1 导言
射频(Radio Frequency) 专指具有必定波长可用于无线电通讯的电磁波。射频辨认技能 (Radio Frequency Identification)是20 世纪90 时代开端鼓起的一种非触摸的主动辨认技能, 它是运用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,完结对被辨认物 体的主动辨认。 可是,就现在来看, RFID 的开展依然存在较多瓶颈,数据读取率不高便是其间首要瓶颈之一。
本文将经过对 RFID 体系根本组成和作业原理的介绍,对 RFID 体系进行剖析。结合 RFID 体系在实践运用中遇到的问题以及针对阅览器识读规模存有盲区、不同阅览点存有剩余数据、阅览器彼此搅扰等要素而导致体系读取率不高的原因,提出从合理优化硬件装备、完善软件规划、发挥中间件效果和交融 其它技能四个方面来进步 RFID 体系数据读取率。
2 RFID 体系根本组成
RFID 体系至少由电子标签(E-Tag/Transponder,也称智能标签)和阅览器(Reader /Interrogator,也称读写器)两部分组成。
电子标签是射频辨认体系的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。 电子标签依据供电办法的不同分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag) 和半无源电子标签(Semi―passive tag);依据频率的不同分为低频电子标签、高频电子标签、 超高频电子标签和微波电子标签;依据封装方法的不同分为*标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签及特别用处的异形标签等;依据其作业方式不同分为主动标签和被迫标签。
阅览器是用于读取或写入电子标签信息的设备,依据详细运用环境和需求可规划成多类产品。 阅览器经过天线与电子标签进行无线通讯,能够完结对电子标签辨认码和内存数据的读 出或写入操作。
典型的阅览器包括有高频模块(发送器和接收器)、操控单元以及阅览器天线。 当然,RFID 体系在实践运用时,还需求计算机等其他硬件设备以及软件的支撑。图1 为典型的 RFID 体系组成图。
3 RFID 体系根本模型
RFID 体系的根本模型如图2 所示。作为射频载体的电子标签与阅览器之间经过耦合元 件完结射频信号的空间(无触摸)耦合,在耦合通道内,依据时序联系,完结能量的传递、数据的交流。
4 RFID 体系读取率问题讨论
经过对 RFID 体系的介绍,咱们以为导致 RFID 体系读取率不高的原因首要在于:阅览器的识读规模存有盲区,不同阅览点存有剩余数据,阅览器彼此搅扰等。针对上述问题,我 们从以下四种方面打开讨论。
4.1 合理优化硬件装备
在硬件方面,首要必需求澄清一个问题。那便是你真实的“需求是什么”。不要盲目以为 “价格贵、读取规模越大、频率越高就越好”。正所谓“因地制宜”,“合适”自己的才是最好的。 在此认知根底之上,能够挑选与实践需求相符的硬件设备。
一起考虑将一切的 RFID 标签和阅览器看作一个完好的“数据网络”,做到合理优化硬件装备,然后使整个体系发挥最大的成效。 以门禁体系为例,为了防止阅览器的识读规模存有盲区,导致呈现漏读的状况,可采纳 经过添加阅览器或天线的个数来补偿阅览器识读规模存在盲区的缺点;为了防止阅览器彼此 搅扰,可采纳在空间上相对阻隔阅览器或天线的办法来防止彼此搅扰。此外,依据实践需求, 经过恰当调整天线布局和天线发射功率等办法,也能够进步RFID 体系的数据读取率。
4.2 完善软件规划
现在,经过优化装备的 RFID 体系的硬件设备根本都能够满意数据读取率的需求,而且 跟着阅览器价格下降,终究用户现已能够在他们的运用场所轻松布置很多阅览器,这不只解 决了漏读问题,一起还能够从这些体系中获取更多有用信息。 可是随之而来的新问题是:剩余的数据读入或许穿插数据读入。简略描绘这个问题,便是“一个不应在某方位被读取的标签被一台不应识读这枚标签的阅览器读到了”。
LV 定位逻 辑的中心是依据“从空间方位上挑出需求的读出数据一起过滤掉不需求的读出数据”。效果是正确和准确的标签方位从悉数RFID 阅览器所获取的效果中析取出来。简而言之,LV 定位 逻辑便是依据整个阅览器体系驻留的数据调集而构成的一个依据消除“剩余”读出数据的软件算法。 关于多个阅览器之间因为作业规模堆叠构成抵触的问题,Colorwave 算法给出了很好的处理。
