探秘RFID读写器:开启万物互联新时代-多样性
五、丰富多样的类型
(一)按工作频率划分
低频(LF,30kHz - 300kHz):低频 RFID 读写器的工作频率范围通常在 125kHz - 134kHz 之间 ,其数据传输速度相对较慢,每秒仅能传输几 Kbps 的数据 。不过,它的信号具有较强的穿透能力,能够轻松穿透如塑料、纸张、木材等常见材料,并且受环境干扰的影响较小 。此外,低频标签的成本相对较低,使用寿命长,一般可达 10 年左右 。在实际应用中,低频 RFID 读写器常用于动物识别领域,例如为宠物、牲畜佩戴低频 RFID 标签,工作人员使用读写器就能快速识别动物的身份、品种、健康状况等信息,实现对动物的有效管理和追踪 ;在门禁系统中,低频 RFID 读写器也发挥着重要作用,员工只需携带低频 RFID 门禁卡靠近读写器,即可实现身份识别,快速通过门禁,提高通行效率和安全性 。
高频(HF,3MHz - 30MHz):高频 RFID 读写器的工作频率为 13.56MHz ,其数据传输速度明显快于低频读写器,可达几十 Kbps 。高频信号的读取距离一般在几厘米到 1 米之间 ,并且能够同时识别多个标签,具备良好的防冲撞特性 。在图书管理系统中,高频 RFID 读写器被广泛应用 。每本图书上粘贴高频 RFID 标签,当读者借阅或归还图书时,读写器能够快速准确地识别图书信息,完成借阅登记和归还操作,大大提高了图书馆的管理效率 ;在电子支付领域,如公交卡、信用卡等非接触式支付卡,也采用了高频 RFID 技术,用户只需将卡片靠近读写器,即可快速完成支付交易,方便快捷 。
超高频(UHF,300MHz - 3GHz):超高频 RFID 读写器的工作频率范围一般在 860MHz - 960MHz 之间 ,具有出色的性能表现 。它的数据传输速度非常快,通常可达几百 Kbps 以上 ,读取距离较远,无源标签的读取距离可达数米到十几米 ,并且能够同时读取大量的标签 。在物流与供应链管理中,超高频 RFID 读写器发挥着关键作用 。货物上粘贴超高频 RFID 标签,在仓库出入库、运输等环节,读写器能够快速扫描并识别货物信息,实现库存的实时监控和管理,提高物流效率 ;在智能零售领域,超高频 RFID 读写器可用于商品防盗、自动结账等功能 。例如,在无人便利店中,顾客选购商品后无需排队结账,只需通过安装有超高频 RFID 读写器的通道,即可自动完成商品识别和结账操作,提升了购物体验 。
(二)按读写器形式划分
手持式:手持式 RFID 读写器,也被称为 RFID 手持终端或 RFID 手持机 ,其特点就是便携性 。它体积小巧、重量轻便,操作人员可以方便地携带至工作场所的各个角落进行使用 。在仓库盘点场景中,工作人员手持读写器,能够灵活地穿梭于货架之间,对货物上的 RFID 标签进行扫描,实时记录货物的库存数量、位置等信息 。即使是在货架深处或临时堆放货物的区域,也能轻松完成数据采集工作 。此外,手持式读写器还具备一定的移动灵活性,支持多角度读取标签信息,对标签的朝向没有严格要求,有效避免了因标签位置偏差导致的漏读问题 。在资产巡检工作中,工作人员可以使用手持式读写器对分布在不同区域的设备资产进行快速识别和数据采集,记录设备的运行状态、维护记录等信息,提高资产管理的效率和准确性 。
固定式:固定式 RFID 读写器通常安装在固定的位置,如仓库出入口、生产线旁、传送带上等 。它在读取距离和读取范围上具有明显的优势,超高频固定式读写器的读取距离可达 12 米 。在物流分拣中心,固定式读写器安装在货物分拣通道的两侧,当带有 RFID 标签的货物通过通道时,读写器能够快速准确地识别货物信息,并将其传输给分拣系统,实现货物的自动分拣和分类 。在生产线自动化管理中,固定式读写器可以实时监测生产线上产品的信息,对产品的质量、数量、生产进度等进行监控和管理,确保生产线的高效运行 。此外,固定式读写器的稳定性高,能够长时间连续工作,适合在标准化流水线作业场景中使用 。
(三)按通讯方式划分
RS232:RS232 是一种常见的串行物理接口标准,它主要用于数据的传输通路 。RS232 接口的信号电平值较高,逻辑 “1” 为 -3V ~ -15V,逻辑 “0” 为 +3V ~ +15V ,这使得它在一定程度上容易损坏接口电路的芯片 。其传输速率相对较低,在异步传输时,波特率一般为 20Kbps ,传输距离也较短,标准值为 50 英尺(约 15 米) 。不过,RS232 接口简单、易于实现,适用于一些对数据传输速率和距离要求不高的场景 。在一些简单的门禁系统中,RS232 接口的 RFID 读写器可以将读取到的人员身份信息传输给门禁控制器,实现门禁的控制 。
