眾所周知,RFID技術(shù)是無線射頻識別技術(shù)的英文簡寫,是通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信,利用無線射頻方式對RFID電子標簽(或射頻卡)進行讀寫,從而達到識別目標和數(shù)據(jù)交換的目的。在識別系統(tǒng)中,通過電磁波實現(xiàn)RFID電子標簽的讀寫與通信。根據(jù)通信距離,可分為近場和遠場,為此RFID讀/寫設(shè)備和RFID標簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也對應(yīng)地被分為負載調(diào)制和反向散射調(diào)制。
RFID技術(shù)能夠在減少人力物力財力的前提下,更便利的更新現(xiàn)有的資料,使工作更加便捷。但是,就目前來看,RFID的發(fā)展仍然存在較多瓶頸,其中數(shù)據(jù)讀取率不高就是主要瓶頸之一。
下面我們結(jié)合RFID系統(tǒng)在實際應(yīng)用中遇到的問題以及針對RFID讀寫器識讀范圍存有盲區(qū)、不同閱讀點存有多余數(shù)據(jù)、RFID讀寫器間相互干擾等因素而導(dǎo)致系統(tǒng)讀取率不高的原因,來分析提高RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取率的方法。
導(dǎo)致RFID系統(tǒng)讀取率不高的原因主要在于:閱讀器的識讀范圍存有盲區(qū),不同閱讀點存有多余數(shù)據(jù),閱讀器相互干擾等。針對上述問題,我們從以下幾個來方面進行分析。
1、完善軟件設(shè)計
目前,通過優(yōu)化配置的RFID系統(tǒng)的硬件設(shè)施基本都可以滿足數(shù)據(jù)讀取率的需要,而且隨著RFID讀寫器價格下降,最終用戶已經(jīng)可以在他們的應(yīng)用場所輕松部署大量RFID讀寫器,這不僅解決了漏讀問題,同時還可以從這些系統(tǒng)中獲取更多有用信息。
但是,隨之而來的新問題是:多余的數(shù)據(jù)讀入或者交叉數(shù)據(jù)讀入(簡單描述:就是‘一個不該在某位置被讀取的標簽被一臺不該識讀這枚標簽的RFID讀寫器讀到了’)。那么,LV定位邏輯在RFID系統(tǒng)中就比較必要了。
LV定位邏輯的核心是基于‘從空間位置上挑出需要的讀出數(shù)據(jù)同時過濾掉不需要的讀出數(shù)據(jù)’。結(jié)果是正確和精確的標簽位置從全部RFID閱讀器所獲取的結(jié)果中析取出來。簡而言之,LV定位邏輯就是根據(jù)整個RFID讀寫器系統(tǒng)駐留的數(shù)據(jù)集合而形成的一個基于消除‘多余’讀出數(shù)據(jù)的軟件算法。對于多個閱讀寫器之間由于工作范圍重疊造成沖突的問題就得到了很好的解決。
對于電子標簽沖突,在高頻頻段,標簽的防沖突算法一般采用經(jīng)典ALOHA協(xié)議。使用ALOHA協(xié)議的標簽,通過選擇經(jīng)過一個隨機時間向讀寫器傳送信息的方法,來避免沖突;在超高頻頻段,主要采用樹分叉算法來避免沖突。
此外,可以對軟件進行其他優(yōu)化設(shè)置。譬如,在電子門票系統(tǒng)中,RFID讀寫器的掃描時間間隔可以通過軟件設(shè)計成自適應(yīng)調(diào)節(jié)掃描時間的方式工作。對于人流量較大的情況下,通過軟件控制讓RFID讀寫器的掃描頻率加快工作,防止漏讀;而在人流量較少的情況下,可以將其掃描頻率相對降低,從而避免冗余數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。
2、合理優(yōu)化硬件配置
在RFID硬件方面,首先必須要弄清一個問題。那就是你真正的‘需求是什么’。不要盲目認為‘價格貴、讀取范圍越大、頻率越高就越好’。正所謂‘量體裁衣’、‘適合’自己的才是最好的。在此認知基礎(chǔ)之上,可以選擇與實際需求相符的硬件設(shè)備。適當?shù)穆犎I(yè)人士的建議是非常有必要的。
同時,考慮將所有的RFID標簽和RFID讀寫器看作一個完整的‘數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)’,做到合理優(yōu)化硬件配置,從而使整個系統(tǒng)發(fā)揮最大的功效。以門禁系統(tǒng)為例,為了防止RFID閱讀器的識讀范圍存有盲區(qū),導(dǎo)致出現(xiàn)漏讀的情況,可采取通過增加RFID讀寫器或RFID天線的個數(shù)來補償讀寫器識讀范圍存在盲區(qū)的缺陷或直接購買已經(jīng)集成好設(shè)備的RFID通道門禁;為了防止讀寫器間相互干擾,可采取在空間上相對隔離RFID讀寫器或RFID天線的辦法來避免相互干擾。此外,根據(jù)實際需求,通過適當調(diào)整天線布局和天線發(fā)射功率等方法,也可以提高RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取率。
3、融合其它技術(shù)
a. 與 WIMAX、4G、GPS、北斗等通信技術(shù)的融合
