RFID電子標籤如何能在金屬環境下工作

2020-12-08 RFID世界網

　　有企業最近對500家已經採用RFID射頻識別技術系統的公司所作的調查，超過半數的公司正在使用這項技術進行固定資產管理。高價值資產定位被認為是一個理想的RFID自動識別技術切入點。金屬資產似乎對RFID電子標籤不太友善。但只要你在部屬時加入一些科學的方法，同樣可以利用RFID自動識別技術對這些金屬資產進行管理……

　　金屬貨箱真是一種好東西——可重複利用、可回收、牢固、安全、保護能力強、耐用、環保——簡直是完美貨箱!但是估計你也知道在跟蹤和管理方面，它們可是個大麻煩，而且你可能也沒指望你能夠使用或跟蹤它們，以滿足那些要求(環境、HAZMAT、Sarbanes-Oxley法規等)。但是藉助新生的RFID射頻識別技術和移動資產管理解決翻案，你的確可以對金屬貨箱進行跟蹤和高效管理。而這並不複雜。

液體對RFID標籤性能的影響

　　的確，無線電波在超高頻段時會被金屬反射，遇水吸收。舉個例子，我們人體就是RFID射頻信號的極佳屏障，因為我們的身體裡有大量的鹽水。而來自金屬的幹擾也攪亂了RFID射頻信號，成為RFID射頻識別供應鏈管理面臨的一大挑戰，尤其是金屬和液體成分較多的操作環境。

　　RFID射頻讀寫器天線具有吸收RF能源的功能，而金屬會在RFID電子標籤讀寫器周圍引起渦流，從而降低了RFID電磁場的整體效能。這些渦流還會引起垂直於該金屬表面的自己的磁場，而這些垂直磁場則會使讀寫器區域實效。

金屬對RFID標籤的影響

　　金屬還會引起額外的寄生電容(即由金屬引起的電磁「摩擦」造成的能源損耗)，造成RFID讀寫器和電子標籤天線的失諧，破壞系統的性能。最終，在某些頻段，被金屬反射回來的能量就會在電子標籤和RFID讀寫器之間形成幹擾。因此，在金屬物質較多的環境下應用RFID射頻識別技術，會使得實際的RFID讀寫率、讀寫距離和可靠性大大降低，遠低於在實驗室環境下進行試用得出的結果。但，同樣不可否認的是，合理的系統設計和操作將克服絕大多數的幹擾。而且一個成功的實例已經讓眾多企業相信這種解決方案值得被期待。

　　跟蹤並管理昂貴且可重複使用的移動資產以及它們的內容物是供應鏈管理中已經成功完成金屬環境應用的一個領域。這些移動資產在很多不同的供應鏈中均被用來運載原料、在制品和成品。比如啤酒桶、散裝食品和化學藥品不鏽鋼容器等。它們甚至擁有一些特性，使得RFID成為跟蹤的理性技術。

　　首先，這些資產一般都比較昂貴——價格通常都在50美元到2000美元之間。

　　其次，這些資產的裝載物一般都比較昂貴或有嚴格的時間性。

　　第三，利用RFID網絡收集到的信息可以更好的隊物流渠道進行規劃和執行。

RFID抗金屬標籤用於工業產線

　　投資回報

　　這類資產及其內容物的高價值結合數據的可執行性讓RFID的投資回報更為輕鬆快捷。RFID能夠降低損失、維護、物流開支和優化資產及客戶服務是公認的優勢。同時，RFID供應鏈採集的信息還能夠降低所售商品的成本，並快速定位市場趨勢。企業甚至能夠通過優化貨箱的管理、運送以及所涉及技術來達到貨箱實際成本的降低。這不是試點實驗，而是實際運作中的大容量、高速率的供應鏈。

　　根據某集團最近對200家已經採用RFID自動識別系統的公司所作的調查，超過半數的公司正在使用這項技術進行資產跟蹤。像上海浩斌信息實施的東阿阿膠的資產管理項目，高價值資產跟蹤被認為是一個理想的RFID射頻識別技術的切入點。因為它能提供採取「即拍即發」應用所實現不了的投資回報。「即拍即發」應用中的標籤都是外部應用，僅僅只是為了順應零售商的要求。然而，即使是「即拍即發」的應用企業通過選擇合適的合作夥伴，也都建立了一個成功的跟蹤系統，回收RFID帶來的價值。

