隨著超高頻射頻識別技術(shù)的發(fā)展,RFID自動識別技術(shù)應(yīng)用廣泛,為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。上海營信依托場景化定制的抗金屬標(biāo)簽、倉儲物流標(biāo)簽等RFID電子標(biāo)簽,深度研究RFID遠(yuǎn)距離讀卡技術(shù)原理、特點(diǎn),分析反向散射調(diào)制方式、識別距離影響因素,以及讀寫沖突與防沖突算法,有效解決遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)沖突問題。

遠(yuǎn)距離RFID讀卡器核心原理
1)遠(yuǎn)距離RFID的組成
RFID系統(tǒng)包含電子標(biāo)簽(TAG)、讀寫器(Reader)和計算機(jī)及應(yīng)用軟件。電子標(biāo)簽由內(nèi)置天線和RFID芯片組成,搭配抗金屬標(biāo)簽可適配車輛管理等工業(yè)場景;讀寫器由天線、控制單元、射頻收發(fā)前段和通信接口組成,負(fù)責(zé)讀寫標(biāo)簽信息;計算機(jī)和應(yīng)用軟件通過通信接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
2)遠(yuǎn)距離RFID的工作原理
讀寫器與電子標(biāo)簽組成應(yīng)答器,讀寫器發(fā)射特定頻率無線電波驅(qū)動電子標(biāo)簽送出內(nèi)部數(shù)據(jù),讀寫器接收解讀數(shù)據(jù)后,交由應(yīng)用程序處理,適配倉儲物流標(biāo)簽等多場景數(shù)據(jù)管理需求。

遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)特性與影響因素
2 遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)
無源遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主流為UHF頻段(讀寫距離超十米),相比2.45 GHz系統(tǒng)優(yōu)勢顯著:
1)實(shí)時性:自動讀出ID號,實(shí)時響應(yīng);
2)防偽性:微波標(biāo)示不可偽造、更改和復(fù)制,適配服裝防偽標(biāo)簽場景;
3)聯(lián)網(wǎng)性:通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控物流,適配倉儲物流標(biāo)簽管理;
4)準(zhǔn)確性:信息讀取準(zhǔn)確率達(dá)99.99%;
5)低成本:單標(biāo)簽使用成本僅數(shù)元;
6)可靠性:適應(yīng)多塵、潮濕等惡劣環(huán)境,抗金屬標(biāo)簽表現(xiàn)突出;
7)壽命長:無源卡設(shè)計,終身免維修;
影響遠(yuǎn)距離RFID讀寫距離的因素:
1)讀寫器RF輸出功率、反射能量、射頻卡功耗、接收能量與靈敏度;
2)射頻卡和讀寫器天線的有效接收/反射截面積;
3)視場范圍相同時,頻率升高會減小無源RFID系統(tǒng)作用距離。

相關(guān)案例:應(yīng)用UR5256實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)垃圾收運(yùn)車輛管理

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遠(yuǎn)距離RFID關(guān)鍵性傳輸技術(shù)
遠(yuǎn)距離RFID通過電磁波傳輸信息,采用反向散射調(diào)制的能量傳輸方式,分為兩個方向:
1)閱讀器到標(biāo)簽的能量傳輸
讀寫器發(fā)射功率PTX與天線增益GTX的乘積為有效輻射功率EIRP,電子標(biāo)簽吸收的最大功率與發(fā)射信號功率密度S成正比。無源RFID標(biāo)簽依靠電磁場供電,低功耗芯片(數(shù)十微瓦至數(shù)微瓦)搭配抗金屬標(biāo)簽,識別距離可達(dá)50米以上。
2)電子標(biāo)簽到閱讀器的能量傳輸
標(biāo)簽返回能量與雷達(dá)散射截面面積成正比,受目標(biāo)特性(大小、材料)和電磁波特性(極化方向、波長)影響。頻率增高會減小作用距離,保持同等距離時,UHF系統(tǒng)基站發(fā)射功率遠(yuǎn)低于2.45 GHZ、5.8 GHz系統(tǒng)。

