發布日期：2022-05-20 點擊率：93
RFID技術并不是室內定位應用唯一的解決方案。然而，作為多技術系統的一部分，它是一個非常有效的解決方案。
RFID標簽歷史十分悠久，可以追溯到二戰時期軍用飛機的辨別“友敵”的應答器系統。從那時起，RFID就被用于資產識別系統。最近，它被作為一種實時室內定位的解決方案推向市場。本篇文章簡要概述了RFID的工作原理，如何應用于室內資產跟蹤，以及與其他相似技術的比較。
01RFID的工作原理
RFID系統，即射頻識別，包括兩個部分：一個轉發器(或標簽)，包含可以通過RF讀取的數據;一個詢問器(或讀寫器)，可以讀取轉發器的數據。
這兩個部分之間通信的特定方式(稱為“耦合機制”)決定了系統的覆蓋范圍、復雜性和成本。(這里的“耦合”指的是標簽和讀寫器之間的信息傳輸)目前，市場上存在三種耦合機制:電感耦合、電容耦合和反向散射耦合。
電感耦合
自射頻識別(RFID)技術被研發以來，感應耦合就一直存在，當時的系統包括帶有復雜天線機制的大型標簽，主要用于跟蹤大型物體(如汽車、牛)。電感耦合標簽從讀寫器產生的磁場中提取信息并對其進行調制。讀寫器通過標簽測量電波，并將其解碼為數據。這些系統中使用的磁場會迅速下降，使得電感耦合的有效識別范圍約為1cm到1m。
電容耦合
當大型感應系統成為市場上唯一的選擇時，電容式耦合系統以可降低RFID的成本和尺寸的屬性被研發出來。在讀寫器和標簽上使用導電貼片，通過改變電路的電容來形成電容和信號數據。這些系統之間的范圍非常近(1厘米)，而且補丁的方位很重要，所以典型的應用程序是必須插入到讀寫器的ID卡。隨著電感電路的萎縮，有限的電容系統的市場也在萎縮。
事實上，目前大多數RFID系統都使用某種形式的電容耦合。然而，它們仍然受到遠處磁場強度的影響。為了實現遠距離的通信，射頻識別系統必須使用更高頻率的信號，并依賴于電動的電磁信號。?
反向散射耦合
反向散射耦合是雷達原理模型，讀寫器發射出UHF或微波信號，這些信號碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據的是電磁波的空間傳播規律，識別作用距離大于lm。當然，擴大識別范圍是優點還是缺點取決于用例。
02RFID標簽類型
RFID市場根據RFID標簽的供電方式來劃分類型。標簽是否有可用的車載電源，會影響到它的大小、價格、讀取范圍，以及它是否能夠支持額外的傳感器。
無源標簽
無源標簽沒有內部電源。它們通過吸收讀寫器信號中的一些信息來作出反應。這使得它們便宜、耐用、無噪音(在無線電頻譜中)。由于缺乏一致的數據，它們不能用于編寫和存儲傳感器數據。它們有一個較低的數據選擇范圍，并需要配備高功率，高成本的讀寫器。
半無源標簽
半無源標簽(也稱為“半主動”和“電池輔助”標簽)有一個板載電池。就像無源標簽一樣，它們只在有讀寫器有信號的情況下傳輸。電池既可以為傳感器供電，也可以為天線供電。半無源標簽允許更多的信號反射到讀寫器，也就具備了一個比無源標簽更遠的讀寫距離。它們比無源標簽體積更大，價格更高，而且電池壽命有限。
有源標簽
有源標簽有一個本地電源(例如電池，光電)，并可廣播自己的信號。盡管它們被定義為標簽，但在技術層面而言，它們不依賴于接收和調制讀寫器的信號。相反，它們是短程無線電。從運營的角度來看，這種區別可能并不那么重要，所以我們關注市場，并將它們囊括在這里。與無源標簽和半無源標簽相比，有源標記具有更大識別的范圍(可達1公里)，內存容量、大小和成本也會增加，并且可以與性能較弱的讀寫器一起工作。
03使用RFID技術跟蹤資產
在評估RFID作為資產跟蹤技術的優點之前，需要澄清“跟蹤”的含義。RFID從一開始就被用于某種電子表格意義上的資產跟蹤。它使識別和記錄附近的跟蹤項目變得很簡單。如果你的目標是確保所有通過A號門的火車車廂也通過B號門，或者確認是否有員工進入大樓，那么RFID是一個經過充分測試和驗證的優秀解決方案。
在這些用例中，RFID最直接地與條形碼或QR碼競爭。它具備了一個明顯的優勢，可在遠處進行讀寫。有源或半無源RFID標簽可以提供有價值的傳感器信息，另一方面，與無源標簽匹配的讀寫器的價格并不便宜，而半無源標簽非常昂貴，且使用壽命有限。
一個更具挑戰性的跟蹤類型是獲悉跟蹤資產的實時位置。雖然這是一個相對較新的RFID用例，但市場上已經有很多商業解決方案。
這些方案的工作方式各不相同。有些方案純粹使用RFID進行對象識別，同時利用另一種技術進行測距。那些完全依賴RFID的幾乎全部使用有源RFID標簽。雖有一些研究使用無源RFID標簽，但無源標簽的讀寫器的成本及其系統的低識別范圍，使得它們并沒有在商業上的應用
使用有源RFID標簽的實時定位系統(RTLS)的性能相較于藍牙、藍牙低能(BLE)、WiFi、超聲波和超寬帶(UWB)等競爭性技術而言。RFID主要基于LANDMARC系統，該系統通過比較有源標簽的接收信號強度(RSS)與已知位置的參考標簽的RSS來確定位置。
RFID比BLE的識別范圍更大。與BLE的70米相比，它可以在戶外覆蓋1公里。這在無障礙物的室內環境(如墻壁或地板)中或許不那么重要，但在倉庫或谷倉中，有源RFID標簽的識別范圍可讓企業使用更少的讀寫器，從而降低成本并減少潛在的故障。
RFID作為跟蹤資產解決方案也有一些缺點。就像所有基于RF / RSSI的解決方案一樣，它也有漏洞。由于射頻信號可以穿透墻壁，因此很難確定信號是從哪個房間發出的。有源跟蹤器(尤其是遠程跟蹤器)所使用的高帶寬非常容易受到干擾。而且，與BLE相比，標簽和讀寫器的成本都非常昂貴。
RFID作為整個混合系統的一部分取得了巨大的成功。它提供可靠的識別，可以作為依賴超聲波、紅外線或超寬帶的定位信息系統的一種補充技術而存在。?
結語
目前，RFID技術尚不能為室內定位提供一個獨立的解決方案。在這方面，它并不是唯一的選擇。然而，作為多技術系統的一部分，RFID為室內定位帶來了長達數十年的可靠識別歷史。
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