RFID产品分类研究

1、引言

本文是“RFID分类研究总论”和“RFID技术分类研究”两篇研究文章的续篇，侧重于分析研究在“RFID分类研究总论”中提出的“RFID产品分类”子项的内容。本文所采用的研究方法、立场与观点与前两篇文章保持一致。

        从内在逻辑关系上来说，本文的研究内容居于“RFID技术分类研究”之后，三篇文章合并起来形成一个有关RFID分类研究的完整体系。

2、RFID产品的分类

最基本的RFID系统包括电子标签和读写器两部分。因而，RFID产品的分类直接即可分为电子标签产品和读写器产品两大类。从完整性角度考虑，RFID产品的根级划分如图1所示。
图1给出的RFID产品的划分包括：
       （1）电子标签：识别信息的载体；
       （2）读写器：与电子标签无接触传送信息的装置；
       （3）其他相关产品：一方面与RFID系统构成有关，另一方面也与RFID系统的应用有关。例如，有人将读写器的外置天线单列；也有的RFID系统完成电子标签信息的注入采用接触式方式实现，如铁路车号自动识别系统中的电子标签均采用有线连接编程写入标签信息的方式实现，相应的编程写入装置习惯上称为编程器。

图1 RFID产品的（根级）分类

2.1、电子标签产品的分类
        从产品承载技术的角度来看，电子标签产品的分类与RFID技术/电子标签技术的分类密切相关。但是，由于电子标签产品是直接面向于应用的，因而从分类的角度来说，就需要较好地把握RFID技术/电子标签技术与产品的特点，选择适当的分类依据，从而将电子标签产品纳入到一个合适的分类体系中，以便于产品开发和推广应用。

2.1.1、电子标签产品分类的依据
        根据电子标签产品研发及应用的情况，电子标签产品的多样性正在越来越多地得到展现：有不同厂家生产的电子标签产品，同一厂家生产的电子标签产品也可多达数十个、上百个品种；有不同空中接口协议标准的电子标签产品；有不同封装形式的电子标签产品；等等。

       很显然，如果采用单一的分类依据则很难将如此繁杂的电子标签产品物归其类。通过反复比较研究，本文提出了一个针对电子标签产品分类的体系依据，如图2所示。

        根据图2所示的体系依据，可循着由粗到细的分级分类将电子标签产品的多样性给予精确定位。使用图2所示的体系分类依据时应当注意，分类是按分级的原则进行的。

         由图2给出的电子标签产品的分级分类图中依次包括四个分类要素，即：频率、标准、封装与应用。其中：
       （1）位居第一位的是电子标签的工作频率。频率不同，在电子标签中采用的技术也不相同，不同频率技术的移植性相对较差，在一定的意义上来说，频率因素也在底层决定着电子标签产品的技术成本。

图2 电子标签产品的四层分级分类图

（2）位居第二位的是电子标签的空中接口标准。电子标签空中接口标准决定着电子标签与读写器之间的兼容性。满足相同空中接口标准的电子标签，尽管其外观可以千差万别，但在与读写器的关系上是相兼容的。

       （3）位居第三位的是电子标签的封装。电子标签的封装决定着电子标签对应用环境的适应性，并在很大程度上直接决定着电子标签产品的成本。

       （4）位居第四位的是电子标签的应用。电子标签产品的最终目的是满足应用需求，而现实具体的应用需求（包括应用场景）头绪繁多，直接决定着产品的详细规格。

        依据上述四个分类要素并依序而来，即可将纷繁多样的电子标签产品纳入到一个清晰而规范的体系中来。通过上述四项要素，也可以实现将一个电子标签研发或生产企业对电子标签产品型号命名的疏理。需注意的是，在产品型号命名中应为四项要素留够一定裕量的型号命名编码位数（空间）。

2.1.2、无源电子标签产品的分类示例
       下面以RFID技术/电子标签技术分类中开列的无源电子标签为例，对电子标签产品分类的四层分级依据给予必要的说明。