RFID抗金屬資產標籤

　　移動資產跟蹤

　　移動資產管理解決方案提供商將資產收購和管理服務與RFID等技術結合起來，從而找出並消除了供應鏈中的潛藏成本，包括資產和成品庫存、運輸費用，以及產品廢物。這些高技術含量的管理服務一般都是以「按使用計費」的方式外包出去，轉移了這項非核心業務的責任，同時提高了客服水平，降低操作開支，並能提高資產及其內容物的管理效率。

　　移動資產管理解決方案提供商同時還將提供合理的RFID解決方案設計，以及能用於高金屬含量的可靠、低成本的RFID解決方案。隨後，解決方案提供商還將進一步制定出先進的業務規則，優化工作流程和操作，從而實現RFID的價值。

　　七條基本守則

　　當然，企業不一定非得將移動資產管理業務外包出去。如果選擇自己管理，為了保證對金屬貨箱進行有效跟蹤，企業應當遵從以下的守則：

　　1. 準確定位企業想通過RFID達到的收益。關注將會用到所收集數據的應用和需要調整的業務流程。

　　2. 選擇一家有在高金屬含量環境實際工作經驗的合作夥伴。要解決金屬環境下標籤和讀寫器的調諧這樣複雜的問題，沒有什麼比經驗更有說服力。

　　3. 選定頻率：頻率越低，因渦流和寄生電容造成的能量損失也越少。

　　4. 設計合適的包含鐵氧體磁心收發線圈的標籤天線。鐵氧體磁心的高滲透性使小型標籤即使在金屬表面附近磁場被削弱的情況下也能獲取能量。標籤尺寸減小也可以降低寄生電容引起的能量損耗。

　　5. 合理設計標籤，對金屬引起的失諧進行利用。例如，將標籤的設計定為使其具有123kHz空中諧振頻率，那麼當標籤貼附在金屬貨箱上時，其工作頻率即可達到125kHz。

　　6. 設計標籤天線時須確保其磁軸與金屬平行，以保證與平行於金屬表面的磁場的最大耦合。

　　7. 選擇合適的讀寫器天線，讓其介於sharp tune(在不存在失諧的情況下達到最大效能)和flat tune(受失諧影響較小)之間。

　　結論

　　不要把金屬貨箱看成企業的負擔。不管是自行解決，還是藉助RFID自動識別移動資產管理解決方案提供商的幫助，你都大可不必因為金屬幹擾問題而放棄RFID射頻識別跟蹤技術。合適的系統設計和操作才是唯一真正需要解決的問題。不過有了移動資產管理解決方案，一切就變得容易的多。

