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一種基于RFID的移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-10-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
 由圖5可知,在某一固定頻率下,數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率隨著閱讀器和標(biāo)簽之間距離的增大而逐漸升高;在相同距離下,當(dāng)NRF2401的中心頻率選擇在2 450 MHz附近時(shí),誤碼率較高,在偏離2 450 MHz時(shí),誤碼率較低。另外,為了降低誤碼率保證數(shù)據(jù)的傳輸效率,中心頻率點(diǎn)的尾數(shù)要盡可能的精確,這樣可以大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率。這主要是在ISM頻段,WLAN、Bluetooth、Zigbee等設(shè)備的工作頻率都集中在2 450 MHz附近,相互之間會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。因此,設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用時(shí),需要首先測試該環(huán)境下的空間電磁頻譜分布情況,采用合適的中心頻率盡量避免外界的電磁干擾,以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率。
 實(shí)驗(yàn)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(shí),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://m.butianyuan.cn/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(shí)間為32 ms,為了避免因外界干擾及系統(tǒng)誤報(bào)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(gè)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(dòng)目標(biāo)的移動(dòng)速度為V,閱讀器單標(biāo)簽掃描的時(shí)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(shí)間以及移動(dòng)目標(biāo)的移動(dòng)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(dòng)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(shí),標(biāo)簽容量和系統(tǒng)識別效率都可以達(dá)到一個(gè)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(shí)代,射頻識別技術(shù)應(yīng)用正滲透各個(gè)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(diǎn)。本文對2.4 GHz頻段下的RFID進(jìn)行研究和應(yīng)用實(shí)驗(yàn),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(yùn)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(yùn)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。
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