       首先，依RFID技术/电子标签技术分类选定的无源电子标签已界定了电子标签产品的供电方式是从读写器发出的射频场中提取电能。在此基础上，可依四要素顺序疏理分类：

        第一步：依频率分类。工作频率不同的电子标签应划归不同的频率类别下，同频段的电子标签可在频率要数级归入一类；

       第二步：依标准分类。满足相同空中接口标准约定的电子标签产品具有相互兼容性，可归入一类；

       第三步：依封装分类。考虑电子标签的封装要素时，可采用由外及内的顺序或由内及外的顺序进行。一般采用由外及内的顺序进行比较容易理解。

       对于无源、UHF频段的电子标签依其外观封装可将其划分为硬标签和软标签两类。其中，硬标签常包括：盒装、卡装与特装方式；软标签依其内在的封装又可分为：Strap（片芯）、Inlay（标签嵌体）和Label（RFID条码打印标签）。

        第四步：依应用分类。考虑电子标签最终的应用去向。例如，塑质烟厂托盘卡扣式标签、烟、木质烟厂托盘软贴附式标签、集装箱箱号标识电子标签、铁路货车电子标签、铁路机车电子标签、铁路客车电子标签，等等。

        以上关于无源电子标签产品分类疏理所描述的过程如图3所示。通过上述分类示例的说明，显然实现了对电子标签物归其类的分类目标，并且是由粗到细的一个过程。这种分类方式即符合人们认识的习惯，也便于提纲携领地把握电子标签产品的多样性。

图3 电子标签产品分类示例图

         对于RFID技术/电子标签技术分类中开列的半无源电子标签和有源主动式电子标签产品的分类，也可参照图3进行。

2.2、读写器产品的分类
        相对于电子标签产品种类而言，读写器产品的种类已大幅度减小了。一方面是因为相同空中接口协议标准的电子标签可适应于同一台读写器读写，另一方面是因为读写器的应用与电子标签有所不同。电子标签与识别物相绑定，读写器与使用人或信息采集系统相绑定。

        即便如此，随着RFID应用的发展，RFID读写器的多样性也日趋得到展现。如何从理性分析的角度对RFID读写器的多样性进行归纳总结不但具有分类的意义，也具有触发新产品开发的隐含意义。

        2.2.1、读写器产品的分类依据
        首先分析电子标签产品分类依据对于读写器产品的适用性，在此基础上，再结合RFID读写器的定位与应用特点不难确定出对读写器产品合适的分类依据。参考图2所示的电子标签产品分类依据：频率、标准、封装、应用。

       （1）频率不同，相应的RFID技术也存在着较大差异，尽管从理论上可以将不同频率的RFID读写器集成制作在一起，但存在着显著技术差异的集成所带来的集成RFID读写器性能的损失与成本的增加是制约该条思路的最主要的障碍。因而，在RFID读写器产品的分类中，仍然可以将频率因素算为一个独立要素。

       （2）标准不同，空中接口协议标准的差异对读写器设计来说，一般称不上显著性差异。目前的RFID读写器产品中已存在大量兼容多协议的读写器产品。因而，在RFID读写器产品的分类中，标准要素的分量将降低为一个非独立要素。

       （3）封装不同，体现着对读写器的技术要求不同。通常电子标签可以做得比较小，读写器做的比较大。随着RFID技术的发展，读写器的小型化、模块化、微型化、单片化是非常重要的发展方向。由此带来的矛盾问题是读写器发射的功率与电源。短时高功率发射以及支持这种模式的电源供应（电源模块或电池）将是RFID读写器技术发展过程中日显突出的重要问题。因而，在RFID读写器产品的分类中，封装要素仍将是一个独立要素。

       （4）应用不同，将更多地体现在各种不同的应用需求方面。比如，将RFID读写器与条型码读写器集成为一体。

        综上所述，结合RFID读写器自身的功能定位，可以提取出有关RFID读写器产品的分类依据及相互关系如图4所示。