發布日期：2022-05-20 點擊率：66
射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)技術是一種利用射頻通信實現的非接觸自動識別技術，具有高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別等特點，廣泛應用在物流、制造、交通運輸、醫療、防偽、資產管理等公共信息服務行業[1]。UHF RFID具有防碰撞性能強、傳輸數據量大的特點[2]。UHF頻段的RFID標簽是RFID系統最重要組成部分，如其一致性不滿足要求將直接導致RFID識別率和準確率的下降[3]，從而影響RFID系統的實際應用。針對一致性檢測的技術手段還是空白，本文從實踐測試出發，提出RSSI的近場檢測技術。
1 RFID標簽一致性及檢測技術
RFID標簽一致性是指標簽的基本特性相同，其他特性相類似，將基本特性量化，并通過技術手段鑒別[4]。本文描述的RFID標簽一致性,是針對UHF頻段RFID標簽讀寫性能，這一特性對于RFID標簽是最基本、最重要的特性，也是很難批量檢測的特性。
標簽一致性采用近場檢測技術，而不是采用遠距離檢測,是因為實驗室遠距離檢測需要具備遠距離條件的場地和建設配套的大型屏蔽室。其建設周期和建設成本是限制遠距離檢測標簽一致性的重要因素。
本文采用接收信號強度指示進行數值量化，通過近場射頻識別技術，對屏蔽環境下的RFID標簽批量檢測一致性。其中近場射頻識別采用0.1 mm近場天線作為檢測采集終端。
2 近場天線的研制
在UHF射頻識別系統中，偶極子天線及其變形結構是最常用的天線，本文所涉及的近場天線是基于傳統的半波長偶極子天線變換成長方形結構以便實現小型化。UHF頻段近場天線采用彎折偶極子天線結構，可極大地減小天線的尺寸。
根據能量轉換原理，Etotal=Er+EH。其中Etotal為發射機的總能量，它可以通過天線的S(1，1)表征，S(1，1)很低[8]，表示對天線輸入端來說能量反射很小，因而Etotal較大。Er為電場輻射能量，可通過Rr表征Er， Rr較小，說明Er較小，因此HT(轉換為磁場的能量)很大，證明了此天線為近場天線。
整體天線的制作是將天線元件構建在FR4基板，板厚2 mm、介電常數4.7的印刷電路板上。需要介電常數相對較高的材料來將從天線后部放出的RF輻射級最小化。
實際制作的天線諧振頻率為915 MHz，阻抗帶寬為907~922 MHz共15 MHz。測試結果與仿真結果吻合較好，并具有一致性。接上閱讀器進行實際測試，讀寫距離在0.1 mm~5 mm，性能穩定，滿足UHF頻段檢測讀寫器天線要求。
3 RSSI一致性檢測
接收信號強度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator)是指真實的接收信號強度與最優接收信號強度等級間的差值，它的實現是在反向接收通道基帶接收濾波器之后進行的。在無源射頻識別(RFID)系統讀寫器中主要是指標簽反射信號的信號強度。由RSSI指示產生的檢測法因為借助較少的硬件設備來實現，所以是一種廉價的檢測技術。
本實驗采用屏蔽罩，保證內部測試環境參數相對穩定，能夠有效屏蔽外界的電磁干擾。前向鏈路ERP在載波頻率為922.5 MHz的臨界狀態值為11 dBm。通過抽樣統計分析方法，獲得RFID標簽批次一致性的閾值，作為批量檢測的依據。
將滾筒標簽按順序標號為T1…Tn，并在測試機控制下往返測試10次M1…M10。N個待測標簽接受信號強度值的平均值RSSIm平均為:
射頻識別RFID電子標簽檢測機使用卷筒式電子標簽套裝，標簽的頻段為900 MHz，對18000-6C協議的電子標簽性能及協議檢測，適用標簽的寬度2 cm~10 cm，檢測速率為10 000 pcs/h，可進行讀檢測及寫EPC功能，可進行超高頻電子標簽的“TID”“EPC”“KILLPWD”這些功能初始化以及讀操作。調節設置讀寫器天線的功率、鏈路、標簽鎖及解鎖操作。該設備采用全自動控制，具有變頻調速、自動記米數、記張數、設定長度自動停車、報警、放卷、自動糾偏控制、氣脹軸收料、張力控制等功能，整機結構緊湊，具有速度快、分切準確、操作簡單、運行平穩等優點。
本文在分析RFID標簽一致性及其檢測技術基礎上，提出近場天線技術作為數據采集手段，分析彎折偶極子天線作為近場天線，實現0.1 mm近場天線的方法，采用RSSI及數理統計作為一致性檢測參數，并確定檢測閾值。采用超高頻RFID標簽一致性檢測技術，實現全自動快速批量檢測，提高快速檢測手段，對于RFID標簽在商業應用中大批量應用具有重要意義。
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