TCP/IP:TCP/IP 是 Internet 基本的协议,也是 RFID 读写器常用的通讯方式之一 。它采用 4 层的层级结构,其中 TCP 负责发现传输的问题,一旦出现问题就会发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地 ;IP 则为联网设备规定地址 。TCP/IP 通讯方式的传输距离理论上不受限制,只要设备连接到互联网,就可以实现数据的传输 。它的联网设备数量也理论上不限,并且通讯速度较快,可根据具体网速来定,甚至可以实现千兆传输 。在大型物流仓储管理系统中,通过 TCP/IP 接口,分布在不同地理位置的 RFID 读写器可以将读取到的货物信息实时传输到中央服务器,实现对整个物流网络的实时监控和管理 。
RS485:RS485 是在 RS232 的基础上发展而来,主要是为了解决 RS232 通讯距离短和不能多台设备联网的问题 。它采用平衡发送和差分接收的方式,具有抑制共模干扰的能力,总线收发器的灵敏度高,能检测低至 200mV 的电压,使得传输信号在千米以外仍能得到恢复 。RS485 采用半双工工作方式,同一时刻只能有一个设备处于发送状态 ,其通信距离约为 1219 米,数据传输速率为 10Mbps ,传输速率与传输距离成反比 。在工业自动化领域,RS485 接口的 RFID 读写器常用于连接多个设备,如在工厂生产线中,多个 RFID 读写器通过 RS485 总线连接到上位机,实现对生产线上产品信息的集中采集和管理 。
韦根(Wiegand):韦根协议是由摩托罗拉公司制定的一种通讯协议,具有国际统一标准 ,主要适用于涉及门禁控制系统的读卡器和标签 。它的标准格式有 26 - bit、34 - bit、37 - bit 等 ,其中 26 - bit 格式是常用的开放式格式 ,几乎所有的门禁控制系统都接受这种格式 。韦根通讯方式实现简单,成本低,基本上任意单片机都可以实现 ,并且协议全开放,对接容易 。然而,它也存在一些缺点,如只能单向传输,只能由读头传给控制器,控制器无法给读头发信息 ;通讯距离较短,一般只能达到 100 米 ;传输报文无法加密,安全性较差,容易被仿冒和破解 。在一些对安全性要求不是特别高的小型门禁系统中,韦根接口的 RFID 读写器仍有一定的应用 。
WIFI:WIFI 是一种无线通讯技术,它使得 RFID 读写器能够通过无线网络与其他设备进行数据传输 。使用 WIFI 接口的 RFID 读写器具有较强的移动性和灵活性,无需布线即可实现数据的传输 。在零售盘点场景中,工作人员可以使用带有 WIFI 功能的手持式 RFID 读写器,在商场内自由移动,实时将盘点数据传输到后台管理系统 。此外,WIFI 的传输速度较快,能够满足大数据量的快速传输需求 。不过,WIFI 信号容易受到干扰,传输距离也相对有限,一般在室内环境下的有效传输距离为几十米 。在一些信号干扰较大的场所,可能需要增加无线接入点来保证信号的稳定性和覆盖范围 。
(四)按工作模式划分
主从模式:在主从工作模式下,RFID 读写器就像是一个 “听话的助手”,在 PC 机或其它控制器的控制下工作 。读写器与控制机之间可通过 RS232、RS485 或以太网接口中的一种进行通信 。例如在自动化生产线上,PC 机作为主机,负责发送各种指令给 RFID 读写器 。当产品通过生产线的特定位置时,PC 机控制 RFID 读写器读取产品上的标签信息,并将这些信息传输回 PC 机进行处理 。PC 机根据读取到的信息,如产品的型号、批次等,对生产过程进行相应的控制和调整,确保生产的顺利进行 。这种模式下,读写器的操作相对简单,主要执行主机下达的指令,适用于需要集中控制和管理的场景 。
定时模式:定时模式下的 RFID 读写器就像一个 “守时的工人”,它以一定的周期(可配置)自动读取标签信息 。读取到的数据会通过指定的通信口输出 。在仓库库存管理中,为了实时掌握库存情况,可设置 RFID 读写器每隔一定时间(如 1 小时)自动对仓库内的货物标签进行扫描 。读写器将读取到的货物数量、位置等信息通过以太网接口传输给仓库管理系统(WMS) 。WMS 根据这些数据更新库存台账,实现对库存的实时监控和管理 。这种模式适用于需要定期采集数据的场景,能够减少人工干预,提高数据采集的效率和准确性 。
触发模式:触发模式下的 RFID 读写器如同一个 “待命的士兵”,当触发输入端口上输入低电平时,它就开始周期性的读取标签信息 ,在一段时间后自动关闭 。在物流货物出入库场景中,通常在仓库出入口安装触发传感器,当货物运输车辆通过出入口时,触发传感器会产生一个低电平信号,触发 RFID 读写器开始工作 。读写器快速读取车辆上货物标签的信息,记录货物的出入库时间、数量、批次等信息 。在完成一次数据采集后,读写器在设定的时间后自动停止工作,等待下一次触发 。这种模式适用于需要在特定事件发生时进行数据采集的场景,能够精准地获取关键数据 。