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浅析提高RFID系统数据读取率的方法

  • 时间:2022-04-15
  • 作者:鸿陆技术
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众所周知,RFID技术是无线射频识别技术的英文简写,是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对RFID电子标签(或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的。在识别系统中,通过电磁波实现RFID电子标签的读写与通信。根据通信距离,可分为近场和远场,为此RFID读/写设备和RFID标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。



RFID技术能够在减少人力物力财力的前提下,更便利的更新现有的资料,使工作更加便捷。但是,就目前来看,RFID的发展仍然存在较多瓶颈,其中数据读取率不高就是主要瓶颈之一。


下面我们结合RFID系统在实际应用中遇到的问题以及针对RFID读写器识读范围存有盲区、不同阅读点存有多余数据、RFID读写器间相互干扰等因素而导致系统读取率不高的原因,来分析提高RFID系统数据读取率的方法。


导致RFID系统读取率不高的原因主要在于:阅读器的识读范围存有盲区,不同阅读点存有多余数据,阅读器相互干扰等。针对上述问题,我们从以下几个来方面进行分析。


1、完善软件设计


目前,通过优化配置的RFID系统的硬件设施基本都可以满足数据读取率的需要,而且随着RFID读写器价格下降,最终用户已经可以在他们的应用场所轻松部署大量RFID读写器,这不仅解决了漏读问题,同时还可以从这些系统中获取更多有用信息。


但是,随之而来的新问题是:多余的数据读入或者交叉数据读入(简单描述:就是‘一个不该在某位置被读取的标签被一台不该识读这枚标签的RFID读写器读到了’)。那么,LV定位逻辑在RFID系统中就比较必要了。


LV定位逻辑的核心是基于‘从空间位置上挑出需要的读出数据同时过滤掉不需要的读出数据’。结果是正确和精确的标签位置从全部RFID阅读器所获取的结果中析取出来。简而言之,LV定位逻辑就是根据整个RFID读写器系统驻留的数据集合而形成的一个基于消除‘多余’读出数据的软件算法。对于多个阅读写器之间由于工作范围重叠造成冲突的问题就得到了很好的解决。


对于电子标签冲突,在高频频段,标签的防冲突算法一般采用经典ALOHA协议。使用ALOHA协议的标签,通过选择经过一个随机时间向读写器传送信息的方法,来避免冲突;在超高频频段,主要采用树分叉算法来避免冲突。


此外,可以对软件进行其他优化设置。譬如,在电子门票系统中,RFID读写器的扫描时间间隔可以通过软件设计成自适应调节扫描时间的方式工作。对于人流量较大的情况下,通过软件控制让RFID读写器的扫描频率加快工作,防止漏读;而在人流量较少的情况下,可以将其扫描频率相对降低,从而避免冗余数据的出现。


2、合理优化硬件配置


在RFID硬件方面,首先必须要弄清一个问题。那就是你真正的‘需求是什么’。不要盲目认为‘价格贵、读取范围越大、频率越高就越好’。正所谓‘量体裁衣’、‘适合’自己的才是最好的。在此认知基础之上,可以选择与实际需求相符的硬件设备。适当的听取专业人士的建议是非常有必要的。



同时,考虑将所有的RFID标签和RFID读写器看作一个完整的‘数据网络’,做到合理优化硬件配置,从而使整个系统发挥最大的功效。以门禁系统为例,为了防止RFID阅读器的识读范围存有盲区,导致出现漏读的情况,可采取通过增加RFID读写器或RFID天线的个数来补偿读写器识读范围存在盲区的缺陷或直接购买已经集成好设备的RFID通道门禁;为了防止读写器间相互干扰,可采取在空间上相对隔离RFID读写器或RFID天线的办法来避免相互干扰。此外,根据实际需求,通过适当调整天线布局和天线发射功率等方法,也可以提高RFID系统的数据读取率。


3、融合其它技术


a. 与 WIMAX、4G、GPS、北斗等通信技术的融合

WIMAX、4G、GPS、北斗与RFID技术的融合,正在各方的积极参与中而不断前进。RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非接触识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。成本的节约和效率的提升,促使RFID技术成为各个行业实现信息化的重要切入点。它们将构建一个能够满足多种应用环境需求、生成丰富应用的无线宽带网,扩大了RFID技术的应用领域。


b. 与传感器技术融合

在未来几年,RFID技术的一个重要应用趋势是将RFID与传感器组合在一起应用的设备,目前已经开始实施(比如RFID测温标签、RFID声光标签……)。由于RFID抗干扰性较差,而且有效距离一般小于数10m,这对它的应用是个限制。将WSN(无线传感器网络)同RFID结合起来,利用前者高达100m的有效半径,形成WSID网络,这将大大弥补RFID系统自身的不足。


c. 与生物特征识别融合

生物特征识别技术是为了进行身份验证而采用自动技术测量其身体特征或个人行为特点,并将这些特征或特点与数据库的模板数据进行比较,完成认证的一种解决方案。生物特征识别系统捕捉到生物特征的样品,惟一的特征将会被提取并且被转化成数字的符号,这些符号被存成个人的特征模板。人们同识别系统进行交互,认证其身份,以确定匹配或不匹配。目前常用的生物特征识别技术有指纹、掌纹、人脸、语音、视网膜、签名识别等等。


总之,RFID系统与其他技术融合势在必行,目前已取得了巨大的成果。解决了RFID系统数据读取率不高的问题,必定会使RFID技术被广泛采用,最终将同条码技术一样深入并慢慢延伸到各行业的方方面面,对行业提高作业效率和经济效益起到关键性作用。


4、发挥中间件作用


RFID中间件将信息由一个程序传达到另一个程序或多个程序,是位于应用系统与RFID系统之间的数据信息的传递。值得一提的是,RFID中间件除了能传递信息外,还包括安全性、解译数据、错误恢复、数据广播、找出符合成本的路径、定位网络资源等服务。RFID中间件解决了RFID数据的安全性、数据格式转换和可靠性问题。它屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性,为后台业务系统提供了强大的支撑,从而驱动更广泛、更丰富的RFID应用。



RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色,从应用程序端直接调用RFID中间件构架所给出的标准通用接口,实现对扫面范围内的标签数据进行操作。中间件一头连接读写器数据接口,另一头连接应用程序数据接口,它有效的实现了应用程序与RFID电子标签两者之间的数据传递,降低了数据的传递、数据的读取难度。既降低了应用程序的复杂性、开发难度,同时也使系统更加方便地进行优化改进和系统维护。


因此,即使存储RFID标签信息的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代, 甚至RFID读写器种类增加等情况发生时,应用端也不需修改。这不仅有效解决了数据读取率的问题,而且也省去多对多连接的维护复杂性等其他问题。RFID中间件未来在面向服务的架构和商业信息安全问题应用方面都会有非常好的发展前景。


虽然,RFID技术仍然存在诸如读取率不高等一些技术和应用上的问题,但我们相信RFID在未来的发展会越来越好。在不久的将来,中国作为全球的制造业基地,将是未来全球最大的RFID应用市场。


(图文来源于网络,侵删)

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