《射频识别技术》大作业

2011年RFID 大作业

学院：电子工程学院

班级：020814班

学号：********

姓名：***

一、练习题

1、在单站RFID阅读器中有多少天线同时用于传输和接收功能？答：一个

2、一个收发分置的天线提供从发射到接收45 dB的隔离，并使用一个1/2-W 的发射机。有多少传输功率泄漏给了接收器？答： -18 dBm

3、超外差接收器（这可能用于在欧洲规则下的说之前的听）使用一个频率为800 MHz的本地振荡器接收867 MHz的信号。中频（IF）是多少？镜像的频率是多少？

答：中频： 67 MHz 图像频率： 934 MHz

4、RFID技术的直接转换接收器的目的是成功接收小至-65 dBm的标记信号，输出在0.5V范围内的摆幅电压，用来驱动输入阻抗为1 300Ω的比较器。接收器的总增益是多少？-10 dBm的输入信号会产生多大的电压？

答：增益： 48.8 dB 干扰信号输出： 140 伏特

6、一个工作在906.5兆赫下的RFID接收器可以由附近的另外两个工作在909和912.5 MHz的阅读器来解释。在第三阶失真中接收器会产生什么哪些杂散频率？他们和906.5 MHz的标签信号之间有干扰码？

答：低： 2.5 兆赫高： 6.0 兆赫

干扰：是

7、在上面的问题（2）中的阅读信号既在-15 dBm，并与一个5 dBm的第三阶段的拦截信号直接输入都混频器。输出杂散信号的水平上什么？

答：杂散功率： -55 dBm的

8、一个特殊的低速率，长范围的RFID标签可以由一个只有10千赫带宽的接收机接收。在室温接收器使用了一个噪声系数为4分贝的放大器，有足够的增益，接收机的其他信号源可以忽略不计。可以被检测的最小的信号是多少，如果一个信号：噪音率为12分贝？

答：最小可检测信号： -122 dBm

10、本地振荡器的谐振反馈回路中使用了一个15nH的感应器。为了使振荡器工作在915MHz的频率下必须使用多大的微调电容。答：2pF

11、将上面的本地振荡器连接到一个锁相环，有一个500千赫的比较频率。所需的输出为915 MHz，除数N应该为多少？答： 1830

12、为了接受带宽在865-869兆赫的欧洲（ETSI）的RFID频段，滤波器带宽应为多少？这个过滤器的带宽比一个为了接受美国ISM频段（902-928 MHz）

的过滤器的带宽窄还是宽？答：带宽 4MHz ：％比美国的 ISM：窄

14、发射机使用一个简单的开关控制信号开或关闭。它的输出频谱比使用一个过滤器使输出信号更光滑的更加复杂的发射机的波谱宽吗？答：是

二、实践与应用

试结合身边的实例，设计一套RFID应用案例。例如，停车场系统、校园人员管理、物流中的RFID等等。

RFID在仓储管理系统中的应用研究

1 引言

现代化商业仓库不断向大型化、智能化方向发展, 仓储管理日趋复杂, 传统的验单放行的管理方式, 已不能满足企业管理者、仓库管理者和使用者的需求。传统仓储管理方式的核心是计算机, 但商品的信息输入还依赖手工进行, 目前的手工作业和条形码已经不能满足需求。RFID 电子标签可以有效地解决仓库盘点、仓库内产品定位、产品出库、入库、移动过程中识别等问题, 但目前还没有大规模使用在仓库管理系统中。

本文结合RFID射频识别技术的原理, 核算其应用成本, 分析适合RFID射频识别技术的企业环境和具体的应用方案

2 射频识别技术

Rad io Frequency Identifica tion( RFID) 无线射频识别技术,是一种非接触式的自动识别技术, 通过磁场或电磁场, 利用无线射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别目的并交换数据, 识别工作无须人工干预, 可识别高速运动物体并可同时识别多个目标。

系统的基本工作流程是: RFID 系统主要由阅读器、天线、标签三部分组成。阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号, 当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流, 射频卡获得能量被激活; 射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去; 系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号, 经天线调节器传送到阅读器, 阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理; 主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性, 针对不同的设定做出相应的处理和控制, 发出指令信号控制执行机构动作[ 1] 。

