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(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對(duì)面交流
  海量資料庫(kù)查詢

　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(huì)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(cè)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(cè)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(cè)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(wú)線通信的路徑損耗模型基本吻合：

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157029.htm

　系統(tǒng)中閱讀器使用的是12 MHz的晶振，經(jīng)測(cè)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(mén)限值多次判別的方法來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。閱讀器對(duì)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(huì)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(mén)，單標(biāo)簽掃描次數(shù)為N,則可以估算出閱讀器識(shí)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(shí)別率隨之提高，而最大可識(shí)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(shí)別效率都可以達(dá)到一個(gè)相對(duì)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(shí)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(duì)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(shí)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(yíng)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(shí)別的場(chǎng)合。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉寶杰，許勇，李柏.RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理中的應(yīng)用[J]. 技術(shù)與創(chuàng)新管理，2007,28(1):90-93.
[2] 張益強(qiáng),鄭銘,張其善.遠(yuǎn)距離無(wú)源射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].遙測(cè)遙控, 2004,25(4):45-49.
[3] 游戰(zhàn)清，李蘇劍.無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)理論與應(yīng)用[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2004:29-32，70-71.
[4] 全晶.射頻識(shí)別系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].上海：華東師范大學(xué)信息學(xué)院電子系,2006:53-56.
[5] 張宏海，劉志峰，王建華，等.RFID系統(tǒng)中識(shí)讀器的設(shè)計(jì)與研究[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2006,22(7-2):238-240.
[6] FINKENZELLER K[德].射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)——無(wú)線電感應(yīng)的應(yīng)答器和非接觸IC卡的原理與應(yīng)用[M].
北京:電子工業(yè)出版社,2001:19-20，89-90，122-124.