對超高頻RFID系統(tǒng)應用中的幾個問題的認識
【提要】RFID技術(shù)將來會是無處不在的,也是勿庸置疑的。因為它給人們帶來的是方便性和及時性,也就是效率,最終也就是財富!
一、概述
射頻識別(RFID)技術(shù)將會無處不在,這是勿庸置疑的,因為它給人們帶來的是方便性和及時性,也就是效率,最終也就是財富!
但是,RFID技術(shù)有很多種,頻率從125KHz到5.8GHz,標簽分有源和無源,還有雙頻芯片及有源無源組合系統(tǒng)等,每一種技術(shù)都有不同的特點,所以要根據(jù)應用的需求選擇不同的技術(shù),同時由于它是一種無線通訊技術(shù),容易受到空中的各種無線信號的干擾和空間環(huán)境的影響,所以它的應用效果是和現(xiàn)場空間環(huán)境有關(guān)的,很難有一個統(tǒng)一不變的效果指標,因此,針對不同應用環(huán)境的應用技術(shù)研究是必不可少的,這就決定了RFID技術(shù)不是一下子就能夠迅速普及的,它需要有一個不斷探索和積累的過程。
下面就在UHF RFID系統(tǒng)應用中大部分人非常關(guān)心的幾個問題,談談我們的認識,供大家參考。
二、讀寫距離
人們在了解UHF RFID產(chǎn)品時,通常問的第一個問題就是你們的讀寫器能夠讀多遠距離。其實,這樣的問題是很難簡單地回答是多少距離的,因為實際的讀寫距離除了決定于讀寫器的性能外,還由讀寫器的射頻功率、天線增益和極化方向、饋線的單位長度衰減量和總長度、標簽的性能、標簽與讀寫器天線的相對位置角度等決定的。當然,周圍的物理環(huán)境也會影響讀寫的距離,只是如果不是特殊惡劣的環(huán)境,影響不是主要的,而且這種影響也無法事先預知它的程度,只有到實際現(xiàn)場測試才能知道。
表一 讀寫距離和幾個因素的關(guān)系(除讀寫器和標簽本身的性能外)
讀寫距離 | 近 ————— 遠 | |
影響 因素 | 讀寫器射頻功率 | 小 ————— 大 |
讀寫器配套天線增益 | 小 ————— 大 | |
標簽與天線極化方向和相對角度 | 不配合 ———— 配合 | |
讀寫器與天線間饋線總長度 | 長 ————— 短 | |
饋線單位衰減量 | 大 ————— 小 |
從商業(yè)宣傳的角度講,大家通常會說我的讀寫器能夠讀多少米,其實這只是在一個特定的條件和環(huán)境下測得的數(shù)據(jù),離開這個特定的環(huán)境條件,這樣的數(shù)字嚴格講是沒有意義的,最多也只能作參考,因為目前還沒有統(tǒng)一的測試環(huán)境和權(quán)威的測試部門。
還有兩點也是需要說明的:第一,寫數(shù)據(jù)到標簽的距離一般是從標簽讀數(shù)據(jù)距離的40%-70%,因為寫比讀需要更大的能量;第二,通常一般人認為UHF RFID只適用于遠距離應用,其實它可以從零距離到遠距離都可以,而且距離要求越近越容易實現(xiàn)。
三、 讀取率或漏讀率
讀取率是指若干標簽通過讀寫區(qū)域后能夠被正確讀出的數(shù)量和通過的標簽總數(shù)量的比率,漏讀率就是沒有被讀出的數(shù)量和總數(shù)量的比率。這個指標也是受多種條件限制的,籠統(tǒng)地說讀取率是多少是沒有意義的,甚至連參考價值都沒有,因為它受更多不確定因素的影響。它除了和上述關(guān)于讀寫距離的影響因素有關(guān)外,還與同時有多少個標簽通過、標簽與標簽之間的相對位置、標簽與讀寫器天線之間的距離、標簽與讀寫器天線之間的相對移動速度等因素有關(guān)。當然,讀寫器和標簽的性能是基礎(chǔ),但一旦選定,它們是確定的。
表二 讀取率和幾個因素的關(guān)系(除讀寫器和標簽本身的性能外)
讀 取 率 | 高 ——— 低 | |
影響 因素 | 同時通過讀寫區(qū)域的標簽數(shù)量 | 少 ———— 多 |
標簽與標簽之間的距離 | 遠 ———— 近 | |
標簽與讀寫器天線的距離 | 近 ———— 遠 | |
標簽在讀寫區(qū)域內(nèi)移動與否 | 動 ———— 靜 | |
標簽在讀寫區(qū)域內(nèi)的移動速度 | 慢 ———— 快 | |
多標簽放置的方向性 | 一致 ——— 不一致 | |
讀寫器同時使用的天線數(shù)量 | 多 ———— 少 |
四、同時讀取的標簽數(shù)量
這個指標也是很多人非常關(guān)心的,因為人們常常希望能夠讀得越多越好,有些廠商利用人們的這種心理,出于商業(yè)炒作的目的,把此指標說成每秒可讀幾百個甚至1000個標簽,我認為這是一種不負責任的宣傳,對推廣RFID的應用沒有任何好處,只會打擊真正想嘗試應用者的信心!就說宣傳的數(shù)字是正式測出來的,那也是在非常苛刻的條件下的結(jié)果,而不是一般條件下的測試結(jié)果,不具有普遍意義。我甚至認為這個指標,對實際應用來講沒有意義!只能作為一個理論指標。
表三 每秒讀取標簽的數(shù)量和幾個因素的關(guān)系
每秒讀取標簽的數(shù)量 | 多 ——— 少 | |
影響 因素 | 讀寫器與標簽的數(shù)據(jù)通信速率 | 快 ———— 慢 |
讀寫器防碰撞算法的效率 | 高 ———— 低 | |
標簽與標簽之間的距離 | 遠 ———— 近 | |
標簽與讀寫器天線的距離 | 近 ———— 遠 | |
標簽在讀寫區(qū)域內(nèi)移動與否 | 動 ———— 靜 | |
多標簽放置的方向性 | 一致 ——— 不一致 | |
讀寫器同時使用的天線數(shù)量 | 多 ———— 少 |
還要告訴大家的是,這個指標并不是數(shù)值越大越好,而是要針對某個具體應用適可而止。為什么呢?因為,這個指標要求越大,在其它條件不變的情況下,意味著漏讀的概率越高,這是客觀規(guī)律決定的,從表二也可以看出。我認為在實際應用中應該重視讀取率的研究,還有一點,如果漏讀了怎么辦?這樣的問題是我們在做實際應用時必須考慮的,補救措施的投入也是和同時要求讀取的數(shù)量相關(guān)的。
以上幾個問題對相關(guān)專業(yè)人士是不難理解的,但對非專業(yè)的有應用需求的各行業(yè)客戶來講,是需要弄清楚的。
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