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RFID應用系統(tǒng)設計的幾個關鍵問題

2013-08-26 08:04 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:物聯(lián)網(wǎng)世界網(wǎng) 來源:物聯(lián)網(wǎng)世界網(wǎng)
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    對超高頻天線一樣,這個天線的形狀,這個標簽種類繁多,每種天線幾何尺寸都有它最適合應用的場合,為什么會出現(xiàn)這種情況?比如簡單的半波長偶極子天線的總長度,理論計算如果在860-960MHz的話,你要理論計算的話,這個超高頻標簽的天線長度應該是16公分,這160mm公分貼在礦泉水瓶也不行,貼在酒瓶上也不可以。那怎么辦呢?于是要小型化,一小型化,我們右下角這個圖就要更小型化,我無非就是做更多的彎折,這一彎折天線的面積就小了,但是它的性能也會變化。第二阻抗匹配,電感要和芯片電容相互匹配,這個方法有很多,橫條加載、感性耦合、容性耦合等等各種各樣的方法。舉個例子,你看下面是一個超高頻的偶極子天線,上面我加一條橫條,調(diào)節(jié)這個橫條和下面偶極子天線之間的間距,我就可以調(diào)節(jié)這樣一個標簽它的阻抗,這樣我就可以讓天線的阻抗和芯片的阻抗相互匹配,這個性能是最佳的。
    通過做這樣一系列的事情,如果涉及應用金屬、液體環(huán)境上的標簽,還有涉及圓極化對方向不敏感的標簽都要做各種設計,最大的設計就是改變天線的形狀,這個形狀一改變之后會對超高頻芯片它的頻率特性、讀寫特性都會產(chǎn)生影響。這個影響我們怎么分?它的幾何參數(shù)以這些來做參考,包括中心回路,這個矩形就是做這個阻抗匹配的,這個矩形的長寬是什么,它的線條粗細如何,焊接芯片處形狀如何,這是一個。第二有線形輻射面和面狀的輻射面,這個輻射面我也有一系列的幾何尺寸,根據(jù)這個東西我就拿一個經(jīng)典的標簽,這是應用在商標上的,是酒的商標或煙商標,左上角是開了一個實際標簽,這是我建立的一個仿真模型,你看它有參數(shù),一個參數(shù)中間的阻抗頻率有長度和寬度,旁邊有四五個彎折,那是一個線形的輻射面,然后兩邊有面狀輻射面。根據(jù)剛才的理論,現(xiàn)在第一步調(diào)整參數(shù),首先我可以分析一下,通過仿真或者通過實際測試我可以知道UHF天線的方向圖,和我們的理論上應該是一樣的,比如我下面,我把中間的阻抗匹配圖的線寬加寬,這一加寬你會發(fā)現(xiàn)它是影響阻抗的,但是它對中心頻點不會產(chǎn)生影響。第二,我可以把外面面狀輻射面,原來是這么寬的我把它加寬了,這一加寬,你一分析發(fā)現(xiàn),原來外面輻射面的長度是影響標簽的頻段和都會發(fā)生變化,通過這種的方式你對超高頻就認識比較深刻了,以后你就會根據(jù)應用的需求來選擇適合的標簽,這是第一個標簽天線的設計。
    第二個標簽的連接,這個以前我講過,這一箱里放的是鐵罐的王老吉,另外是塑料瓶子的農(nóng)夫山泉瓶,移速電磁波打到它這個側(cè)面,電磁信號是不一樣的,我們做了一個工具,大家卡右上角這個圖,我打這個標簽沿著這樣一個側(cè)面一變之后,這個軟件工具就會告訴你畫出這樣一個熱點圖,這個熱點圖告訴你綠色的是貼標簽,射頻信號好的地方,你貼在這個位置讀取率會比較好一點,你貼在紅色的地方,可能就難以讀取,這就是標簽的空間部署。
    第三傳感標簽,大家看這款它的基材是用石蠟,石蠟隨著溫度的不斷升高,它從固態(tài)變成液態(tài),這樣一變化不要緊,天線的幾何形狀、空間形態(tài)就會變化,這一變化阻抗就會發(fā)生變化,根據(jù)外面溫度變化、阻抗變化和頻率變化之間的關系,我可以把這樣一個標簽做成溫度傳感標簽,也就是我不需要外加傳感器,而我這個標簽本身就是一個傳感器,通過我這個射頻識別,短記錄通訊,我可以把這個數(shù)據(jù)發(fā)射出來。第二個這是設計的一款標簽,這個標簽就像區(qū)別人一樣,但是如果我兩邊把它用力一拉,一拉以后它的形狀發(fā)生變化,形狀發(fā)生變化,它的阻抗率發(fā)生變化,我一樣可以看外面的重力和標簽幾何之間的關系,我可以做成一個力學上的研究,這是傳感標簽。
    前面我跟大家講了一下標簽方面我們應該注意什么問題,第二個讀寫器,讀寫器在實際應用過程中,我們很多制造業(yè)是很想利用RFID技術,但是經(jīng)常碰到問題。比如這是一個汽車制造廠,它的叉車像周轉(zhuǎn)箱,帶著一系列的汽車沖壓電要出庫了,但是你讀這個籠子的時候,它旁邊還有很多固定的籠,你不一定把叉車叉出來的標簽讀到了,有可能把旁邊很多不該讀的也讀到了,這時候廠商就束手無策了。我們的Alien讀寫器有很強的功能,有些讀寫器可以靜止的標簽不讀,它只讀運動的標簽,就是這個讀寫器,這個讀寫器你可以甚至參數(shù),它只把運動的標簽讀取,把靜止的標簽全都給過濾掉了。通過這個方式,這個叉車叉這個貨物出來,這個標簽是要讀的,那些靜止放在旁邊的就可以不讀,當然由于多靜效應會產(chǎn)生一些影響,于是第二步還可以干什么?這個叉車叉的貨物出來,正對門叉車叉的籠子,它在門閘天線的正中,這個時候收到的信號強度最強。于是你可以做一個試驗,當信號強度強到什么時候這個標簽就是我應該閱讀的標簽,低到什么程度我就直接把它扔掉,這是第二。第三讀取次數(shù),這個標簽一過來不是讀一次,可能讀兩次、讀幾次,但是正是在這個信號讀寫器天線正中位置的時候,這個標簽讀取的次數(shù)會最多,在旁邊讀取的次數(shù)會最少。這樣一做試驗,最后我們可以得到采用一個復合的,什么事都不用干,在座的只要對讀寫器讀他多個參數(shù)的值,就可以提高倉庫門的讀取率。
    第二個讀寫器和應用環(huán)境的匹配,在設頻信號不友好的環(huán)境中,如果不是一次過一個,而是一次過幾十個甚至上百個,而且這個標簽還比較密集,還有旁邊有一家企業(yè)它是48個門,每個門都要叉車叉?zhèn)€貨物上來,每個叉車里有60只標簽,這時候多讀寫器同時工作,這時候你要分析它的話,它給你提出了一個密集讀寫器的模式DRM的工作模式,如果你在射頻友好的情況下,可以用高速的模式。于是,我怎么樣根據(jù)外界的環(huán)境應用情境,我通過一系列的研究,看外面,比如它的標簽密度,這個標簽運動速度和這個協(xié)議參數(shù)數(shù)字之間的關系,你了解這個關系之后就可以更好的利用這個讀寫器。

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