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相關焦點

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    又快又準的結帳rfid最受消費者熱烈歡迎的事例之一便是可用比之前快得多的速率付款，用了rfid之後，店員乃至不用把商品從消費者的加入購物車中取下，就可以在系統軟體的協助下開展結帳。可以繞過手動式掃描儀的全過程，會讓等待的時間出現全局性的更改，尤其是在尖峰時段，實際效果更加明顯。
  • 詳解RFID電子標籤的分類(按頻率高低劃分)
    電子標籤的工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離，還決定著電子標籤及讀寫器實現的難易程度和設備的成本。系統在這些頻段上也有眾多的國際標準予以支持，基本特點是：rfid電子標籤及讀寫器成本較高、標籤內保存的數據量較大、閱讀距離較遠（可達幾米至十幾米），適應物體高速運動性能好，外形一般為卡狀，閱讀天線及電子標籤天線均有較強的方向性。
  • 在檔案文件管理中,RFID設備如何正確選型?
    RFID數據採集系統，包括讀寫器、讀寫天線和電子標籤，在檔案文件管理中，通過電子標籤與檔案盒或文件袋進行綁定，通過天線和讀寫器將信號傳遞到系統當中，形成自動化的數據採集工作。那麼以RFID檔案文件管理為案例，分析下RFID設備如何正確選型。
  • UHF抗金屬電子標籤種類
    金屬表面為什麼要選用抗金屬電子標籤?　　隨著物聯網技術的快速發展，RFID電子標籤越來越廣泛的應用，對於RFID系統性能的要求也越來越高。　　但是，在很多應用中，RFID標籤需要貼附於金屬物體表面，具有類偶極子天線的普通無源超高頻RFID標籤應用於金屬表面時，性能會急劇下降，甚至不能被有效讀取。
  • 超高頻抗金屬電子標籤種類與發展趨勢
    天線所工作的場中有閱讀器發射來的入射波和被金屬板反射回來的反射波，而入射波與反射波存在著一定的相位差，導致兩者之間在一定程度上相互抵消使得場強減弱，這樣，工作在此環境下的標籤天線便無法感應出足夠的電流來為標籤晶片提供能量，使得標籤晶片無法被激活導致無法工作：而天線參數變化是由於天線工作在金屬表面的時候，將金屬板看做天線自身的一部分，這樣即使天線的物理尺寸沒有發生變化，其阻抗值，S參數等等還是發生了改變
  • RFID系統中電子標籤天線分類及設計
    此外，標籤天線設計時還必須考慮電子標籤所應用的場合，如應用在金屬物體表面的標籤天線和應用在普通物體表面的標籤天線在天線的結構和選材上存有很大的差別。適合於多種晶片、低成本、多用途的標籤天線是射頻識別在我國得到廣泛普及的關鍵技術之一。
  • UHF RFID電子標籤常見的形態及應用
    RFID標籤、高頻RFID標籤和超高頻RFID電子標籤幾大類，但這些標籤消耗量巨大的場景幾乎都是使用超高頻RFID標籤，這主要源自以下優勢： （1）超高頻RFID電子標籤的讀取距離更遠; （2）超高頻RFID電子標籤安全性、保密性強; （3）超高頻RFID電子標籤可以識別高速運動的物體; （4）超高頻RFID電子標籤能同時實現多對象的同步識別;
  • RFID基本常識:如何讀寫電子標籤
    常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡、電子標籤。射頻識別技術利用射頻信號進行數據傳輸幾乎能夠實現所有物體的無線識別，此項技術也是奠定物聯網發展壯大的基礎。通過RFID技術能讓你識別和追蹤每個單獨的物體或多個物體在同一時間，即使在視線範圍內並沒有直接的連接。
  • rfid讀寫器的組成部分包括什麼_rfid讀寫器的主要功能
    1.RFID天線 　　RFID讀寫器的是發射和接收的設備， 它主要負責將讀寫器中的電流信號轉換成射頻載波信號並發送給，或者接收標籤發送過來的射頻載波信號並將其轉化為電流信號，讀寫器的天線可以外置也可以內置，天線的設計對閱讀器的工作性能來說非常重要，對於標籤來說，它的工作能量全部由閱讀器的天線提供。
  • 石墨烯RFID電子標籤具備怎樣的優勢
    我國是全球最大的RFID電子標籤供應商，RFID電子標籤生產總量約佔全球60%左右，特別是高頻RFID電子標籤，我國基本實現了從晶片到天線的全部國產化。普及應用RFID系統的主要瓶頸是標籤的價格、尺寸和環境適應性。現階段，國內普遍使用銅導線繞製法和鋁箔蝕刻法製造RFID電子標籤，國外基本使用陶瓷燒結法。