3.射频识别技术的应用领域和应用瓶颈

与传统识别方式相比, RFID 技术无须直接接触、抗污染能力强、无须光学可视、无须人工干预即可完成信息输入和处理, 操作方便快捷。可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。近年来射频识别技术已进入商业化应用阶段, 被广泛应用于汽车或火车等的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物品管理、生产自动化流水线、门禁系统、金融交易、畜牧管理、车辆防盗、身份识别和票证管理等方面。目前随着物流业的迅猛发展, 尤其是近年来多品种、小批量、多批次的配送要求, 对物流仓储系统管理提出了更高要求, 而由于种种原因, 射频识别技术还未在仓储领域内大规模应用。

( 1)由于制造技术复杂, RFID标签的生产费用相对较高。在新的制造工艺没

有普及推广之前, 高成本的RFID标签只能用于一些自身价值较高或是诸如托盘等一些稍大型物流设备上, 每个单件产品装备RFID 标签的目标还无法全面实现。

( 2) RFID的仓储应用标准还未在全球范围内统一。目前RFID有多个标准。这些标准分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。这些不同的标准对RFID 的普及具有一定负面影响。而且RFID标签应用系统在研发过程中还要充分考虑到标准体系对标签应用所带来的影响, 以及国家标准体系的不确定性所带来的问题, 这些因素都在一定程度上制约了RFID标签的应用。

( 3)应用环境和解决方案还不够成熟。RFID 标签的应用在国际上还处在初步的发展阶段, 而在国内其应用环境更未真正形成, 只是处于起步阶段, 其应用解决方案也不够成熟,从大环境来看, 全面应用RFID的环境还不成熟。从企业环境

来看, 物流企业所承载的业务范围还不至于非RFID才能解决的境地。与中远物流、宝供物流等领军企业相比, 众多的物流企业现有的设施条件还无法满足新技术的升级。

( 4)需要政府在政策、环境方面大力支持, 由政府干预和进行推动, 才能真正在仓储管理领域全面应用RFID技术。

4 . 射频识别技术在仓储管理系统中的应用方案

现有的仓储管理系统主要是由传统的管理系统与人工记忆相结合, 这种方式费时费力, 而且容易出错, 使得货品仓储环节效率低下。本文结合RFID技术提出以下两种仓储管理解决方案。

4. 1完全使用RFID的应用方案

本方案采取信息收集全部通过RFID标签, 仓库内将被划分为具有相应识别电子码的不同货位, 其中包括所处仓库、货区、每批货物存放的托盘或货架。管理人员将货位电子码写入货位识别电子标签, 并将货位识别电子标签封装在相对应的货位指示器中安装在每批货物存放的托盘上。整个仓库内及各库门附近都将由无限局域网覆盖, 以实现信息共享。本方案采取射频识别标签完全取代货品包装箱上条形码的自动化仓储管理系统, 通过射频识别标签, 可以方便地完成入库、出库和盘点等流程, 采用此方案可以增加入库、出库速度和盘点精度, 加快出入库的流转速度, 但是由于现阶段标签的价格远远高于条形码, 使得系统应用成本较高, 所以这种系统对于企业的投资能力要求较高。

4. 2. 条形码结合RFID的应用方案

为了避免上述方案的缺点, 本方案采取条形码和RFID结合使用。根据每批入库货品的信息, 管理系统生成用于仓储内部管理的货品包装箱条形码, 克服原有货品条码无法反映入库信息的缺点。同时在仓库中的每个货架放置一张RFID 电子标签, 用来收集该货架上所摆放货品的信息。货架标签上的信息通过手持读写器, 在扫描摆放在货架上的货品包装箱条形码后进行更新。主机系统通过安装在仓库顶部的固定并进行实时处理。该方案通过在原有条形码方式下的内嵌RFID 技术, 有效地提高了信息收集的自动化程度, 实现了对出入库作业的实时监控, 方便了对库存货品的定位与查询, 同时避免了电子标签完全替代条形码的高额成本, 从而大幅提高了仓储作业的工作效率。系统主要由手持电子标签条形码读写器、固定读写器、货架标签、货品包装箱条形码和主机管理系统五部分组成。