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有源射频标签通用技术规范

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2020年5月29日
文档仅供参考
前 言
本标准规范了有源射频标签的术语和定义、工作原理和分类、技术要求、物理特性、试验方法和产品包装。
本标准制定的意义在于促进国内自动识别企业对有源射频标签的设计、制造,并指导相关行业用户的应用。
本标准为首次发布。
本标准由中国自动识别技术协会射频工作组提出并归口。
本标准主要起草单位:深圳市远望谷信息技术股份有限公司、大连维深自动识别技术有限公司、清华同方威视技术股份有限公司、北京蓝卡软件技术有限公司、深圳和擎科技有限公司、北京凯泰先达科技发展公司、华南理工大学、北京维深科技发展有限公司。
本标准主要起草人:谢颖、李代万、武岳山、苗高峰、王刘中、唐新川、丁晓云、张芃、雷松、刘发贵、郝磊。
有源射频标签通用技术规范
1范围
本标准规范了有源射频标签的术语和定义、工作原理和分类、技术要求、物理特性、试验方法和产品包装。
本标准适用于有源射频标签的设计、制造及应用。
2规范性引用文件
下列文件中的条款经过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 17618-1988 信息技术设备抗扰度限值和测量方法
GB 9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法
GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击
GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc和导则:振动
GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ed:自由跌落
GB/T 2423.2- 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温
GB/T 2423.1- 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温
GB/T 2423.3- 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验
GB/T 2689.3-1981 寿命试验和加速寿命试验的简单线性无偏估计法(用于威布尔分布)
GB/T 4796- 电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级
GB/T 2423.23-1995 电工电子产品环境试验 试验Q:密封
GB/T 2424.10-1993 电工电子产品基本环境试验规程 大气腐蚀加速试验的通用导则
GB/T 5170.9-1996 电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 太阳辐射试验设备
GB 9969.1-1998 工业产品使用说明书 总则
GB/T 191- 包装储运图示标志 包装储运图示标志
ISO 19762 INFORMATION TECHNOLOGY – AUTOMATIC IDENTIFICATION AND DATA CAPTURE (AIDC) TECHNIQUES – HARMONIZED VOCABULARY 自动识别 (AIDC) 词汇表
3术语和定义
下用术语和定义适用于本标准,其它参照ISO19762。
3.1射频识别 radio frequency identification(RFID)
是自动识别技术领域中的一种技术,利用无线电射频通迅技术实现短程数据双向通信,对目标进行识别。
3.2射频标签 RF tag
泛指以无接触电磁耦合方式实现射频识别功能的各种频率的识别信息载体,一般也称电子标签。
3.3有源射频标签 active tag
靠内部电池供电工作的,具有自主发射射频信号能力的射频标签,也简称为有源标签。
3.4抗静电 ESD electrostatic discharge test
对静电所产生瞬间高电流的冲击的抵抗能力。
3.5抗冲击力 strike test
被测样品在冲击下能抵抗对其表面及其任何组成部件的损害,并能正常使用。
3.6读距离 read range
在特定环境下,RFID系统能可靠地读取到预定标签的距离。
3.7写距离 write range
在特定环境下,RFID系统能可靠地写到预定标签的距离。
3.8失电状态 lose power status
指有源射频标签未加电源或电源不足时的状态。
3.9休眠状态 sleep status
指有源射频标签处于寂静待命最省电的状态。
3.10接收状态 receive status
指有源射频标签经上电或唤醒进入接收命令的状态。
3.11发射状态 transmit status
指有源射频标签根据工作模式约定进入发射数据或命令的状态。
3.12配置状态 configure status
指有源射频标签变更或刷新工作模式的状态
3.13等效辐射功率 effective radiated power
射频标签或读写器辐射的最大有效射频功率。
3.14休眠功耗 sleep supply power
有源射频标签入于休眠状态时的电源功耗。
3.15接收功耗 receive supply power
有源射频标签牌接收状态时的电源功耗。
3.16发射功耗 transmit supply power
有源射频标签处于发射状态时的电源功耗。
3.17射频前端 RF front end
一般指调制发射(发射通道)、接收解调(接收通道)的射频模块单元。
3.18全双工 full duplex
指同时双向通信的一种通信方式。
3.19半双工 half duplex
指同时只能单向通信的一种通信方式。
4标签结构、工作原理与分类
4.1结构
有源射频标签由天线、射频前端单元、数字基带控制电路单元、存储器单元、电源管理单元以及外封装组成(见图1)。

