UHF Gen 2 RFID 和 HF RFID 之間的差異

目前，UHF Gen 2RFID在高速生產線上的小型單體上的性能與在貨運中心的箱式托盤上的性能相當。 由於成本低廉，UHF RFID 使得陳舊、緩慢且昂貴的 HF 13.56 MHz RFID 技術變得過時。 在決定部署哪種RFID技術之前，有必要了解UHF和HF的基本概念。

射頻波包含兩種成分：磁波和電波。 一般來說，HF RFID 13.56 MHz 依賴「近場」射頻。 電磁場中的磁場，而UHF RFID 860-960 MHz是遠場輻射，包括磁場和電場。 UHF 標籤中響應的波類型取決於兩個方面：RFID 標籤天線和RFID 讀取器之間的距離。

由於波中磁場分量的強度會隨著時間的推移而迅速減小。距離較遠，只能在近場工作。 其有效範圍受到天線結構的限制，約為一或兩個波長。 由於HF標籤使用電感耦合來感應磁場以接收能量。 HF 標籤天線通常是感應型天線，其作用有點像線圈，因此比同等的 UHF 標籤天線需要更多的導電材料和更複雜的製造流程。 幸運的是，高頻標籤在磁場上方沒有死點，並且通過合適的天線，超高頻標籤可以輕鬆捕獲相同的近場能量，效率更高且成本效益更高。

Maxwell& #39;的四個方程式是電磁場分析和設計的基礎。 法拉第定律是以下四個方程式之一：「磁場中線圈感應的電壓與磁場的強度和頻率成正比」。 這揭示了一個極為簡單的概念：頻率越高，效率越高。 UHF的頻率是HF的60倍，這意味著對於RFID標籤和RFID讀寫器天線之間的能量耦合效率來說，UHF大約是HF的60倍。

傳統的概念是UHF RFID 不適合物品級標籤：標籤太大，而且UHF RFID 無法對液體、金屬以及相互靠近的小型單件物品包裹起作用。 而且UHF距離太遠，所有這些都忽略了一個事實，即UHF Gen 2可以比HF更輕鬆、更有效率地在近場使用。 這意味著 UHF 系統可以讀取 HF 可以讀取的更多內容，包括液體和金屬含量高的物品。 更重要的是，這意味著單品級應用已經能夠平衡UHF Gen 2標準為供應鏈帶來的各種好處。 關鍵是如何控制UHF的近場。 射頻波中的此元件特別適合在很短距離內進行單品級RFID工作。 使用近場 UHF Gen 2 解決方案的應用正在不斷增長。

2004 年 12 月，EPC Global 批准了 UHF Gen 2 協議，從而製定了第一個全球 RFID 標準。 此後，市場上出現了許多符合此標準的產品。 這種流行證明了從單一物品、容器到托盤、近場和遠場使用的物體以及涵蓋液體、金屬、緊密包裝和包裝物品等的材料的普遍性。

三年後，高頻產品開發商必須認可該標準。 相反，最新的HF規範卻讓起草者們的幻想破滅了。 據 HF“V2”標準編寫者 Ken Laing 介紹， （UHF Gen 2 的HF 版本），到目前為止，工作還很有限，對現有標準的改進有限，並且出現了一些商業產品。

Laing 相信在Gen 2 HF 標籤上編碼EPC 的公司將會看到性能相對於目前流行的HF標準ISO 15693上的編碼EPC的改進。他表示，根據RFID Update的結果，雖然改進並不是驚天動地的，但仍然比目前市場上的HF產品好很多。 也許重要的一點是，即使標準已經獲得批准，但所謂合格的V2產品一開始就不會符合該標準。 還需要很長的時間，而且即使現在有了，也達不到UHF Gen 2目前的性能。

不過，本文還是回到繼續看頻率爭論，因為

考慮以下因素：

* UHF Gen 2涵蓋全球所有供應鏈的各種應用；

* UHF Gen 2 對所有類型的產品材料都有效，包括液體和金屬材料。

因此就UHF Gen 2 而言，它在HF RFID 技術中是多餘的，因為：

* 沒有什麼是HF能做到而UHF做不到的；

* 很多事情是HF做不到而UHF卻能做到的。 HF只能解決一小部分問題UHF RFID 的廣泛領域。

對於 RFID 應用，UHF 是一個「超集」。 RFID。 符合此標準的產品能夠處理各種物品、容器、托盤、所有材料和包裝類型，並提供比 HF 高得多的吞吐率。

正確部署的 UHF Gen 2系統在大型或小型物品、液體或金屬以及貨櫃和托盤上都能正常工作，有效消除了近場UHF Gen 2之前存在的高頻。它在物品級別具有優勢。 是的，液體可以吸收射頻能量，金屬可以反射射頻能量，但這些都是在遠場中需要考慮的事情，而不是在近場中。 事實上，由於設計合理的UHF標籤天線既可以用於近場，也可以用於遠場，所以它實際上可以使用附著的金屬作為天線的延伸！ 但高頻標籤卻不能，因為它們缺乏電場耦合的手段。 儘管如此，讓我們進一步深入探討部署 HF RFID 系統的實際影響。

