RFID原理与应用-第五章.ppt

RFID原理与应用 第 5章 第五章 RFID系统的优化 1. RFID硬件系统的优化 2. RFID软件系统的优化 3. 其他优化技术手段 4. RFID系统的性能评价 1. RFID硬件系统的优化 实行 RFID硬件优化的目的和标准是： 1. 获得最佳通信距离和通信范围 2. 提高识读率、降低误码率 RFID硬件的优化可以从以下三个方面入手： 1.读写器、天线的组合方式及安装位置的优 化 2.电子标签的粘贴方式和粘贴位置的优化 3.读写器的输出功率的优化 1-1 读写器、天线的组合方式及安装 位置的优化 调整天线的位置和朝向 1-1 读写器、天线的组合方式及安 装位置的优化 改变天线的组合方式 1-1 读写器、天线的组合方式及安装 位置的优化 调查读写器和服务器（计算机）之间的通信情况 读写器和计算机的连接要采用屏蔽性好的连接线 1-2 电子标签的粘贴方式和粘贴位置 的优化 电子标签的粘贴方式会影响通信效能。特别是对象物为金属材质 或含有水分的物品。 1-2 电子标签的粘贴方式和粘贴位 置的优化 标签的粘贴位置影响通信效果 1-3 读写器的输出功率的优化 读写器的输出功率和作用范围 2. RFID软件系统的优化 硬件系统的单独优化往往不足以解决全部 问题，下一步需要对软件系统进行优化。 RFID软件的优化可从以下四个方面入手： 1. 读写器读写模式和方式的优化 2. 命令序列的优化 3. 读写重试次数的优化 4. 读写数据格式的优化 2-1 读写器读写模式和方式的优化 读写器的两种读写模式分别为： 1. 由用户发送命令来执行对电子标签的读写。 2. 只要电子标签进入到读写器的通信范围就自 动进行读写。 读写器的两种读写方式分别为： 1.单个电子标签的读写 2.多个电子标签读写 2-1 读写器读写模式和方式的优化 交通费用和距离相关时需要人工操作，固定时不需要人工操作 读写器的两种读写方式（单个标签、多个标签） 2-2 命令序列的优化 命令序列是完成某项工作时一系列有序命令的组合搭 配，有的时候命令序列的搭配方式会影响读写器的工 作效率。 2-3 读写重试次数的优化 上位计算机发送命令对电子标签进行读写，从上位计算机来说是 一次命令序列的执行，但读写器和电子标签之间可能要进行多次 重复通信。商用读写器一般都可以设置重试次数，如果使用环境 干扰因素较多，标签识读率较低，可以考虑增加重试次数，再进 行测试。如果使用环境干扰因素较少，标签识读率较高，可以考 虑适当减少重试次数，减小系统的负荷。 2-4 读写数据格式的优化 电子标签芯片的特点是整个存储空间分成几个块单元，数据写入 按块操作，数据写入某个单元，得先要把这个块单元的数据全部 消除后再进行写入，数据的写入时间往往是读取时间的几十倍。 2-4 读写数据格式的优化 基于电子标签存储器的块操作特点，数据存储格式的设计会影响 数据通信的效率。比如某个数据跨两个存储块存储，那么它的写 入时间大约是一个存储块数据时的两倍。 2-4 读写数据格式的优化 数据的块分配原则是尽量把一个数据存储到一个块内，对于经常 同时使用的数据尽可能放到同一个块内存储，这样会改善系统的 读取效率。 3. 其他优化技术手段 -几种实用的 现场技术手段 1. 晃一晃 RFID对象物 在作业现场遇到读不出标签数据的情况，可以挪动一下物品位 置或改变一下物品的朝向，往往会解决问题。 3. 其他优化技术手段 -几种实用的现 场技术手段 2. 调一调读写器天线 和晃一晃 RFID对象物的方法一样，当 RFID对象物不方便挪动时 调一下读写器的天线可以获得实际的效果。 