應(yīng)用案例:RFID應(yīng)用于服裝智慧門店試衣魔鏡

應(yīng)用案例:RFID應(yīng)用于服裝智慧門店服裝試穿信息收集
遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)防沖突算法
遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)的沖突問題
遠(yuǎn)距離無源RFID系統(tǒng)易出現(xiàn)多卡沖突,需通過仲裁技術(shù)解決,核心方法為Binary和Aloha:
1)Binary多卡沖突仲裁
通過狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)(Power-OFF、Ready、ID、Data_Exchange),識別卡配備8bit計數(shù)器和1bit隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,讀寫器通過Group_Unselect/Group_Select命令運(yùn)行仲裁算法,信道利用率達(dá)43%,識別率高但時延長、安全性較差。
2)Aloha算法
基礎(chǔ)Aloha協(xié)議吞吐率低,適用于只讀標(biāo)簽;時隙Aloha算法采用TDMA方法,提升吞吐率;動態(tài)時隙Aloha算法可動態(tài)調(diào)整時隙數(shù)量,但三類算法均存在隨機(jī)性,信道利用率低、可靠性不足。
實(shí)際應(yīng)用需根據(jù)場景選擇算法,如倉儲物流標(biāo)簽管理優(yōu)先考慮識別率,服裝防偽標(biāo)簽場景可兼顧效率與可靠性。
工業(yè)級RFID讀寫器產(chǎn)品應(yīng)用
RFID超高頻UHF網(wǎng)絡(luò)接口讀寫器UR5208:902-928MHz電子標(biāo)簽一體機(jī),支持EPCglobal UHF Class 1 Gen 2 / ISO 18000-6C/6B協(xié)議,適配RS232、TCP/IP等接口,廣泛應(yīng)用于停車場管理、環(huán)衛(wèi)車管理、倉儲物流、產(chǎn)線管理等場景,搭配抗金屬標(biāo)簽使用效果更佳。
RFID超高頻UHF網(wǎng)絡(luò)接口讀寫器UR5208
RFID超高頻分體式電子標(biāo)簽讀寫器UR6258:基于IMPINJ R2000芯片開發(fā),支持多協(xié)議與RS232、RJ45接口,4個外接TNC天線接口,適配倉儲物流庫位標(biāo)簽、醫(yī)療耗材防水標(biāo)簽等場景,應(yīng)用于倉儲管理、物流分揀、醫(yī)療耗材柜等RFID系統(tǒng)。
Binary和Aloha算法各有優(yōu)劣,設(shè)計系統(tǒng)時需結(jié)合場景選擇:如車輛管理、倉儲物流等大量標(biāo)簽場景優(yōu)先選Binary算法,服裝防偽等輕量場景可選用Aloha算法,搭配營信場景化定制的RFID標(biāo)簽可進(jìn)一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。
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上海營信專注于研發(fā)生產(chǎn)RFID電子標(biāo)簽/閱讀器/天線/手持終端和系統(tǒng)集成。核心產(chǎn)品覆蓋全場景需求:工業(yè)環(huán)境用耐高溫防腐蝕工業(yè)載碼體、ABS 外殼標(biāo)簽;圖書檔案管理用不干膠標(biāo)簽、圖書標(biāo)簽;身份識別領(lǐng)域 IC 卡、彩印 PVC 標(biāo)簽;工器具管理用 PCB 標(biāo)簽、抗金屬軟標(biāo)簽;資產(chǎn)管理用扎帶標(biāo)簽、巡更標(biāo)簽;倉儲物流用庫位標(biāo)簽、托盤標(biāo)簽;服裝行業(yè)用洗滌標(biāo)簽。歡迎與我們合作,上海營信,經(jīng)營誠信 值得您信賴。
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