4.2工作原理
有源射频标签是一个具有收发完整功能的无线电装置。
有源射频标签的基本原理如图2所示。对于接收与发射同频的有源射频标签,有源射频标签与读写器之间多采用半双工通信方式工作,对于接收与发射不同频的有源射频标签,有源射频标签与读写器之间能够采用全双工通信方式工作或半双工通信方式工作。

有源射频标签根据设计用途能够具有多种具体的工作模式,一般可归纳为以下五个状态:失电状态、休眠状态、接收状态、发射状态和配置状态。其中的发射状态是有源射频标签的必备状态,其余状态依系统设计确定。图3示出了有源射频标签五个状态、状态转换发生的条件,以及各状态转换之间的相互关系。

4.3分类
4.3.1按照工作模式分类
按照读写器与有源标签的工作模式分为:读写器先讲(RTF)模式和标签先讲(TTF)模式两种——RTF有源标签和TTF有源标签。针对特定系统实现,两种工作模式能够经过预置或命令设定相互转换。有源射频标签与读写器之间的工作模式如图3所示。

4.3.2按照读写方式分类
按照读写方式分类能够分为:只读有源射频标签和可读写有源射频标签。
4.3.3按照电池使用情况分类
按照有源射频标签的电池是否能够更换,可分为电池可更换的有源射频标签(长寿命重复使用),电池不可更换的有源射频标签(一次性使用)。
4.3.4按照频率分类
按照标签是否使用单一频率,一般把有源标签分为单频射频标签和多(双)频有源标签。
5技术要求
5.1读距离
范围:0~300m
5.2写距离
范围:0~300m
5.3等效辐射功率
功率:0~+10dBm
5.4休眠功耗
范围:5-100µW
5.5接收功耗
范围:10-50mW
5.6发射功耗
范围:20-100mW
5.7抗静电
符合GB/T17618-1998的要求,基础标准为GB/T1726.2-1998中”表1 2级要求”。
5.8电磁兼容性
符合GB9254-1998中信息技术设备(ITE)B级设备的相关要求。
5.9工作寿命
参考GB/T 2689.3-1981,工作寿命:大于2年。
6物理特性
6.1机械特性
6.1.1抗冲击力
符合GB/T 2423.5-1995中的有关规定。
6.1.2机械振动
符合GB/T 2423.10-1995中的有关规定。
6.1.3跌落
符合GB/T 2423.8-1995中的有关规定。
6.2环境特性
6.2.1工作温度
符合GB/T 2423.1- 中”15.1温度”和GB/T 2423.2- ”15.1温度”中的规定。
6.2.2存储温度
符合GB/T 2423.1- 中”15.1温度”和GB/T 2423.2- ”15.1温度”中的规定。
6.2.3工作温度
符合GB/T 2423.3- 中的有关规定。
6.2.4存储湿度
符合GB/T 2423.3- 中的有关规定。
6.3密封性
符合GB/T 4796- 中的有关规定。
6.4抗腐蚀
符合GB/T 4796- 中的有关规定。
6.5抗紫外线
符合GB/T 4796- 中的有关规定。
6.6环保
提倡采用绿色、可回收材料封装,采用绿色、低污染电池。
参照<电子信息产品污染控制管理办法>、信息产业部颁标准<SJ/T11364- 电子信息产品污染控制标识要求>、信息产业部颁标准<SJ/T11363- 电子信息产品中有毒物质的限量要求>有关规定。
7试验访求
7.1电气性能指标
7.1.1.1读距离
试验环境:微波暗室或空旷室外作为测试场地。
试验设备:主控机、读写器和天线。
测试流程:
a.选择测试场地;
b.架设和调试测试设备;
c.测试读距离;
d.记录测试数据,包括环境因素、测试设备;
e.分析测试数据,给出结果。
试验方法:测试天线和标签架高1.5m,将一个标签放置于读写器天线等效辐射场的中心位置,有源射频标签输出射频功率为等效辐射功率,读取标签ID号的成功率要达到50%以上。有源射频标签与配套的读写器正常工作时,读标签的最远有效距离满路5.1要求。
7.1.2写距离
试验环境:微波暗室或空旷室外作为测试场地。
试验设备:主控机、读写器和天线。
测试流程:
a.选择测试场地;
b.架设和调试测试设备;
c.测试写距离;
