適用于多種環(huán)境的RFID標(biāo)簽天線研究

來源：RFID世界網(wǎng)

一、RFID標(biāo)簽天線

RFID是無線射頻識(shí)別技術(shù)，也叫做電子標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽天線是一種通信的感應(yīng)天線，能夠利用射頻識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別特定的對(duì)象[1]。電子標(biāo)簽目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代人們生活的方方面面。本論文通過對(duì)遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)這一項(xiàng)目的介紹，來簡(jiǎn)要分析對(duì)適用于多種環(huán)境的RFID標(biāo)簽天線的研究。

二、環(huán)境對(duì)RFID標(biāo)簽天線的影響

在應(yīng)用的過程中，都要將RFID標(biāo)簽放到需要識(shí)別的物體上。在設(shè)計(jì)和使用的過程中，一定要考慮實(shí)際情況，因?yàn)樽x寫器與標(biāo)簽之間還可能隔著包裝等。

同時(shí)我們還應(yīng)該意識(shí)到，天線的性能也會(huì)受到環(huán)境等因素的影響。天線周圍有水和金屬時(shí)，這種影響會(huì)十分明顯。本論文設(shè)計(jì)的RFID標(biāo)簽天線是一個(gè)遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，這個(gè)RFID標(biāo)簽天線能夠適用于多種環(huán)境。

三、遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)總體描述

(一)主要組成部分

本論文所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，采用了最新的雙頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)寵物的遠(yuǎn)程管理，系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程寵物電子身份證、遠(yuǎn)程寵物電子身份識(shí)別器、手持PDA讀寫器和中心服務(wù)器四個(gè)部分組成。四個(gè)部分的具體介紹如下：(1)遠(yuǎn)程寵物電子身份證：采用2.4～2.5GHz與13.56MHz波段，可存儲(chǔ)大量信息，低功耗、低輻射，對(duì)寵物健康無負(fù)面影響。(2)遠(yuǎn)程寵物電子身份識(shí)別器：識(shí)別距離可在50米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可穿透障礙物識(shí)別寵物電子身份證;(3)手持PDA讀寫器：基于PDA直接對(duì)寵物電子身份證進(jìn)行識(shí)別，手持PDA讀寫器與PDA之間可通過藍(lán)牙、串口、CF口相連;(4)中心服務(wù)器：手持PDA讀寫器與中心服務(wù)器通過藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)或GPRS相連。

遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)的產(chǎn)品式樣主要分為兩種：手持PDA識(shí)別器和遠(yuǎn)程電子身份證。

(二)主要功能

本論文的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)的主要功能有：(1)寵物電子身份證的遠(yuǎn)距離識(shí)別和讀寫;(2)寵物定位和搜索;(3)信息公告和發(fā)布;(4)丟失寵物查找。

(三)主要性能指標(biāo)

(1)寵物識(shí)別距離不低于50米;(2)寵物移動(dòng)速度不大于80公里/小時(shí)時(shí)，對(duì)寵物識(shí)別沒有影響;(3)同時(shí)識(shí)別的最大寵物數(shù)量，不小于300只;(4)電子身份證發(fā)射功率小于-3db;(5)識(shí)別器的識(shí)別速度，不低于300個(gè)/秒;(6)寵物電子身份證的功耗小于0.3mW，普通紐扣電池的使用壽命大于2年。

四、遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)技術(shù)原理

寵物電子身份證使用了128個(gè)頻道、2.4G到2.5GHzISM的微波段，頻道帶寬13.56MHz以及8MHz的雙頻識(shí)別技術(shù)，每張寵物電子身份證的ID號(hào)全球唯一，并可存儲(chǔ)主人、地址、電話、出生日期、防疫信息、圖片等大量信息。同時(shí)寵物電子身份證可遠(yuǎn)程加密讀寫。

遠(yuǎn)程寵物身份識(shí)別器可遠(yuǎn)距離穿透障礙物搜尋、定位寵物，當(dāng)寵物防疫過期或?yàn)槭й檶櫸铮h(yuǎn)程身份識(shí)別器可發(fā)出報(bào)警音和振動(dòng)提醒，并鎖定寵物。

手持PDA讀寫器可和PDA通過藍(lán)牙、串口、CF口相聯(lián)，實(shí)時(shí)讀取寵物信息，并發(fā)送到PDA上顯示，手持PDA讀寫器可通過藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)、GPRS和中心數(shù)據(jù)庫聯(lián)接，獲取最新的寵物信息。中心服務(wù)器為數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，可以對(duì)寵物的相應(yīng)信息進(jìn)行查詢。

五、項(xiàng)目創(chuàng)新內(nèi)容

(一)應(yīng)用創(chuàng)新

目前，對(duì)寵物的身份識(shí)別主要通過傳統(tǒng)犬牌、二維條碼、植入式芯片這三種方式。

傳統(tǒng)犬牌容易偽造，通過人眼近距離識(shí)別，已基本上被淘汰;二維條碼較難偽造，但識(shí)別距離只有幾個(gè)厘米，識(shí)別時(shí)必須抓住寵物，識(shí)別效率低;植入式芯片是目前最新出現(xiàn)的寵物識(shí)別技術(shù)，植入式芯片無法偽造，識(shí)別距離可達(dá)到幾十厘米。但植入式芯片也存在以下兩個(gè)缺陷：(1)識(shí)別距離短，無法在戶外識(shí)別屋內(nèi)的寵物;(2)植入方式對(duì)寵物存在一定健康影響，許多寵物主人無法接受。

采用雙頻識(shí)別技術(shù)的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，有很多優(yōu)勢(shì)：(1)無法偽造;(2)可遠(yuǎn)距離穿透障礙物識(shí)別，識(shí)別距離可在50米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可戶外對(duì)屋內(nèi)寵物進(jìn)行身份識(shí)別;(3)可授權(quán)讀寫，可根據(jù)寵物的狀況對(duì)識(shí)別體進(jìn)行讀寫，存儲(chǔ)最新的寵物信息;(4)對(duì)寵物健康無負(fù)面影響;(5)識(shí)別速度快，每秒可識(shí)別300只寵物，無需抓住、靠近寵物;(6)產(chǎn)品已通過浙江省計(jì)量科學(xué)研究院檢測(cè)，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)滿足全部要求。

(二)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

電子犬牌結(jié)構(gòu)小，可懸掛于寵物上，質(zhì)量輕，對(duì)寵物無負(fù)面影響，具有卡通、精靈、寵物等多種造型。

六、項(xiàng)目技術(shù)開發(fā)可行性

(一)項(xiàng)目技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

本項(xiàng)目涉及的核心技術(shù)包括：2.4G～2.5GHz射頻識(shí)別技術(shù)，13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)。下面對(duì)目前這些相關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)情況做如下的簡(jiǎn)要介紹。(1)2.4G～2.5GHz射頻識(shí)別技術(shù)。2.4G～2.5GHzISM頻段是使用最多的短距離無線通信頻段，基于該頻段的短距離無線通信技術(shù)已經(jīng)比較成熟[2]，具有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品，如ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙、無線USB、無線局域網(wǎng)等。(2)13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)。基于13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)的無線標(biāo)準(zhǔn)有NFC，ISO15693等。主要產(chǎn)品有Philips公司的RC500芯片，Melexis公司的MLX12115等。

七、結(jié)束語

本論文簡(jiǎn)要介紹了遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)，從中我們可以看出RFID標(biāo)簽天線能夠適用于多種環(huán)境。RFID標(biāo)簽天線技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景。