WIMAX、4G、GPS、北斗與RFID技術(shù)的融合,正在各方的積極參與中而不斷前進。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點,可支持快速讀寫、非接觸識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。成本的節(jié)約和效率的提升,促使RFID技術(shù)成為各個行業(yè)實現(xiàn)信息化的重要切入點。它們將構(gòu)建一個能夠滿足多種應(yīng)用環(huán)境需求、生成豐富應(yīng)用的無線寬帶網(wǎng),擴大了RFID技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
b. 與傳感器技術(shù)融合
在未來幾年,RFID技術(shù)的一個重要應(yīng)用趨勢是將RFID與傳感器組合在一起應(yīng)用的設(shè)備,目前已經(jīng)開始實施(比如RFID測溫標簽、RFID聲光標簽……)。由于RFID抗干擾性較差,而且有效距離一般小于數(shù)10m,這對它的應(yīng)用是個限制。將WSN(無線傳感器網(wǎng)絡(luò))同RFID結(jié)合起來,利用前者高達100m的有效半徑,形成WSID網(wǎng)絡(luò),這將大大彌補RFID系統(tǒng)自身的不足。
c. 與生物特征識別融合
生物特征識別技術(shù)是為了進行身份驗證而采用自動技術(shù)測量其身體特征或個人行為特點,并將這些特征或特點與數(shù)據(jù)庫的模板數(shù)據(jù)進行比較,完成認證的一種解決方案。生物特征識別系統(tǒng)捕捉到生物特征的樣品,惟一的特征將會被提取并且被轉(zhuǎn)化成數(shù)字的符號,這些符號被存成個人的特征模板。人們同識別系統(tǒng)進行交互,認證其身份,以確定匹配或不匹配。目前常用的生物特征識別技術(shù)有指紋、掌紋、人臉、語音、視網(wǎng)膜、簽名識別等等。
總之,RFID系統(tǒng)與其他技術(shù)融合勢在必行,目前已取得了巨大的成果。解決了RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取率不高的問題,必定會使RFID技術(shù)被廣泛采用,最終將同條碼技術(shù)一樣深入并慢慢延伸到各行業(yè)的方方面面,對行業(yè)提高作業(yè)效率和經(jīng)濟效益起到關(guān)鍵性作用。
4、發(fā)揮中間件作用
RFID中間件將信息由一個程序傳達到另一個程序或多個程序,是位于應(yīng)用系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息的傳遞。值得一提的是,RFID中間件除了能傳遞信息外,還包括安全性、解譯數(shù)據(jù)、錯誤恢復(fù)、數(shù)據(jù)廣播、找出符合成本的路徑、定位網(wǎng)絡(luò)資源等服務(wù)。RFID中間件解決了RFID數(shù)據(jù)的安全性、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和可靠性問題。它屏蔽了RFID設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性,為后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了強大的支撐,從而驅(qū)動更廣泛、更豐富的RFID應(yīng)用。
RFID中間件扮演RFID標簽和應(yīng)用程序之間的中介角色,從應(yīng)用程序端直接調(diào)用RFID中間件構(gòu)架所給出的標準通用接口,實現(xiàn)對掃面范圍內(nèi)的標簽數(shù)據(jù)進行操作。中間件一頭連接讀寫器數(shù)據(jù)接口,另一頭連接應(yīng)用程序數(shù)據(jù)接口,它有效的實現(xiàn)了應(yīng)用程序與RFID電子標簽兩者之間的數(shù)據(jù)傳遞,降低了數(shù)據(jù)的傳遞、數(shù)據(jù)的讀取難度。既降低了應(yīng)用程序的復(fù)雜性、開發(fā)難度,同時也使系統(tǒng)更加方便地進行優(yōu)化改進和系統(tǒng)維護。
因此,即使存儲RFID標簽信息的數(shù)據(jù)庫軟件或后端應(yīng)用程序增加或改由其他軟件取代, 甚至RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時,應(yīng)用端也不需修改。這不僅有效解決了數(shù)據(jù)讀取率的問題,而且也省去多對多連接的維護復(fù)雜性等其他問題。RFID中間件未來在面向服務(wù)的架構(gòu)和商業(yè)信息安全問題應(yīng)用方面都會有非常好的發(fā)展前景。
雖然,RFID技術(shù)仍然存在諸如讀取率不高等一些技術(shù)和應(yīng)用上的問題,但我們相信RFID在未來的發(fā)展會越來越好。在不久的將來,中國作為全球的制造業(yè)基地,將是未來全球最大的RFID應(yīng)用市場。
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