新的系統(tǒng)可以同時(shí)測(cè)試多個(gè)標(biāo)簽,快速確定天線設(shè)計(jì)方案
研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)成功一種新的系統(tǒng),可以同時(shí)測(cè)量數(shù)百個(gè)RFID標(biāo)簽和快速測(cè)試新的RFID標(biāo)簽原型。
Georgia技術(shù)學(xué)院的助教 Gregory Durgin說:“這個(gè)測(cè)試系統(tǒng)可以測(cè)量被其它標(biāo)簽覆蓋的標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度,虛擬快速測(cè)試各種天線配置和多重天線,從而節(jié)省試驗(yàn)標(biāo)簽的組裝時(shí)間?!?BR>
這項(xiàng)研究得到美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助,項(xiàng)目主持人是學(xué)院的畢業(yè)研究生Anil Rohatgi和在讀研究生Joshua Griffin,研究論文今年4月在IEEE國(guó)際年會(huì)RFID專題會(huì)議上面宣讀。
RFID標(biāo)簽應(yīng)用廣泛,如庫(kù)存管理、貨品跟蹤、票務(wù)處理、證件識(shí)別、航空行李安保等。無源標(biāo)簽的組成主要有集成電路,用于儲(chǔ)存和處理數(shù)據(jù);天線用于應(yīng)答來自RFID讀取器的射頻電波。無源標(biāo)簽會(huì)吸收部分來自讀取器的射頻電波能量,將其轉(zhuǎn)換為反射信號(hào),反射信號(hào)內(nèi)部包含有來自標(biāo)簽儲(chǔ)存器的信息。這種技術(shù)效果稱作反向散射。
如果有數(shù)個(gè)RFID標(biāo)簽位于讀取器附近,讀取器會(huì)首選和信號(hào)最強(qiáng)的標(biāo)簽進(jìn)行通信,然后使其休眠防止重復(fù)通信。接著讀取器與信號(hào)較強(qiáng)的標(biāo)簽進(jìn)行通信......,整個(gè)過程會(huì)花費(fèi)不少時(shí)間。
Durgin說:“我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)際是費(fèi)用較低的防沖突系統(tǒng),接收的是多重獨(dú)特的信號(hào),從而避免不斷重復(fù)的操作過程。”
系統(tǒng)由三個(gè)部分組成:發(fā)射器、接收器、仿真器。仿真器模擬集成電路的功能。發(fā)射器發(fā)射電波到天線。仿真器與天線連接,所以接收器得到的是每個(gè)標(biāo)簽的獨(dú)特的頻譜信號(hào)帶。
這樣每一個(gè)天線發(fā)射的信號(hào)都各不相同,所以系統(tǒng)可以同時(shí)測(cè)量各個(gè)標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)的強(qiáng)度。采用這樣的方法試驗(yàn)小組可以同時(shí)測(cè)量多達(dá)256個(gè)天線的信號(hào)強(qiáng)度和方位,大約分布在讀取器周圍20英尺x 20英尺范圍。
他補(bǔ)充說:“如果需要測(cè)試新的工作頻率和信號(hào),我們只需改變仿真器信號(hào)即可。如果通過制作新的芯片,就會(huì)花費(fèi)10萬(wàn)美元的成本。另外我們還可以為用戶提供各種天線配置的仿真模擬試驗(yàn),與原先的方法比較時(shí)間和費(fèi)用都是成倍降低?!?BR>
各種天線配置的測(cè)試至關(guān)重要,因?yàn)镽FID的可讀性和天線的功能與標(biāo)簽天線以及讀取器的相對(duì)位置和方向密切相關(guān)。
這次研究人員設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)工作頻率為915 MHz,是常用的超高頻無源RFID工作頻率。目前他們還在進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)的工作頻率,現(xiàn)在他們已經(jīng)可以測(cè)試5.7 GHz工作頻率的天線。
他說:“工作頻率更高時(shí),雖然標(biāo)簽固定不變,天線的信號(hào)則由于電磁效應(yīng)可以更加容易穿越障礙物,從而達(dá)到更好的工作效果。另外,更高的工作頻率可以縮小天線的尺寸,也就是說一個(gè)標(biāo)簽上面可以放置更多天線,產(chǎn)生更多的通信能量。通常標(biāo)簽與讀取器的距離在1英尺左右,工作頻率提高以后,RFID標(biāo)簽的讀取距離和讀取可靠性都會(huì)大大改善?!?BR>
他補(bǔ)充說:“這個(gè)測(cè)試系統(tǒng)是我們對(duì)各種RFID標(biāo)簽天線評(píng)估的開始。隨著工作頻率的不斷提升,必定導(dǎo)致讀取距離加大和讀取可靠性提高?!?(文/莊表微)