3. 其他优化技术手段 -几种实用的 现场技术手段 3. 规避射频信号盲点 有的时候虽然电子标签处于读写器的作用范围内，但读不出标 签数据，这可能是正好遇到了射频信号的盲点，可以考虑移动 标签位置或方位等措施。 3. 其他优化技术手段 -几种实用的 现场技术手段 4. 防电磁波反射 电磁波的反射会影响 RFID的通信，其反射机 理极其复杂，根据周围环境的差异，反射会 造成负面或正面影响。 对于反射的负面影响，先要分析周边环境， 找出可能的反射面，比如墙壁，隔断等，再 用吸波材料织成的布片遮住或一些面积大的 墙壁可考虑用吸波涂料涂覆等方法来克服。 反射波的负面、正面影响 4. RFID系统的性能评价 系统的性能评价是系统规划设计和优化的依 据，又是用户最关心的问题。 RFID系统的最 基本的性能测试评价包括以下三个方面： 1. 通信范围的测定 2. 识读率、误码率的测定 3. 读写时间的测定 4-1 通信范围的测定 要精密测定 RFID通信范围需要电波暗室、频谱分析仪等专业设施 和设备，对于一般的工程技术人员来讲很难备齐这种专业环境和 设备。这里介绍一种简易实用的画天线包络图的方法，它不需要 专业环境和专业设备，只要有计算机、读写器、电子标签和一些 简单的辅助材料就可以完成测定。 4-1-1 通信范围的测定 首先准备方格纸，规定每个方格代表的距离。 4-1-2 通信范围的测定 测纵向截面和横向截面，利用两把硬尺根据方格的标识移动电子 标签，使标签的正面正对天线，测一测读写器能不能读取数据， 找出能读和不能读的边界点，在方格纸上标上标记，最后把这些 标记点连接起来。 4-1-3 通信范围的测定 -极坐标 4-2 识读率、误码率的测定 识别率、误码率是 RFID系统用户最关心的指标，因为现场环境、 作业方式、设备的安装、流水线的移动速度等诸多因素影响着识 别率和误码率。识别率和误码率是概率问题，测试的样本越多所 测出的概率数据就会越准确。这些测试完全用手工完成是不现实 的，因此系统测试人员要开发或引进自动测试设备和技术。 4-3 读写时间的测定 测定标签的读写时间必须使用系统设计的真实数据，因为数据的 长度、特别是标签存储器上的块分配影响数据的读写时间。另外 一点要注意的是大多数标签数据写入的时间要远远长于数据读取 的时间。 系统优化和系统性能评价之关系 RFID系统的优化手段和后半段讲述的系统的性能评价具有不可分 割的关系，系统的优化必须由性能评价来验证，性能评价的结果 决定优化的必要性。 第五章 习题 1. RFID系统硬件优化的目的是什么？ 2. 对电子标签写入数据和读取数据哪一个更耗 时？为什么？ 3. 电磁波的反射只会干扰 RFID通信，缩短通信 距离吗？发射波和反射波重叠会产生怎样的 效应？ 4. 标签正面的朝向和读取距离有怎样的关系？ 第五章 习题 5. 增大或减少 RFID读写器的发射功率，读取性 能包络图会有何变化？ 6. RFID电磁波会影响读写器和计算机之间的通 信吗？如果有影响怎样解决？ 7. 结合实验，思考以下超高频（ UHF）段 读取情景中（图 5-31），哪一个通信距离最 长？哪一个最短？请按通信距离的长短用序 号排序（ 答案在最后一页 ）。 第五章 实验 1. 标签角度、天线角度对 RFID读取效果的影响 实验 2. 读写器频率对标签读取距离的影响实验 3. 读写器输出功率对标签读取距离影响实验 4. 动手绘制天线包络图的实验 第五章 习题 -7的答案 电子标签的粘贴原则是尽量使标签正面正对读 写器天线的正面，因此习题 7的答案是：