發布日期:2022-05-20 點擊率:48
超高頻RFID系統,由閱讀器通過天線發射指令給標簽,完成閱讀器與標簽之間的通信。其中,閱讀器天線、標簽天線以及閱讀器天線與標簽之間的通道涉及到電磁場的相關知識,比較晦澀,但是如果解決不好,會導致系統串讀與漏讀現象發生,這也是超高頻RFID至今不穩定的根本原因所在。小編嘗試以簡單的方式細細分析。
一、串讀原因分析
問題1:下圖1為天線理論課本上常用的天線輻射隨角度變化圖,即天線方向性圖。一般情況下,可使用角度在A點到C點的角度范圍內(A點和C點的功率較B點小一半,即功率小3dB),角度大小由天線決定(涉及天線選型)。然而在超高頻RFID系統中,由于信號是雙向的,所以整個鏈路上,信號功率AC點較B點小6dB,從而導致閱讀距離只有B的0.7倍左右,再考慮到天線極化、標簽天線性能等因素,最大距離大約在0.5左右,從而導致天線最遠閱讀距離和最大閱讀角度之間產生矛盾。在保證A/C點不漏讀的情況下,B點就有可能發生串讀。
圖1 天線方向性圖
問題2:從方向性圖另一個剖面看,天線方向性圖呈現圓形或橢圓形,對于復雜的目標識別區域而言,很難做到剛好覆蓋,如圖2所示,這也會導致了串讀與漏讀之間的矛盾。
圖2 串讀原因分析
二、串讀解決方法-“網格物聯”
借助移動通信中的微蜂窩思想,利用多個小的近場天線進行組合覆蓋是解決RFID串讀可行方法,如圖3所示。其道理非常簡單,這里不再贅述,小編只解釋讀者可能的兩個疑問:1)造價成本問題,由于使用了大量的天線,造價如何解決。小編的答案是A)小天線本身價格低廉;B)小天線無須封裝(天線罩),集成商需要考慮整體的美觀與隱蔽工程;C)采用電控開關等,拓展閱讀器端口,減少閱讀器使用量。2)調低閱讀器功率是否可行,答案是,一定程度上可行,存在問題是:A)由于閱讀器功放是非線性的,功率只能在一定范圍內性能最佳,過低或過高,都不是最佳狀態;B)功率下降12dB,閱讀距離才下降一半,所以一般都是天線選型為粗調而功率調整為細調。
圖3 近場天線應用示意
圖4 智周萬物近場天線產品
三、可能應用前景
由于采用近場天線,從而在RFID系統設計中,猶如在玩"場魔方",江蘇智周萬物科技有限公司所提出的“網格物聯”思路可以有效處理室內、復雜、密集環境下的RFID串讀問題。目前在智能貨架、智能回轉柜、智能槍彈柜以及智能保險柜等典型場景中得到了很好的應用,確認了方法的可行性。
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