移动中的RFID识别：高速应用

介绍

使用RFID高速追踪物品具有挑战性，且此类应用部署起来比典型RFID应用复杂得多。以下是关于高速应用的一些常见问题和答案。

为什么高速追踪物品会困难？

挑战在于如何让RFID标签在读取区保持足够长的时间，让天线既能为标签通电又能接收到标签的回复。主要问题是，UHF RFID标签必须首先通电，然后才能将信息返回给读卡器。虽然通常在毫秒内完成，但很多时候标签移动过快，会在成功发送回复前离开读取区。

高速应用能成功吗？

是的，但需要测试的变量数量庞大，可能耗时，成功的定义可能会在整个测试过程中发生变化。就像任何RFID应用一样，测试在这里至关重要。虽然有些应用只需一个读卡器/天线组合即可，但有些则需要多个天线或读卡器/天线组合才能获得所需的读率。

我应该采用什么设置来实现高速RFID应用？

以下是三种可能的高速应用设置。这些设置都不保证一定能有效果;它们只是一些通用建议，帮助你开始规划和测试高速应用。

1. 一个读卡器，多个天线。 在使用一个读卡器和多个天线的高速应用中，关键在于天线之间的间距。目标是建立一个完美间隔的读区，使第一根天线发送信号并激活标签，而第二或第三根天线能够接收响应。

潜在问题：读卡器在任何时刻只向一个天线发送功率。虽然周期时间非常快（通常每个天线约100毫秒），但当物体经过时，读卡器可能会向“错误”的天线发送功率。

2. 多读光器，多天线。 这种设置解决了上述设置中可能出现的问题，使用多个读卡器，每个读卡器连接一个天线，确保电力在正确的时间发送到正确的天线。在这种配置中，一个读卡器/天线组合会激活RFID标签，下一个读卡器/天线组合可以接收后向散射的回复。

潜在问题：多台读卡器设置成本更高。

3. 一个读卡器，一个或多个天线，BAP标签。 电池辅助被动（BAP）标签可以帮助高速应用成功，因为这些标签无需等待通电后才能发送回复。由于这些标签拥有自身的能量供应（以电池形式），它们可以简单地接收信号并发送回复——省去一个重大步骤，节省毫秒。

潜在问题：BAP RFID标签相较于传统被动RFID标签价格较高。如果应用需要多个BAP标签，那么总投资会迅速增加。

在设置高速应用时，有哪些关键要素需要考虑？

读取高速移动的标记物体需要彻底测试。以下是规划安装时需要注意的一些事项。

关于标签，有哪些需要考虑的地方？

SOAP——RFID标签的尺寸、方向、角度和位置对每个应用都很重要。关于标签SOAP的更多信息，请阅读《影响阅读范围的6个因素》。

主要要点：天线越能“看到”标签并直接向标签面发送能量，你越有可能读到标签。

数据——通常，标签传输的数据越少，读取器接收到信息的速度越快。即使通信时间减少一毫秒，也能帮助这些应用更好地表现。

主要要点：坚持使用标签的96位EPC编号，避免访问用户内存数据。

表面材料——与大多数应用一样，在决定使用哪种标签时，必须考虑被标记物品的材质（金属、塑料、木材等）。由于选择的标签不适合物品表面材质，阅读范围的减小可能导致根本没有读取。