  • UHF抗金屬標籤企業要「馬上有什麼」?
    尤其是對抗金屬標籤而言，其成本與價格之間的矛盾由來已久，在不能轉嫁成本於用戶的同時，如何降低產品價格將成為UHF抗金屬標籤企業迫切要思索的問題。在這裡，上海小可採取了巧妙的低成本策略讓自己成為了「第一家」走低價路線的抗金屬標籤企業，其它廠商會否跟隨呢?我們暫且等待。
  • RFID電子標籤天線的種類與發展趨勢
    RFID標籤除了晶片以外，外圍器件僅有天線，然而天線部分的重要性往往會被人們所忽略，當人們在設計完晶片以後才會發現天線成為了應用中最大的障礙。因為從一開始便沒有考慮到晶片與天線的匹配問題，而這一點又決定了標籤是否可以正常工作以及工作的距離有多遠，因此天線的設計應當與晶片的技術同步，並需要相互配合才能設計出符合要求的RFID標籤。
  • 一種新型UHF RFID抗金屬標籤天線的設計與分析
    由於電磁波會被金屬反射導致普通電子標籤在金屬表面無法被正確識別，這一缺點嚴重限制了其在物流行業的廣泛應用，因此UHF標籤天線的抗金屬性成為了研究的熱點和攻克的難點。本文在分析了金屬對標籤天線電磁場影響作用的基礎上，提出了一種成本相對較低可用於金屬環境的超高頻RFID無源標籤天線。該天線將環形微帶與偶極子結構結合實現了在金屬環境下高增益的特性。
  • RFID電子標籤天線有哪一些種類
    因為從一開始便沒有考慮到晶片與天線的匹配問題，而這一點又決定了標籤是否可以正常工作以及工作的距離有多遠，因此天線的設計應當與晶片的技術同步，並需要相互配合才能設計出符合要求的RFID標籤。，當工作頻率增加到微波區域的時候，天線與標籤晶片之間的匹配問題變得更加嚴峻。
  • 超高頻RFID電子標籤構成及15個典型應用
    二、超高頻RFID電子標籤優點 可以識別高速運動物體，也可以同時識讀多個對象，具有以下優點： 穿透性較強，抗惡劣環境。、傳送數據速度快，可靠性和壽命高、耐受戶外惡劣環境等優點。 通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標籤與在收費站 ETC 車道上的射頻天線之間的專用短程通訊，利用計算機聯網技術與銀行進行後臺結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。
  • RFID電子標籤天線分類與特點_訪談報導_新聞中心_RFID世界網
    RFID系統主要包含三大部分：電子標籤、感應天線及讀寫應答設備（如上圖）；同時，電子標籤是由電子標籤天線與射頻晶片共同組成。從材質上來分，又可以分為：PET天線、PI（聚醯亞胺）天線、PCB天線等，其中PI天線主要用於耐高溫、耐化學等特殊的環境，而PCB天線主要還是抗金屬電子標籤。
  • RFID標籤的基本工作原理
    RFID標籤又稱為射頻標籤、應答器、數據載體，閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫器（取決於電子標籤是否可以無線改寫數據）。RFID技術的基本工作原理如下：標籤進入磁場後，接收讀寫器發出的射頻信號，憑藉感應電流所獲得的能量發送出存儲在晶片中的產品信息（Passive Tag，無源標籤或被動標籤），或者主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標籤或主動標籤）；讀寫器讀取信息並解碼後，送至管理信息系統進行有關數據處理。RFID系統由兩部分組成：讀寫單元和電子標籤。
  • RFID的分類、應用及使用案例
    （2）超高頻/微波系統一般其工作頻率》400MHz，典型的工作頻段有915MHz、2450MHz、5800MHz等。系統在這些頻段上也有眾多的國際標準予以支持，基本特點是：rfid電子標籤及閱讀器成本較高、標籤內保存的數據量較大、閱讀距離較遠（可達幾米至十幾米），適應物體高速運動性能好，外形一般為卡狀，閱讀天線及電子標籤天線均有較強的方向性。
  • 論一款性能好的RFID天線對RFID倉儲管理系統的重要性
    RFID系統如何工作RFID系統主要由標籤（Tag）、閱讀器（Reader）跟天線（在倉儲領域，通過電子標籤與貨物進行綁定，通過天線和讀寫器將信號傳遞到系統當中，形成自動化的數據採集工作。 RFID天線在一個RFID倉儲管理項目中成本只佔到0.5%，佔比很低，但其性能的好壞卻對整個項目的影響很大。