RFID技术在电子器具管理中应用研究-

论文导读：对象和场景的因素也有重要的影响。应用对象与场景主要是指RFID标签的直接粘贴的应用对象，标签的实际读写环境等因素。3.2具体解决方式由于RFID采用电磁波方式对电子标签的内容进行读取，而电子器具包含有大量的电子元器件，这些电子元器件不可避免地会对识别造成一定的干扰12下一页
摘 要：本文针对电子器具的特性，重点研究了电子器具与RFID的相互影响，并在此基础上研究了适用于电子器具的RFID大批量精确识别的解决方案和关键技术。本文主要完成了两项工作：一是提出了利用RFID实现电子器具管理的整体解决方案；二是解决了RFID用于电子器具大批量识别的应用难题。实验表明，本文提出的电子器具RFID识别解决方案具有较大的实用价值。在批量识别方面，其识别率可达99%，完全满足实际应用要求。
关键词: RFID；无线射频识别；电子器具；批量识别
Abstract: In view of the characteristics of electronic appliances, the paper focuses on the interaction of electronic appliances and RFID, and on that basis studies the solutions and key technologies suitable for the RFID bulk accurate identification of electronic appliances. In this paper, two tasks are completed: first, the overall solutions are achieved for the management of eletronic appliance by utilizing RFID;second, the application problems of eletronic appliancea bulk identification by RFID are solved. Experiments show that the electronic appliances RFID identification solutions proposed in the paper he great practical value. For bulk identification, the recognition rate is up to 99%, fully meeting the requirements of practical application.
Key words: RFID; radio frequency identification; electronic appliance;bulk identification
2095-2104（2012）



1 引言
作为物联网应用关键技术之一，射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术已经成功应用于多个行业与领域,其发展和应用已成为国家信息产业发展的一个新的焦点。目前，较为成熟的应用领域包括供应链、物流、交通和防伪等多个领域。然而，由于电子器具的特殊性和物流过程的复杂性,如何在电子器具的生产、物流管理中应用RFID是一个非常值得研究的问题。
RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。其正常工作的条件是环境中不能存在较强的电磁干扰或屏蔽。电子类器具（如手机、数码相机、电子式电能表等）由于其包含有大量的电子元器件和金属物，会对射频识别产生较为不利的影响。尤其是在电子器具大批量同时识别时，由于器具的叠放等因素，这种影响尤其明显。这一不利因素使得RFID技术应用在电子器具的管理中较为困难。
本文着重研究了电子器具与RFID的相互影响，并在此基础上从RFID电子标签本身特性、标签粘贴位置、天线摆放位置和方向等众多方面，提出了适用于电子器具的RFID大批量精确识别的解决方案。经过实际应用表明，本解决方案完全满足管理需求。
2 解决方案
利用RFID实现电子器具管理的整体解决方案如图1所示。方案包括如下几个部分：（1）标签安装。将RFID标签安装在电子器具的合适位置，并在标签中写入唯一编码；（2）入库批量识别。在库房入库位置安装射频门，调整射频门中识别器的天线角度、功率等参数，目的是在进行批量识别时尽量高地提高识别率，准确识别进入库房的电子器具信息；（3）在库房内，采用手持式RFID识别装置进行电子器具的盘点；（4）在库房出库位置安装射频门，准确识别出库房的电子器具信息。
图1 整体方案
图2 入库或出库位置射频门示意图
3 技术难点

