射頻識別系統系列講座[第3講]——RFID系統的性能指標

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：北京科瑞利華   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月27日

   可讀寫(xiě)RFID系統的性能有以下幾個(gè)指標：
　　1.載碼體存儲容量
　　2.數據傳輸速率
　　3.讀寫(xiě)距離
　　4.多個(gè)標簽識別能力
　　5.溫度指標
　　6.標簽與天線(xiàn)間的射頻載波頻率
　　7.RFID系統的連通性　
　　
　　◆載碼體存儲容量
　　基于存儲器的系統有一個(gè)基本的規律，那就是存儲容量總是不夠用。毋庸置疑，擴大系統存儲容量自然會(huì )擴大應用領(lǐng)域，也就因此需要有更多的存儲容量。只讀載碼體的存儲容量為20比特。有源讀/寫(xiě)載碼體的存儲容量從64字節到32KB不等，也就是說(shuō)在可讀寫(xiě)載碼體中可以存儲數頁(yè)文本。這足以裝入載貨清單和測試數據，并允許系統擴展。無(wú)源讀寫(xiě)載碼體的存儲空間從48字節到736字節不等，它有許多有源讀寫(xiě)系統所不具有的特性。
　　
　　◆數據傳輸速率
　　對于大多數數據采集系統來(lái)說(shuō)，速度是非常重要的因素。由于當今不斷縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，
　　要求讀取和更新RFID載碼體的時(shí)間越來(lái)越短。微波系統可以高速工作，但微波技術(shù)本身帶來(lái)的麻煩使其在速度上的提高得不償失（參見(jiàn)下文）。
　　只讀速率
　　RFID只讀系統的數據傳輸速率取決于代碼的長(cháng)度、載碼體數據發(fā)送速率、讀寫(xiě)距離、載碼體與天線(xiàn)間載波頻率，以及數據傳輸的調制技術(shù)等因素。傳輸速率隨實(shí)際應用中產(chǎn)品種類(lèi)的不同而不同。例如，EMS只讀系列傳輸速率為20比特／幀，8750比特/秒。
　　無(wú)源讀寫(xiě)速率
　　無(wú)源讀寫(xiě)RFID系統的數據傳輸速率決定因素與只讀系統一樣，不過(guò)除了要考慮從載碼體上讀數據外，還要考慮往載碼體上寫(xiě)數據。傳輸速率隨實(shí)際應用中產(chǎn)品種類(lèi)的不同而有所變化。例如，EMS HMS系統的數據傳輸速率是1000字節／秒。
　　有源讀寫(xiě)速率
　　有源讀寫(xiě)RFID系統的數據傳輸速率決定因素與無(wú)源系統一樣，不同的是無(wú)源系統需要激活載碼體上的電容充電來(lái)通信。很重要的一點(diǎn)是，一個(gè)典型的低頻讀寫(xiě)系統的工作速率僅為100字節／秒或200字節／秒。這樣，由于在一個(gè)站點(diǎn)上可能會(huì )有數百字節數據需要傳送，數據的傳輸時(shí)間就會(huì )要數秒鐘，這可能會(huì )比整個(gè)機械操作的時(shí)間還要長(cháng)。EMS公司已用其獨有的高速低頻讀寫(xiě)RFID產(chǎn)品系列解決了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)采用數項獨到且專(zhuān)有的技術(shù)，我們的工程師設計出一種低頻系統，其速率高于大多數微波系統。HS系列的數據傳輸速率在每秒3000字節以上。在一個(gè)站點(diǎn)上傳送600字節數據，過(guò)去需要6秒，使用HS系列產(chǎn)品則只需200毫秒。
　　

　　◆讀寫(xiě)距離
　　現有讀寫(xiě)系統的讀寫(xiě)范圍從小于1英寸到超過(guò)29英寸不等，使用頻率13.56Mhz的讀寫(xiě)系統讀寫(xiě)范圍更可達到8英尺。
　　通常在RFID的應用中，選擇恰當的天線(xiàn)，即可適應長(cháng)距離讀寫(xiě)的需要。例如，FastTrack傳送帶式天線(xiàn)就是設計安裝在滾軸之間的傳送帶上，甚至可取代滾軸，RFID載碼體則安裝在托盤(pán)或產(chǎn)品的底部，以確保載碼體直接從天線(xiàn)上通過(guò)。在本例中，對讀寫(xiě)范圍的要求大大降低了，因為載碼體放在托盤(pán)的底部，傳送時(shí)輕松地就在天線(xiàn)的范圍內，每次都達到100%的正確讀寫(xiě)率。
　　

