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超高频商用RFID标签性能的实验研究

张付建  
【摘要】:在过去的18年中物联网(Internet Of Thing)已经成为了信息物理工业革命的专有代名词了,实现万物相连的场景已经不再遥远了,作为物联网关键技术之一的射频识别(Radio Frequency Identification)技术也迎来了发展的春天,成为了全球高校和科研机构的研究热点,同时射频识别技术也是继条形码技术后的一种通过电磁耦合达到非接触式自动识别技术。因为RFID技术具有远距离的非接触识别,永久存储,可重复使用,穿透性强,成本低廉、体积小等特点;所以越来越多的RFID产品应用到了我们日常生活和工作中,如小区的门禁系统、仓库管理、物流追踪等;但正是由于射频识别技术应用越来越广泛,应用的环境也变得越来越复杂,对RFID标签性能的要求也越来越高,那么针对RFID标签性能的测试的需求也变得尤为迫切。所以针对提高RFID系统的性能测试也成为了射频识别技术应用的研究重点。在此背景下,本文针对RFID标签常用到的场景,归纳出了标签四个非常重要的性能指标:标签之间的安全间隔距离、标签的最大读取范围、不同材质的介质对标签性能的影响以及EPC协议参数对标签性能的影响。经过对这四个性能指标的全面分析后,设计了一套针对超高频商用RFID标签读取性能的测试方案,并且通过该测试方案能够测试标签的以上四个性能指标。该测试方案主要是在室内环境下将四个相同型号的标签等间距的附着在同一个介质上,通过标签间的间隔距离和标签反射回来的信号强度变化关系来确定标签的安全间隔距离;将每种类型的标签分别附着在木头、塑料、纸三种介质上来测试每种标签在三种材质上的性能表现;通过改变标签与读写器天线之间的距离来测试不同标签的最大读取范围;最后修改读写器与标签通信的反向链路的编码方式测试不同的编码方式对标签性能的影响。测试结果表明标签的性能在不同介质下是不一样的,标签的性能与介质的相对介电常数成正比;标签的实际性能如标签的最大通信范围和标签供应商提供的理论参考值是有一定的差异的,所以用户在使用的时候一定要仔细斟酌;另一方面反向链路中采用Miller4编码方式时标签的读取性能最好。本测试系统能够测试出标签的真实性能,不但给用户在选择标签时提供合适参考建议,同时对标签的制作和应用也具有非常好的指导意义。


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