一種基于RFID的移動目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
實驗中分別測試了閱讀器在不同接收功率下,系統(tǒng)的最大通信距離。
圖6是電子標(biāo)簽接發(fā)射率為0 dBm,閱讀器的接收功率分別為0 dBm、-5 dBm、-10 dBm、-20 dBm時,標(biāo)簽與閱讀器的有效通信距離。經(jīng)測試,在定向天線方向性最優(yōu)的情況下,系統(tǒng)最大通信距離為33 m。這與公式(1)描述的2.45 GHz短距離無線通信的路徑損耗模型基本吻合:本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/157029.htm
系統(tǒng)中閱讀器使用的是12 MHz的晶振,經(jīng)測試,在閱讀器范圍內(nèi),單標(biāo)簽單次掃描時間為32 ms,為了避免因外界干擾及系統(tǒng)誤報造成的誤判,閱讀器采用固定門限值多次判別的方法來提高系統(tǒng)的可靠性。閱讀器對同一個標(biāo)簽進(jìn)行多次掃描,只有成功掃描達(dá)到一定次數(shù)以后才會進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,這樣提高了系統(tǒng)的可靠性,但降低了閱讀器范圍內(nèi)的標(biāo)簽容量。假設(shè)標(biāo)簽與閱讀器的有效通信距離為S,攜帶標(biāo)簽的移動目標(biāo)的移動速度為V,閱讀器單標(biāo)簽掃描的時間間隔為T,單標(biāo)簽掃描次數(shù)為N,則可以估算出閱讀器識別范圍內(nèi)的標(biāo)簽容量n的估算式為:
根據(jù)閱讀器與標(biāo)簽的通信距離、單標(biāo)簽的掃描時間以及移動目標(biāo)的移動速度,可以推導(dǎo)出標(biāo)簽掃描次數(shù)N、標(biāo)簽容量n及系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸效率三者之間的關(guān)系,仿真曲線如圖7所示。
圖7是在標(biāo)簽發(fā)射功率為0 dBm、閱讀器接收功率為-20 dBm、,移動目標(biāo)的速度為1 m/s的情況下,標(biāo)簽掃描次數(shù)與標(biāo)簽容量及系統(tǒng)效率的關(guān)系圖。由圖可知,隨著單標(biāo)簽掃描次數(shù)的增大,閱讀器的正確識別率隨之提高,而最大可識別標(biāo)簽數(shù)卻急劇下降。在掃描次數(shù)為4~6次時,標(biāo)簽容量和系統(tǒng)識別效率都可以達(dá)到一個相對合理的值。因此,在接收功率和發(fā)射功率一定的情況下,要綜合考慮標(biāo)簽容量和系統(tǒng)誤碼率,折衷設(shè)定一定的標(biāo)簽掃描次數(shù),才能使系統(tǒng)性能最優(yōu)化。
在高速發(fā)展的信息時代,射頻識別技術(shù)應(yīng)用正滲透各個領(lǐng)域,要應(yīng)用于各種復(fù)雜的工作環(huán)境,其信息的安全可靠傳輸是人們所關(guān)注的熱點。本文對2.4 GHz頻段下的RFID進(jìn)行研究和應(yīng)用實驗,較好地解決了系統(tǒng)頻率、標(biāo)簽掃描、標(biāo)簽容量和識別效率的關(guān)系,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,適用性較強(qiáng),采用這種模式建立的RFID網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠,通信效率高。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于城市公交、地鐵等運營系統(tǒng)的監(jiān)控管理,也可以應(yīng)用于物流、礦井人員管理等多標(biāo)簽識別的場合。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉寶杰,許勇,李柏.RFID技術(shù)在倉儲管理中的應(yīng)用[J]. 技術(shù)與創(chuàng)新管理,2007,28(1):90-93.
[2] 張益強(qiáng),鄭銘,張其善.遠(yuǎn)距離無源射頻識別系統(tǒng)設(shè)計[J].遙測遙控, 2004,25(4):45-49.
[3] 游戰(zhàn)清,李蘇劍.無線射頻識別技術(shù)(RFID)理論與應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2004:29-32,70-71.
[4] 全晶.射頻識別系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].上海:華東師范大學(xué)信息學(xué)院電子系,2006:53-56.
[5] 張宏海,劉志峰,王建華,等.RFID系統(tǒng)中識讀器的設(shè)計與研究[J]. 微計算機(jī)信息,2006,22(7-2):238-240.
[6] FINKENZELLER K[德].射頻識別(RFID)技術(shù)——無線電感應(yīng)的應(yīng)答器和非接觸IC卡的原理與應(yīng)用[M].
北京:電子工業(yè)出版社,2001:19-20,89-90,122-124.
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