射頻識別RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸自動識別技術(shù)，具有高速移動物體識別、多目標(biāo)識別和非接觸識別等特點，廣泛應(yīng)用在物流、制造、交通運輸、醫(yī)療、防偽、資產(chǎn)管理等公共信息服務(wù)行業(yè)[1]。UHF RFID具有防碰撞性能強、傳輸數(shù)據(jù)量大的特點[2]。UHF頻段的RFID標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)最重要組成部分，如其一致性不滿足要求將直接導(dǎo)致RFID識別率和準(zhǔn)確率的下降[3]，從而影響RFID系統(tǒng)的實際應(yīng)用。針對一致性檢測的技術(shù)手段還是空白，本文從實踐測試出發(fā)，提出RSSI的近場檢測技術(shù)。

1 RFID標(biāo)簽一致性及檢測技術(shù)
    RFID標(biāo)簽一致性是指標(biāo)簽的基本特性相同，其他特性相類似，將基本特性量化，并通過技術(shù)手段鑒別[4]。本文描述的RFID標(biāo)簽一致性,是針對UHF頻段RFID標(biāo)簽讀寫性能，這一特性對于RFID標(biāo)簽是最基本、最重要的特性，也是很難批量檢測的特性。
    標(biāo)簽一致性采用近場檢測技術(shù)，而不是采用遠距離檢測,是因為實驗室遠距離檢測需要具備遠距離條件的場地和建設(shè)配套的大型屏蔽室。其建設(shè)周期和建設(shè)成本是限制遠距離檢測標(biāo)簽一致性的重要因素。
    本文采用接收信號強度指示進行數(shù)值量化，通過近場射頻識別技術(shù)，對屏蔽環(huán)境下的RFID標(biāo)簽批量檢測一致性。其中近場射頻識別采用0.1 mm近場天線作為檢測采集終端。
2 近場天線的研制
      在UHF射頻識別系統(tǒng)中，偶極子天線及其變形結(jié)構(gòu)是最常用的天線，本文所涉及的近場天線是基于傳統(tǒng)的半波長偶極子天線變換成長方形結(jié)構(gòu)以便實現(xiàn)小型化。UHF頻段近場天線采用彎折偶極子天線結(jié)構(gòu)，可極大地減小天線的尺寸。
   


    根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，Etotal=Er+EH。其中Etotal為發(fā)射機的總能量，它可以通過天線的S(1，1)表征，S(1，1)很低[8]，表示對天線輸入端來說能量反射很小，因而Etotal較大。Er為電場輻射能量，可通過Rr表征Er， Rr較小，說明Er較小，因此HT(轉(zhuǎn)換為磁場的能量)很大，證明了此天線為近場天線。
    整體天線的制作是將天線元件構(gòu)建在FR4基板，板厚2 mm、介電常數(shù)4.7的印刷電路板上。需要介電常數(shù)相對較高的材料來將從天線后部放出的RF輻射級最小化。
    實際制作的天線諧振頻率為915 MHz，阻抗帶寬為907~922 MHz共15 MHz。測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好，并具有一致性。接上閱讀器進行實際測試，讀寫距離在0.1 mm~5 mm，性能穩(wěn)定，滿足UHF頻段檢測讀寫器天線要求。
3 RSSI一致性檢測
   接收信號強度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator)是指真實的接收信號強度與最優(yōu)接收信號強度等級間的差值，它的實現(xiàn)是在反向接收通道基帶接收濾波器之后進行的。在無源射頻識別(RFID)系統(tǒng)讀寫器中主要是指標(biāo)簽反射信號的信號強度。由RSSI指示產(chǎn)生的檢測法因為借助較少的硬件設(shè)備來實現(xiàn)，所以是一種廉價的檢測技術(shù)。
    本實驗采用屏蔽罩，保證內(nèi)部測試環(huán)境參數(shù)相對穩(wěn)定，能夠有效屏蔽外界的電磁干擾。前向鏈路ERP在載波頻率為922.5 MHz的臨界狀態(tài)值為11 dBm。通過抽樣統(tǒng)計分析方法，獲得RFID標(biāo)簽批次一致性的閾值，作為批量檢測的依據(jù)。
　將滾筒標(biāo)簽按順序標(biāo)號為T1…Tn，并在測試機控制下往返測試10次M1…M10。N個待測標(biāo)簽接受信號強度值的平均值RSSIm平均為:
 


    射頻識別RFID電子標(biāo)簽檢測機使用卷筒式電子標(biāo)簽套裝，標(biāo)簽的頻段為900 MHz，對18000-6C協(xié)議的電子標(biāo)簽性能及協(xié)議檢測，適用標(biāo)簽的寬度2 cm~10 cm，檢測速率為10 000 pcs/h，可進行讀檢測及寫EPC功能，可進行超高頻電子標(biāo)簽的“TID”“EPC”“KILLPWD”這些功能初始化以及讀操作。調(diào)節(jié)設(shè)置讀寫器天線的功率、鏈路、標(biāo)簽鎖及解鎖操作。該設(shè)備采用全自動控制，具有變頻調(diào)速、自動記米數(shù)、記張數(shù)、設(shè)定長度自動停車、報警、放卷、自動糾偏控制、氣脹軸收料、張力控制等功能，整機結(jié)構(gòu)緊湊，具有速度快、分切準(zhǔn)確、操作簡單、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。
    本文在分析RFID標(biāo)簽一致性及其檢測技術(shù)基礎(chǔ)上，提出近場天線技術(shù)作為數(shù)據(jù)采集手段，分析彎折偶極子天線作為近場天線，實現(xiàn)0.1 mm近場天線的方法，采用RSSI及數(shù)理統(tǒng)計作為一致性檢測參數(shù)，并確定檢測閾值。采用超高頻RFID標(biāo)簽一致性檢測技術(shù)，實現(xiàn)全自動快速批量檢測，提高快速檢測手段，對于RFDI標(biāo)簽在商業(yè)應(yīng)用中大批量應(yīng)用具有重要意義。
參考文獻
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