主要要点：根据标记表面，将选择缩小到少数几个RFID标签，然后进行全面测试，确定哪些标签能提供必要的读取范围。

类型——在勘察环境后，RFID标签需要坚固还是耐候？如果标签不防水，可能会失调，无法成功读取。

主要要点： 如果需要防风雨标签，请选择IP等级67及以上的硬RFID标签。

关于读者，有哪些需要考虑的事情？

类型——高性能读卡器在高速应用中是必不可少的，因为它们具有更快的处理速度和性能。

关键总结： 选择能够每秒处理至少500+标签读取的RFID读卡器。

IP等级 – 在勘察环境后，读卡器是否需要具备耐风雨能力？一般来说，读卡器和天线本身并不防水，但加装防风化外壳可以让应用在户外使用。

关键总结： 如有需要，使用防风雨的外壳以保护读者。

数量——创建读区需要多个读卡器吗？该应用所需的读数取决于所选的设置。

关键总结： 先用更经济的选择测试，比如一个读卡器和多个天线。如果不行，可以在继续测试的过程中添加额外的读卡器和天线（根据需要）。

关于天线，有哪些需要考虑的事情？

位置 –

天线相对于标签的位置——和其他应用一样，确保标签在天线的读取范围内。天线和标签之间的距离越远，能量和信号传播的距离就越远。能量传播得越远，到达标签的能量就越少。

主要要点： 一般来说，天线越靠近RFID标签，与其通信的机会就越大。将天线放置在能很好地防止撞击的地方，同时尽可能靠近RFID标签。

天线与其他天线的位置（如有）——天线间距可能决定高速RFID应用的成功与否。如果天线宽度理想，一个天线可以发送信号，另一个接收信号。测试是关键。

主要要点： 为了降低部署成本，建议从尽可能少的天线开始测试，以达到期望的读取速率。在添加额外天线之前，请彻底测试天线间距。

增益—— 天线增益应为中等或高增益，以尽可能多地将能量传递给RFID标签。

主要要点： 选择增益为6 dB或更高的天线。

极化—— 如果标签位置已知且恒定，线极化天线在此类应用中表现良好，因为它们通常增益更高且辐射图更聚焦。如果标签位置不明或不固定，应使用圆极化天线。

主要要点： 如果你无法每次准确预测RFID标签的位置，请选择圆极化天线。

数量——使用的天线数量取决于所选配置。

关键总结： 如上所述，为了降低部署成本，开始测试时使用尽可能少的天线，以达到期望的读取率。在添加额外天线前，请彻底测试。

角度——天线的角度在任何高速应用中都是一个重要的测试因素。可以尝试将天线以不同角度朝向来袭的标记物体布置。如果有额外的天线，可以尝试不同角度，包括在标记物体远离时，也要选择一个天线朝向其移动的天线。

关键总结： 为每个天线尝试多个角度，以打造理想的读区。

类型——室内与室外—— 与任何RFID应用一样，如果应用在户外，应使用标称适合户外使用的天线。

关键要点：如果应用在户外，使用IP 67或更高等级的天线。

关于整体设置，有哪些需要考虑的方面？

电缆丢失—— 对于像这样的复杂应用或需要长读距的应用，传递到标签的能量应尽可能多（同时符合法规规范）。RFID系统中能量损失的两个主要来源是能量从RFID读卡器沿同轴电缆到天线（及返回）时的损耗，以及天线与RFID标签之间空气中能量的损失。

主要要点： 为了减少能量损失，请根据你的应用选择尽可能短的电缆，并配备合适的绝缘等级。

环境—— 环境中的任何金属或水都可能引发多径效应，导致读数偏差和空区。

主要要点： 想了解更多应避免及如何缓解的信息，请查看我们关于环境因素的博客文章。

读取区的宽度/高度—— 务必考虑读区的宽度和高度，以确保天线能为标记物体提供适当的覆盖。

主要要点： 对于更高的读区，天线可以放置在三脚架或柱子上并垂直堆叠，以确保覆盖范围完整。同样的道理也适用于更宽的读取区域。

速度—— 测试后，你会发现在特定速度下读取RFID标签是不可能的。可以看看世界各地其他一些RFID高速应用，感受一下哪些速度能让RFID系统正常运行。

追踪摩托车：https://www.rfidjournal.com/articles/view?4063/2

追踪车：https://www.rfidjournal.com/articles/view?1078

跟踪动车组：https://www.rfidjournal.com/articles/view?9712/