d.记录测试数据,包括环境因素、测试设备;
e.分析测试数据,给出结果。
试验方法:测试天线和标签架高1.5m,将一个标签放置于读写器天线等效辐射场的中心位置,读写器输出射频功率为等效辐射功率,向标签一次写32比特数据的成功率要求达到50%以上。有源标签与配套的读写器正常工作时,写标签的最远有效距离满足5.2要求。
7.1.3等效辐射功率
试验环境:微波暗室或空旷室外作为测试场地。
试验设备:频谱分析仪和天线。
测试流程:
a.选择测试场地;
b.架设和调试测试设备;
c.测试辐射功率;
d.记录测试数据,包括环境因素、测试设备;
e.分析测试数据,给出结果。
试验方法:测试天线和标签架高1.5m,将有源射频标签设置为发射状态,根据要求测试标签的辐射功率,经过等效计算得出等效辐射功率满足5.3要求。
7.1.4休眠功耗
主要测试用仪器设备为:电流表,电压表
测试方法:将主测试仪器与处于休眠状态下的有源射频标签的供电端相加,测试该标签在该状态时的电流,使用电压表测试有源射频标签的电压,从而得到功耗。
测试结果:根据电流表与电压表读数记录,经计算得到有源标签的休眠功耗,符合5.4要求。
7.1.5接收功耗
主测试用仪器设备为:电流表,电压表
测试方法:将主测试仪器与处于接收状态下的有源射频标签的供电端相连,测试该标签在该状态的电流,使用电压表测试有源射频标签的电压,从而得到功耗。
测试结果:根据电流表与电压表读数记录,经计算得到有源标签的接收功耗,符合5.5的要求。
7.1.6发射功耗
主测试用仪器设备为:电流表,电压表
测试方法:将主测试仪器与处于发射状态下的有源射频标签的供电端相连,测试该有源射频标签在该状态时的电流,使用电压表测试有源射频标签的电压,从而得到功耗。
测试结果:根据电流表与电压表读数记录,经计算得到有源标签的发射功耗,符合5.6的要求。
7.1.7抗静电
按照GB/T1726.2-1998 8.3中的要求进行试验,符合5.7的要求。
7.1.8电磁兼容性
按照GB 8254-1998 7.2中的要求进行试验,符合5.8的要求。
7.1.9工作寿命
参照GB/T 2689.3-1981中的要求进行试验,符合5.9的要求。
7.2机械特性
7.2.1抗冲击力
按照GB/T 2423.5-1995中的要求进行试验,符合6.1.1的要求。
7.2.2机械振动
按照GB/T 2423.10-1995中的要求进行试验,符合6.1.2的要求。
7.2.3跌落
按照GB/T 2423.8-1995中的要求进行试验,符合6.1.3的要求。
7.3环境特性
7.3.1工作温度
低温试验参照GB/T 2423.1- 中的要求进行试验,符合6.2.1的要求。
高温试验参照GB/T 2423.2- 中的要求进行试验,符合6.2.1的要求。
7.3.2存储温度
低温试验参照GB/T 2423.1- 中的要求进行试验,符合6.2.2的要求。
高温试验参照GB/T 2423.2- 中的要求进行试验,符合6.2.2的要求。
7.3.3工作湿度
参照GB/T 2424.34- 中”6.4.1高湿条件下的检测”和”6.4.3干燥恢复后的检测”试验,符合6.2.3的要求。
7.3.4存储湿度
参照GB/T 2424.34- 中”6.4.1高湿条件下的检测”和”6.4.3干燥恢复后的检测”试验,符合6.2.4的要求。
7.4密封性
参照”GB/T2423.23-1995”试验,符合6.3的要求。
7.5抗腐蚀
参照GB/T2424.10-1993中的要求进行试验,符合6.4的要求。
7.6抗紫外线
参照GB/T5170.9-1996中的要求进行试验,符合6.5要求。
7.7环保
参照”<电子信息产品污染控制管理办法>、信息产业部颁标准<SJ/T11365- 电子信息产品中有毒有害物质的检测方法>”试验,符合6.6要求。
8包装
8.1包装
一般情况下附带随机文件有:
l 产品合格证;
l 符合GB9969.1-1998规定的使用说明书;
l 装箱单。
8.2包装标志
符合GB/T 191- 的相关规定,一般设有:
l 制造厂名称及地址;
l 产品名称和型号。