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适用于多种环境的RFID标签天线研究

来源:RFID世界网

一、RFID标签天线

RFID是无线射频识别技术,也叫做电子标签RFID标签天线是一种通信的感应天线,能够利用射频识别技术自动识别特定的对象[1]。电子标签目前已经被广泛应用在现代人们生活的方方面面。本论文通过对远程宠物管理系统这一项目的介绍,来简要分析对适用于多种环境的RFID标签天线的研究。

二、环境对RFID标签天线的影响

在应用的过程中,都要将RFID标签放到需要识别的物体上。在设计和使用的过程中,一定要考虑实际情况,因为读写器与标签之间还可能隔着包装等。

同时我们还应该意识到,天线的性能也会受到环境等因素的影响。天线周围有水和金属时,这种影响会十分明显。本论文设计的RFID标签天线是一个远程宠物管理系统,经实际验证,这个RFID标签天线能够适用于多种环境。

三、远程宠物管理系统总体描述

(一)主要组成部分

本论文所设计的远程宠物管理系统,采用了最新的双频识别技术,实现了对宠物的远程管理,系统主要由远程宠物电子身份证、远程宠物电子身份识别器、手持PDA读写器和中心服务器四个部分组成。四个部分的具体介绍如下:(1)远程宠物电子身份证:采用2.4~2.5GHz与13.56MHz波段,可存储大量信息,低功耗、低辐射,对宠物健康无负面影响。(2)远程宠物电子身份识别器:识别距离可在50米范围内调节,可穿透障碍物识别宠物电子身份证;(3)手持PDA读写器:基于PDA直接对宠物电子身份证进行识别,手持PDA读写器与PDA之间可通过蓝牙、串口、CF口相连;(4)中心服务器:手持PDA读写器与中心服务器通过蓝牙、无线局域网或GPRS相连。

远程宠物管理系统的产品式样主要分为两种:手持PDA识别器和远程电子身份证。

(二)主要功能

本论文的远程宠物管理系统的主要功能有:(1)宠物电子身份证的远距离识别和读写;(2)宠物定位和搜索;(3)信息公告和发布;(4)丢失宠物查找。

(三)主要性能指标

(1)宠物识别距离不低于50米;(2)宠物移动速度不大于80公里/小时时,对宠物识别没有影响;(3)同时识别的最大宠物数量,不小于300只;(4)电子身份证发射功率小于-3db;(5)识别器的识别速度,不低于300个/秒;(6)宠物电子身份证的功耗小于0.3mW,普通纽扣电池的使用寿命大于2年。

四、远程宠物管理系统技术原理

宠物电子身份证使用了128个频道、2.4G到2.5GHzISM的微波段,频道带宽13.56MHz以及8MHz的双频识别技术,每张宠物电子身份证的ID号全球唯一,并可存储主人、地址、电话、出生日期、防疫信息、图片等大量信息。同时宠物电子身份证可远程加密读写。

远程宠物身份识别器可远距离穿透障碍物搜寻、定位宠物,当宠物防疫过期或为失踪宠物,远程身份识别器可发出报警音和振动提醒,并锁定宠物。

手持PDA读写器可和PDA通过蓝牙、串口、CF口相联,实时读取宠物信息,并发送到PDA上显示,手持PDA读写器可通过蓝牙、无线局域网、GPRS和中心数据库联接,获取最新的宠物信息。中心服务器为数据库服务系统,可以对宠物的相应信息进行查询。

五、项目创新内容

(一)应用创新

目前,对宠物的身份识别主要通过传统犬牌、二维条码、植入式芯片这三种方式。

传统犬牌容易伪造,通过人眼近距离识别,已基本上被淘汰;二维条码较难伪造,但识别距离只有几个厘米,识别时必须抓住宠物,识别效率低;植入式芯片是目前最新出现的宠物识别技术,植入式芯片无法伪造,识别距离可达到几十厘米。但植入式芯片也存在以下两个缺陷:(1)识别距离短,无法在户外识别屋内的宠物;(2)植入方式对宠物存在一定健康影响,许多宠物主人无法接受。

采用双频识别技术的远程宠物管理系统,有很多优势:(1)无法伪造;(2)可远距离穿透障碍物识别,识别距离可在50米范围内调节,可户外对屋内宠物进行身份识别;(3)可授权读写,可根据宠物的状况对识别体进行读写,存储最新的宠物信息;(4)对宠物健康无负面影响;(5)识别速度快,每秒可识别300只宠物,无需抓住、靠近宠物;(6)产品已通过浙江省计量科学研究院检测,相关技术指标满足全部要求。

(二)结构创新

电子犬牌结构小,可悬挂于宠物上,质量轻,对宠物无负面影响,具有卡通、精灵、宠物等多种造型。

六、项目技术开发可行性

(一)项目技术发展现状

本项目涉及的核心技术包括:2.4G~2.5GHz射频识别技术,13.56MHz射频识别技术。下面对目前这些相关技术的研究、开发情况做如下的简要介绍。(1)2.4G~2.5GHz射频识别技术。2.4G~2.5GHzISM频段是使用最多的短距离无线通信频段,基于该频段的短距离无线通信技术已经比较成熟[2],具有公认的标准和产品,如ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、无线USB、无线局域网等。(2)13.56MHz射频识别技术。基于13.56MHz射频识别技术的无线标准有NFC,ISO15693等。主要产品有Philips公司的RC500芯片,Melexis公司的MLX12115等。

七、结束语

本论文简要介绍了远程宠物管理系统,从中我们可以看出RFID标签天线能够适用于多种环境。RFID标签天线技术有着非常广阔的发展前景。


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