標簽來緩解。
  • 可用性：硬標簽
• 可定制——大多數標簽/鑲嵌可以通過圖形、文字或顏色定制，但其他標簽可根據被標記的物品定制特定形狀和形態、材質類型，或賦予專用膠水。有些硬標簽還可以貼上特殊膠水，標簽需手工貼上，或有特定顏色生產。通常有最低訂購數量，但真正可定制的標簽可以根據應用需求設計和形狀。
  • 供應情況：標簽/鑲嵌，硬標簽
• 高壓滅菌器——高壓滅菌器是一種常用于醫療領域用于器械使用后滅菌的機械設備。普通RFID標簽無法承受滅菌過程的高溫，因此需要選擇可自滅菌的標簽以適應這些應用。
  • 可用性：硬標簽
• 抗紫外線——在標記物品長時間暴露于紫外線（或紫外線）波段的應用中，如果標簽正面印有信息，所選標簽需要具備抗紫外線的特性。這包括那些長時間無法通過窗戶或門照射的印刷標簽。
  • 可用性：硬標簽，標簽標簽
• ATEX認證——ATEX認證意味著RFID標簽獲準在爆炸性環境中使用。這些標簽用于礦井或工作場所等釋放易燃氣體或蒸汽的環境。
  • 可用性：硬標簽
• 化學抗性——化學抗性是指在空氣和水基化學品存在時使用，以防止標簽因暴露而分解或腐蝕。
  • 可用性：硬標簽
• 入侵防護——對于灰塵/污垢或水域的應用，選擇標簽前必須確認入侵防護等級（或IP等級）。IP等級的第一位數字是0到6，表示對灰塵等固體的保護。IP等級的第二位數字是0到9，代表對液體（如水）的防護等級。標簽的最高IP等級為67、68或69，具體取決于與液體的直接或間接接觸。
  • 可用性：硬標簽
• 高內存——使用更高用戶或EPC內存的標簽可用于存儲更多標簽數據，如服務日期和完整的項目識別。雖然高內存對某些應用有利，但大多數RFID系統通過軟件將標簽ID關聯到包含相同信息的數據庫中。這釋放了標簽上的內存，使標簽的讀取速度更快。
  • 供應情況：硬標簽、鑲嵌/標簽

八、標簽讀取范圍與大小之間的關系

關于UHF RFID標簽最大的誤解之一是，所有標簽無論大小、材料或標記物品，都能獲得大致相同的讀取范圍。實際上，所有這些因素共同決定了標簽的一般讀距，但標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小標簽，它們只能在典型大型標簽的一小部分距離發送和接收數據。一些最小的UHF標簽只能在幾英寸外讀取。一般來說，標簽尺寸增大時讀取距離也會增加，一些最大的被動標簽甚至能讀取超過35米（115英尺）。

讀取范圍與大小之間的相關性表明，對于每個應用，必須在兩者之間找到折中，以找到理想的標簽。在某些應用中，如工具跟蹤，需要標記的對象可能非常小，尺寸不可協商;因此，該應用的標簽讀取距離很短。在追蹤表面積更寬松的物品時，可以選擇中長距離標簽，從而在尺寸和讀取范圍之間提供更好的平衡。

如果您對RFID是否適合您的應用，或對RFID標簽有任何額外疑問，歡迎隨時聯系我們。