起初，HF 無法實現遠場應用，這意味著它無法被廣泛應用。用於倉庫和物流中心需要RFID遠端工作的貨櫃和托盤。 因此，HF的應用距離僅限於近場。

因此，選擇HF進行物品級標籤識別的公司也必須部署UHF Gen 2進行貨櫃和托盤識別。 如今，必須同時考慮多通道資料承載架構、成本、複雜性、效率和維護等多個複雜因素。 因此，如果你認為數位化物流不難，你就會碰壁。 這些也需要我們考慮一些經濟因素：UHF Gen 2標籤總是比HF標籤便宜。

事實上，由於UHF標籤易於製造，它們的價格會便宜2-3倍。 與 HF 標籤不同，UHF Gen 2 標籤特別適合簡單、高速的製造技術，其中製程升級特別好。 由於 UHF Gen 2 的簡單性和單層天線結構，它可以使用廉價的導電墨水工藝來製造。 UHF 是一個非常實用且經濟的頻段，符合標準。 事實上，專為遠距離設計並在大托盤上使用的相同UHF Gen 2 晶片也可以與小至6 毫米左右的近場天線一起使用- 此類標籤比以前廣泛採用的HF 標籤更小、更便宜。更多，加上更好的性能。

UHF 天線結構的另一個優點是，當物品非常靠近地堆疊在一起時，UHF 標籤不會在周圍投射 RF「陰影」。 在相鄰的項目上。 高頻標籤天線則不然。 天線由粗金屬線圈組成，可以對相鄰標籤形成磁屏蔽，以便閱讀器讀取。 因此，UHF具有更可靠的性能。

UHF Gen 2技術的不斷發展將進一步拉大其與HF技術之間的成本、性能和功能差距，而這一差距是HF永遠無法彌補的。 這是根本點，因為 UHF Gen 2 的經濟性實際上受益於 UHF 頻段的物理特性。 對於RFID操作，UHF頻段的效率是HF頻段的60倍。

如果目標是RFID標籤和RFID閱讀器之間的耦合通信，UHF比能力較差的HF有很多優勢解決方案。 因為UHF Gen 2具有高速度、高可靠性和操作彈性。 這就是為什麼 Blue Vector 的執行長 - Nancy Anderson 總結道：「我們不再過度使用 HF，因為它不如 UHF 靈活。」

Cardinal 的 Julie Kuhn Pedigree 的經理Health 向我解釋了這一點。 「用 HF 標籤無法達到 UHF 標籤的讀取速度。 這意味著我們的傳送帶不能比最慢的讀取速度更快。” 這是一個很大的限制，將影響分銷商的訂單吞吐量。 “現在，” 她繼續說道，“我們會在晚上 8:00 之前接收訂單。” 並從凌晨 5:30 開始發貨。這種複雜的 UF/UHF 架構將限制我們維持提單補充時間的能力。” .

這加劇了多協定架構的問題。 不幸的是，使用能夠讀取 HF 和 UHF 標籤的裝置（即多重協定 RFID 讀取器）來解決這些問題只會產生更多問題。 這些問題包括更複雜、更昂貴、更精密的詢問器具有更低的讀取率和不太可靠的讀取，因為詢問器必須定期覆蓋多個它是一種折衷。 當採用多種資料承載協定時，供應鏈上就會出現這些問題。

雖然Gen 2 解決了這些與UHF 標準競爭和不相容的問題，但HF 技術本身也存在這些問題。 目前使用的相關標準包括ISO 14443、ISO15693 和 EPCglobal HF Class 1。根據所選的技術和標準，為了部署、維護和升級混合系統架構，不言而喻，需要管理各自的資料格式，甚至在經濟和邏輯上也是如此。無需支援單獨的UHF和HF架構，這有什麼意義。

企業最終採用的連續性策略對下游貿易夥伴影響重大，並將逐漸滲透到整個供應鏈。 這種情況正在當今的某些醫學領域發生，其中使用的混合協議系統阻礙了貨物的可靠吞吐量。 Julie Kuhn 補充道：「我們的重點是如何將所有技術組合成一項技術，形成一個高度自動化的環境，在其中我們可以捕獲物品和容器級別的譜系信息，並保持現有的高吞吐量。」 ;