適用于多種環(huán)境的RFID標簽天線研究

摘 要：RFID標簽天線是一種通信的感應(yīng)天線，能夠利用射頻識別技術(shù)自動識別特定的對象。電子標簽?zāi)壳耙呀?jīng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代人們生活的方方面面。本論文通過對遠程寵物管理系統(tǒng)這一項目的介紹，來簡要分析對適用于多種環(huán)境的RFID標簽天線的研究。

關(guān)鍵詞：RFID；標簽天線；遠程寵物管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01

一、RFID標簽天線

RFID是無線射頻識別技術(shù)，也叫做電子標簽。RFID標簽天線是一種通信的感應(yīng)天線，能夠利用射頻識別技術(shù)自動識別特定的對象[1]。電子標簽?zāi)壳耙呀?jīng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代人們生活的方方面面。本論文通過對遠程寵物管理系統(tǒng)這一項目的介紹，來簡要分析對適用于多種環(huán)境的RFID標簽天線的研究。

二、環(huán)境對RFID標簽天線的影響

在應(yīng)用的過程中，都要將RFID標簽放到需要識別的物體上。在設(shè)計和使用的過程中，一定要考慮實際情況，因為讀寫器與標簽之間還可能隔著包裝等。

同時我們還應(yīng)該意識到，天線的性能也會受到環(huán)境等因素的影響。天線周圍有水和金屬時，這種影響會十分明顯。本論文設(shè)計的RFID標簽天線是一個遠程寵物管理系統(tǒng)，經(jīng)實際驗證，這個RFID標簽天線能夠適用于多種環(huán)境。

三、遠程寵物管理系統(tǒng)總體描述

（一）主要組成部分

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

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

（二）主要功能

本論文的遠程寵物管理系統(tǒng)的主要功能有：（1）寵物電子身份證的遠距離識別和讀寫；（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

（1）寵物識別距離不低于50米；（2）寵物移動速度不大于80公里/小時時，對寵物識別沒有影響；（3）同時識別的最大寵物數(shù)量，不小于300只；（4）電子身份證發(fā)射功率小于-3db；（5）識別器的識別速度，不低于300個/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個頻道、2.4G到2.5GHzISM的微波段，頻道帶寬13.56MHz以及8MHz的雙頻識別技術(shù)，每張寵物電子身份證的ID號全球唯一，并可存儲主人、地址、電話、出生日期、防疫信息、圖片等大量信息。同時寵物電子身份證可遠程加密讀寫。

遠程寵物身份識別器可遠距離穿透障礙物搜尋、定位寵物，當寵物防疫過期或為失蹤寵物，遠程身份識別器可發(fā)出報警音和振動提醒，并鎖定寵物。

手持PDA讀寫器可和PDA通過藍牙、串口、CF口相聯(lián)，實時讀取寵物信息，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)，可以對寵物的相應(yīng)信息進行查詢。

五、項目創(chuàng)新內(nèi)容

（一）應(yīng)用創(chuàng)新

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

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

（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，對寵物無負面影響，具有卡通、精靈、寵物等多種造型。

六、項目技術(shù)開發(fā)可行性

（一）項目技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

本項目涉及的核心技術(shù)包括：2.4G～2.5GHz射頻識別技術(shù)，13.56MHz射頻識別技術(shù)。下面對目前這些相關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)情況做如下的簡要介紹。（1）2.4G～2.5GHz射頻識別技術(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]，具有公認的標準和產(chǎn)品，如ZigBee、Wi-Fi、藍牙、無線USB、無線局域網(wǎng)等。（2）13.56MHz射頻識別技術(shù)。基于13.56MHz射頻識別技術(shù)的無線標準有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

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

參考文獻：

[1]吳永祥.射頻識別（RFID）技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].微計算機信息，2006（22）：234-236.

[2]李泉林，郭龍巖.綜述RFID技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域[J].專家論壇，2006（01）：51-62.