基于DSP技術(shù)的商品電子防竊（EAS）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3 EAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題

　　3.1 實(shí)時(shí)性

　　EAS系統(tǒng)對(duì)識(shí)別的實(shí)時(shí)性要求比較高，要求系統(tǒng)在顧客通過(guò)門(mén)道的幾百個(gè)毫秒時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。識(shí)別標(biāo)簽的算法程序要進(jìn)行大量的運(yùn)算，所以要求微處理器的處理速度快。普通的單片機(jī)的一個(gè)指令周期約為1微秒，不能完成大量的運(yùn)算要求。DSP采用增強(qiáng)的哈佛總線結(jié)構(gòu)，程序采用4級(jí)流水線控制，大部分的指令均可在一指令周期中完成，使數(shù)據(jù)的處理速度大為提高。

　　3.2 靈敏度

　　當(dāng)標(biāo)簽從不的方向通過(guò)檢測(cè)區(qū)時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的標(biāo)簽信號(hào)強(qiáng)弱不同，通過(guò)特定的數(shù)字濾波技術(shù)可以提高弱感應(yīng)情況下的信噪比，從而提高系統(tǒng)檢測(cè)率，降低漏報(bào)率。

　　3.3 抗干擾

　　接收器實(shí)際接收的信號(hào)在受到外界干擾影響時(shí)，會(huì)發(fā)生各種變化。早期的EAS系統(tǒng)對(duì)于某些和標(biāo)簽波形相似的干擾波形，會(huì)作出錯(cuò)誤的判斷，發(fā)生誤報(bào)。而采用DSP技術(shù)的EAS系統(tǒng)，利用標(biāo)簽信號(hào)自相關(guān)性比較強(qiáng)的特點(diǎn)，極大地降低了系統(tǒng)誤報(bào)率。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　4.1 標(biāo)簽信號(hào)的特性

　　當(dāng)標(biāo)簽通過(guò)商場(chǎng)的出口通道處時(shí)，由于發(fā)射器和接收器之間射頻電磁場(chǎng)的作用，接收的信號(hào)波形會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)鑒別接收信號(hào)的波形特征就可以判斷是否有標(biāo)簽通過(guò)。通常由于在一個(gè)周期中標(biāo)簽所在的頻點(diǎn)被掃到兩次，因而在環(huán)境比較好的情況下，一個(gè)周期有兩個(gè)比較大的波形峰值。圖4(a)和圖4(b)分別是無(wú)標(biāo)簽和有標(biāo)簽時(shí)接收信號(hào)的波形。

　　然而實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差別較大，接收到的信號(hào)情況復(fù)雜。有時(shí)表現(xiàn)為環(huán)境的整個(gè)噪聲水平高，有時(shí)又表現(xiàn)為固定頻率的干擾。例如，當(dāng)用手握住接收天線時(shí)，接收的信號(hào)會(huì)在一定的頻率點(diǎn)產(chǎn)生整個(gè)較大的波峰，而整個(gè)信號(hào)的波形，總體上的強(qiáng)度并不是很大，但在特定的位置上會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)波峰。這種情況下的信號(hào)與有標(biāo)簽通過(guò)時(shí)的信號(hào)相似，但是通過(guò)它與典型標(biāo)簽信號(hào)的頻譜分析對(duì)比可以區(qū)分。而當(dāng)用金屬物體碰撞天線或與天線摩擦?xí)r，產(chǎn)生的接收信號(hào)的幅度在整體上有很大的提高，接收波形雜亂無(wú)章，采用相關(guān)運(yùn)算可以區(qū)分。圖5(a)和圖5(b)分別是這兩種情況下的接收信號(hào)波形。

　　當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中有特定的電磁干擾時(shí)，接收的信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化。如果在同一個(gè)商場(chǎng)中有幾臺(tái)發(fā)射天線，接收的信號(hào)會(huì)體現(xiàn)出兩個(gè)特點(diǎn)：一是在每個(gè)周期中都會(huì)有的較大波形峰值;二是每個(gè)周期中較大波形峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻不完全一致，換句話說(shuō)，就是每周期較大波形峰值在移動(dòng)(相對(duì)于每個(gè)周期的起點(diǎn))。圖6是存在互相干擾信號(hào)時(shí)的接收信號(hào)波形。

　　4.2 識(shí)別算法

　　從上面信號(hào)的波形特點(diǎn)可以看到：當(dāng)環(huán)境狀況比較好的時(shí)候，由于標(biāo)簽通過(guò)門(mén)道一般需要幾十到幾百毫秒的時(shí)間，因而感應(yīng)的信號(hào)會(huì)在連續(xù)的多個(gè)周期中存在。在有標(biāo)簽通過(guò)時(shí)，接收的信號(hào)首先表現(xiàn)為在連續(xù)的數(shù)個(gè)周期內(nèi)感應(yīng)信號(hào)的加強(qiáng)，并且在連續(xù)的周期內(nèi)有很強(qiáng)的自相關(guān)性。而對(duì)于大多數(shù)干擾情況(例如存在相互干擾、金屬物體磁撞天線時(shí))的信號(hào)，雖然感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度明顯的加強(qiáng)，但在每個(gè)周期增強(qiáng)的集團(tuán)并不是相同的，這種信號(hào)的自相關(guān)性較弱。相關(guān)函數(shù)的定義如下：

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