3.1识别率影响因素分析

本解决方案的技术难点在于电子器具批量出入库时的识别率问题。
在电子设备的应用中，影响RFID识别率的因素主要包括RFID电子标签、射频读写系统、应用对象与场景等几个部分[3]。三个因素中应用对象与场景最为复杂，因为应用对象和场景具有较大不确定性，存在较多变化的因素。
（1）射频标签
RFID标签主要包括射频芯片和天线两部分，两部分都对标签的性能有着重要的影响。目前RFID射频标签的大量都是RFID的封装企业，主要包括UPM、高特等巨头。生产射频标签芯片的主流厂家主要有美国意联alien和英频杰，荷兰飞利浦等。
不同的RFID射频标签具有不同的性能，主要性能包括最低开启功率、识别距离、标签读取角度、动态读取率等。
（2）射频读写系统
射频读写系统包括读写器和天线。读写器的输出功率直接影响到识别距离。天线的技术特性、天线架设的位置角度、天线数量等都对批量识别产生重要的影响。
（3）应用对象与场景
虽然射频标签和射频读写系统对群读和流水线识别的具有决定性的影响，但是应用对象和场景的因素也有重要的影响。应用对象与场景主要是指RFID标签的直接粘贴的应用对象，标签的实际读写环境等因素。

3.2具体解决方式

由于RFID采用电磁波方式对电子标签的内容进行读取，而电子器具包含有大量的电子元器件，这些电子元器件不可避免地会对识别造成一定的干扰论文导读：大，且其成本越高。需根据需要选择合适的尺寸，兼顾效果与成本。（3）RFID射频门源于：毕业设计论文www.7ctime.com电磁波发射功率的大小。电磁波功率越大，RFID射频门的识别效果越好，然而较大的电磁波功率可能造成能源的浪费。（4）射频门天线的摆放位置与角度。天线表面与标签表面为平行时，识别效果最好，为垂直时
，本文重点研究并在一定程度上解决了这一问题。解决方案综合影响识别率的各类因素，具体解决方式如下：
（1）电子标签在电子器具上的粘贴位置。
由于电子器具的结构原因，电子标签粘贴于不同位置时具有不同的识别效果。最佳的粘贴位置可通过模拟及现场实验来决定。
（2）电子标签的天线尺寸。
一般来说，电子标签的天线越长，其接收电磁波的能力越强，识别效果越好。但天线越长，其粘贴时所需要的空间越大，且其成本越高。需根据需要选择合适的尺寸，兼顾效果与成本。
（3）RFID射频门源于：毕业设计论文www.7ctime.com
电磁波发射功率的大小。
电磁波功率越大，RFID射频门的识别效果越好，然而较大的电磁波功率可能造成能源的浪费。
（4）射频门天线的摆放位置与角度。
天线表面与标签表面为平行时，识别效果最好，为垂直时识别效果最差。应调整天线的摆放位置与角度，使其与标签的表面平行。
（5）相关屏蔽材料的使用。
射频门批量识别时，可能会误读到附近的电子标签，需要在射频门两侧增加电磁屏蔽材料。

3.3 实验结果

实验设备包括：（1）天线尺寸为95*8和70*14的RFID标签；（2）某厂商生产的智能电能表；（3）英频杰四通道读写器及配套圆极化天线；（4）带屏蔽材料的射频门。
在读写器最佳功率与天线最佳角度的情况下，每次批量识别50只的实验结果如下：
表195*8标签测试结果

由实验结果可以看出，选择良好的粘贴位置和标签，批量识别的识别率平均可达99%，完全满足应用需求。
4 结语
本文描述了利用RFID技术实现电子器具管理的整体解决方案，重点介绍了其中大批量识别时用到的关键技术和解决方式。经实验表明，本文提出的解决方案具有较高的识别率，完全满足实际应用需求。本文解决方案的提出，在一定程度到解决了RFID应用于电子类器具的识别率难题，为RFID的普及应用提供了有益参考。
参考文献
阮清方. RFID在物流仓储中的运用 [D]. 上海:上海交通大学, 2008,07.
许艳红. 浅析RFID技术及其应用 [J]. 河北北方学院学报 , Journal of Hebei North University(Natural Science Edition). 2009,02.
岳涛. RFID关键技术在现代物流中的应用 [D]. 武汉:武汉理工大学, 2010,12.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。