关于电子标签抵触,在高频频段,标签的防抵触算法一般选用经典ALOHA 协议。使 用ALOHA 协议的标签,经过挑选经过一个随机时刻向阅览器传送信息的办法,来防止抵触; 在超高频频段,首要选用树分叉算法来防止抵触。 此外,能够对软件进行其他优化设置。比如,在电子门票体系中,阅览器的扫描时刻间 隔能够经过软件规划成自适应调理扫描时刻的办法作业。关于人流量较大的状况下,经过软件操控让阅览器的扫描频率加速作业,防止漏读;而在人流量较少的状况下,能够将其扫描 频率相对下降,然后防止冗余数据的呈现。
4.3 发挥中间件效果
RFID 中间件在各项 RFID 工业运用中居于神经中枢。RFID 中间件是一种面向音讯的中 间件(Message-Oriented Middleware,MOM),信息是以音讯的方法,从一个程序传送到另 一个或多个程序。RFID 中间件扮演RFID 标签和运用程序之间的中介人物,从运用程序端 运用中间件所供给的一组通用运用程序接口(API),即能连到阅览器,读取标签数据。
因而,即便存储RFID 标签信息的数据库软件或后端运用程序添加或改由其他软件替代, 乃至 RFID 阅览器品种添加等状况发生时,运用端也不需修正。这不只有用处理了数据读取率的问题,而且也省去多对多衔接的保护复杂性等其他问题。RFID 中间件未来在面向服务 的架构(SOA:Service Oriented Architecture Based RFID)和商业信息安全问题运用方面都 会有非常好的开展前景。
4.4 交融其它技能
与传感器技能交融
在未来几年,RFID 的一个重要运用趋势是将RFID 与传感器(如丈量温度和压力的传 感器)组合在一起运用的设备,现在国外现已开端施行。因为RFID 抗搅扰性较差,而且有 效间隔一般小于数10m,这对它的运用是个约束。将WSN(无线传感器网络)同 RFID 结合起来,运用前者高达100m 的有用半径,构成WSID 网络,这将大大补偿RFID 体系本身 的缺乏。
与 WIMAX、3G、GPS 等通讯技能的交融
WiMAX(微波接入全球互通)简略界说便是无线宽带数据传输体系。WiMAX 的无线 服务规模在城市区域坚持高数据流量的状况下能够远至几公里,它的功能远远超越现有的无 线网络技能,在定向通讯衔接中服务规模在坚持必定数据流量的状况下能够到达50 km,由 于其极高的功能,WiMAX 技能被以为是DSL UMTS 衔接的最佳的备用计划。
WiMAX、3G、GPS 与 RFID 的交融,正在各方的积极参与中而不断前进。RFID 标签 具有体积小、容量大、寿命长、可重复运用等特色,可支撑快速读写、非可视辨认、移动识 别、多目标辨认、定位及长时间盯梢办理。本钱的节省和功率的进步,促进RFID 技能成为各 个职业完结信息化的重要切入点。它们将构建一个能够满意多种运用环境需求、生成丰厚应 用的无线宽带网,扩展了RFID 技能的运用领域。
与生物特征辨认交融
生物特征辨认技能是为了进行身份验证而选用主动技能丈量其身体特征或个人行为特色,并将这些特征或特色与数据库的模板数据进行比较,完结认证的一种处理计划。生物特 征辨认体系捕捉到生物特征的样品,专一的特征将会被提取而且被转化成数字的符号,这些 符号被存成个人的特征模板。人们同辨认体系进行交互,认证其身份,以确认匹配或不匹配。 现在常用的生物特征辨认技能有指纹、掌纹、人脸、语音、视网膜、签名辨认等等。
总归,RFID 体系与其他技能交融势在必行,现在已取得了巨大的效果。处理了 RFID 体系数据读取率不高的问题,必定会使RFID 技能被广泛选用,终究将同条码技能相同深化 并渐渐延伸到各职业的方方面面,对职业进步作业功率和经济效益起到关键性效果,然后促 进全球经济的全新腾跃,对人类社会发生深远影响。
5 结语
全体看来,RFID 体系在未来的开展会越来越好,尽管现在依然存在比如读取率不高级 一些技能和运用上的问题,但咱们信任,经过硬件优化装备、完善软件规划、发挥中间件作 用和交融其他技能等一系列办法战胜 RFID 现在存在的问题并不难。在强壮的商场导向下, RFID 技能在世界规模内必将引起一场严重革新,它将成为未来新的经济增长点,也将终究 成为我国企业开展方向的最大信息技能支撑。能够预见,在不久的将来,作为全球的制造业基地,我国将是未来全球最大的 RFID 运用商场。这关于国内的科研机构和企业将是一次可贵的机会。