　　◆多對象讀寫(xiě)特性
　　通過(guò)恰當的配置載碼體和天線(xiàn)，我們就可以用FastTrackTM系列產(chǎn)品進(jìn)行多載碼體讀寫(xiě)。FastTrackTM通道式天線(xiàn)的設計特別適用于同時(shí)讀取多個(gè)載碼體。在郵政系統應用中，FastTrackTM標簽被置于信封里面，然后放于經(jīng)標記的郵件袋里。當郵件袋穿過(guò)通道式天線(xiàn)時(shí)，就可以同時(shí)向所有的載碼體讀取或寫(xiě)入數據。
　　
　　◆工作溫度
　　EMS被認為是高溫RFID應用領(lǐng)域的先驅級專(zhuān)家，在全世界有大量的高溫應用實(shí)例。EMS經(jīng)現場(chǎng)驗證的高溫應用歷史始于無(wú)源式只讀ES系列。ES系列標識頭設計耐高溫可達205℃，可以非常理想地應用在烤漆爐和高溫化學(xué)環(huán)境。第二代耐高溫無(wú)源式讀寫(xiě)系列產(chǎn)品，被稱(chēng)為HMS100系列標識頭，甚至可以耐受240℃的高溫和零下40℃的低溫。
　　第三代的耐高溫載碼體為所有高溫應用提供了另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可一次性使用。
　　FastTrackTM的LPR250HT-FLX載碼體采用了正在申請專(zhuān)利的制造工藝，使得這些載碼體成為任何高溫應用的最好的解決方案。RFID FLX 載碼體背面涂有粘合劑，可以粘貼在產(chǎn)品上（例如汽車(chē)）。載碼體將隨產(chǎn)品走過(guò)整個(gè)生產(chǎn)周期，甚至可以用于零售一級的售后信息查詢(xún)。
　　
　　◆載碼體—天線(xiàn)間的射頻載波頻率
　　當選擇RFID系統時(shí)，一個(gè)很重要的考慮因素是用于載碼體與天線(xiàn)間傳輸數據的載波頻率波段。美國聯(lián)邦通信委員會(huì )（FCC）限定的工作頻段是低（50-500Khz）、中（13.56Mhz）或微波（0.9-2.5Ghz）。微波系統有潛在的長(cháng)射程的優(yōu)勢，但它有一個(gè)被稱(chēng)為“駐波無(wú)效”（Standing Wave Nulls）的缺點(diǎn)。駐波無(wú)效就是在磁場(chǎng)的一定區域內（盲區）載碼體不能被讀取。盲區的出現是因為微波輻射的波長(cháng)短（12到30cm）。當天線(xiàn)與金屬件的距離恰好等于波長(cháng)的整數倍時(shí)，信號傳播就會(huì )發(fā)生駐波圖現象，也就是說(shuō)，在某些點(diǎn)上信號強度不足以讀取載碼體。同樣是這種現象導致了在微波爐里烹飪的食品的“冷點(diǎn)”。微波爐業(yè)界的解決方案是把食物放在大轉盤(pán)上，通過(guò)轉動(dòng)來(lái)均衡食物的受熱。類(lèi)似的，基于微波的RFID系統也曾嘗試用“擺頻振蕩器”機械地操作天線(xiàn)的方法來(lái)解決盲區現象，但是這個(gè)方法最終被證實(shí)沒(méi)有可操作性。
　　盲區是不可預知的，因為駐波無(wú)效現象會(huì )由于場(chǎng)內金屬結構的不同而不同。實(shí)際上，這意味著(zhù)微波系統中的載碼體當靜止不動(dòng)時(shí)不能可靠地工作，因為它可能位于盲區。低頻系統不存在這些問(wèn)題。而且，這些系統不會(huì )受到磁場(chǎng)內濕度的影響。對不同工作環(huán)境的良好的適應性使得中低頻系統成為大多數應用的最好的解決方案。
　　
　　◆RFID系統的連通性
　　作為自動(dòng)化系統的發(fā)展分支，RFID必須能夠集成現存的和發(fā)展中的自動(dòng)化技術(shù)。重要的是，EMS的RFID系統可以直接與個(gè)人計算機PC、可編程邏輯控制器PLC或工業(yè)網(wǎng)絡(luò )接口模塊（現場(chǎng)總線(xiàn)）相連，從而降低了安裝成本。連通性使EMS能夠提供靈活的，易于集成到廣泛的工業(yè)應用中去的RFID系統。