一种基于RFID的移动目标监控系统的设计
实验中分别测试了阅读器在不同接收功率下,系统的最大通信距离。
图6是电子标签接发射率为0 dBm,阅读器的接收功率分别为0 dBm、-5 dBm、-10 dBm、-20 dBm时,标签与阅读器的有效通信距离。经测试,在定向天线方向性最优的情况下,系统最大通信距离为33 m。这与公式(1)描述的2.45 GHz短距离无线通信的路径损耗模型基本吻合:本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/157029.htm
系统中阅读器使用的是12 MHz的晶振,经测试,在阅读器范围内,单标签单次扫描时间为32 ms,为了避免因外界干扰及系统误报造成的误判,阅读器采用固定门限值多次判别的方法来提高系统的可靠性。阅读器对同一个标签进行多次扫描,只有成功扫描达到一定次数以后才会进行数据采集,这样提高了系统的可靠性,但降低了阅读器范围内的标签容量。假设标签与阅读器的有效通信距离为S,携带标签的移动目标的移动速度为V,阅读器单标签扫描的时间间隔为T,单标签扫描次数为N,则可以估算出阅读器识别范围内的标签容量n的估算式为:
根据阅读器与标签的通信距离、单标签的扫描时间以及移动目标的移动速度,可以推导出标签扫描次数N、标签容量n及系统数据传输效率三者之间的关系,仿真曲线如图7所示。
图7是在标签发射功率为0 dBm、阅读器接收功率为-20 dBm、,移动目标的速度为1 m/s的情况下,标签扫描次数与标签容量及系统效率的关系图。由图可知,随着单标签扫描次数的增大,阅读器的正确识别率随之提高,而最大可识别标签数却急剧下降。在扫描次数为4~6次时,标签容量和系统识别效率都可以达到一个相对合理的值。因此,在接收功率和发射功率一定的情况下,要综合考虑标签容量和系统误码率,折衷设定一定的标签扫描次数,才能使系统性能最优化。
在高速发展的信息时代,射频识别技术应用正渗透各个领域,要应用于各种复杂的工作环境,其信息的安全可靠传输是人们所关注的热点。本文对2.4 GHz频段下的RFID进行研究和应用实验,较好地解决了系统频率、标签扫描、标签容量和识别效率的关系,系统运行稳定可靠,适用性较强,采用这种模式建立的RFID网络稳定可靠,通信效率高。该系统可以应用于城市公交、地铁等运营系统的监控管理,也可以应用于物流、矿井人员管理等多标签识别的场合。
参考文献
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