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RFID讀寫器五大問題以及如何避免它們

2022-03-17 18:01 唐領科技
關鍵詞:RFID讀寫器

導讀:RFID讀寫器設計的極大挑戰

在CISC,我們知道設計和使用一個RFID讀寫器也會面臨巨大的挑戰。以下是我們在20多年來為客戶提供RFID設計服務和測試解決方案以及成為最常見的國際標準化組織的成員中發現的最常見的痛點。

 

1.      讀寫器靈敏度

RFID標簽的范圍限制問題已經成為過去。當今最先進的標簽只需要很少的能源,而且可以在20米以上的范圍內供電。要實現這些范圍,讀寫器需要能夠從更遠的標簽接收到哪怕是微弱的信號。業界已經看到了標簽靈敏度的提高,因此RAIN RFID應用已經成為返回鏈接的限制。這意味著由于弱反向散射范圍,讀寫器無法聽到標簽回答,這是部署失敗的主要原因之一。因此,在許多成功的RFID項目中,讀寫器的靈敏度是關鍵任務。為了克服這一挑戰,提高讀寫器的準確性和讀取率,新一代的讀寫器需要高度敏感,并能夠應對標簽參數的變化,如反向散射鏈接頻率(BLF)的容忍度,以及系統參數的變化,如相移。

 

2.      缺乏讀寫器規范性

RAIN RFID讀寫器必須符合ISO和GS1標準以及無線電規則等。對現有標準的讀寫器進行預測試不僅困難,而且是一個漫長而耗時的過程。實際上,只有部分測試是通過合理的有效完成的。工程團隊與時間壓力、缺乏自動化,或者僅僅是關于規范性測試所需標準的知識進行斗爭。這很容易導致讀寫器的測試覆蓋率不足。為了使市場上所有的讀寫器基于Gen2協議定義的值更具可比性,同時提高RFID部署的性能,鏈路時序、物理層和射頻包絡參數的測量是必不可少的。

 

3.      讀寫器的差距

“Reader Gap”一詞最早出現在2017年,當時新一代的RAIN RFID標簽芯片的讀取范圍超過了20米。雖然這引起了系統設計師的極大熱情,但很快就出現了一個缺點,即所實現的總體范圍通常遠遠低于此。由于讀寫器接收器性能較低,“讀寫器差距”決定了RAIN RFID系統的工作范圍損失。工作范圍是在應用中可以達到的實際范圍或距離。從讀寫器到標簽的前向鏈路的最小距離由最大發射功率決定,通常受無線電規則的限制,以及標簽的最小運行功率Pmin。而從讀寫器到標簽的返回鏈路是由標簽反向散射功率Pback和讀寫器接收靈敏度決定的。為了在標簽和讀寫器之間搭建橋梁,讀寫器的接收靈敏度是一個重要的參數,它取決于信號相位、頻率(BLF)和天線增益等值。經常發生的6db的變化意味著損失一半的范圍。

image.png

圖1 顯示了使用高端門式讀寫器(靈敏度為-85 dBm)、常規固定讀寫器(靈敏度為-75 dBm)和經常使用手持低成本讀寫器(靈敏度僅為-65 dBm)時的操作范圍。這些數值從25米、12米到6米以下的自由空間,在惡劣的環境下更低。這種工作范圍的差距是由讀寫器引起的,因此也稱為讀寫器差距。


4.  丟失協議的速度

理解和正確使用RAIN RFID空中接口協議即ISO/IEC18000-63和GS1 UHF EPC Gen2,以及它的所有命令和參數,對于高速到達讀寫器和成功的RFID應用是必不可少的。部署RAIN RFID系統時,請閱讀這篇來自RFID聯盟的關于空中接口和協議考慮的有趣白皮書。根據RAIN聯盟的數據,到2021年,市場上的標簽數量達到280億,這些標簽需要先進的空中接口處理,以有效讀取應用中所需的標簽。例如,讀RAIN行李標簽需要5毫秒左右,然而,如果箱子包含五雙嵌入RAIN標簽的鞋、一打新的服裝、一個會議胸牌和更多的東西,然后一個手提箱移動1米而不是5厘米在傳送帶上,直到它被識別?;谶@個原因,對空中接口通信的理解、選擇正確的協議參數和利用協議的軟件例程是實現成功應用的關鍵。嗅探工具可以顯示關于數據內容(如IATA baggage AFI 0xC1)的過濾指令(如Select和Query)是否在空中接口中正確應用和使用。


5.   讀取率

人們通常對讀取率抱有強烈期望。達到的效果取決于選擇正確的標簽和讀寫器、標簽放置、讀寫器天線、環境參數,但也取決于應用的優先級。是優先識別所有的標簽,還是可以錯過一些標簽,會明顯更快呢?為此,重要的是要理解碰撞仲裁是如何動作的,以及標簽是否由于微弱信號而讀不到。在確保使用多個讀寫器的干擾更少的同時,保持對讀寫器發射功率的最小射頻能量的關注。測試是實現高讀取率的另一個關鍵因素。CISC RFID Xplorer及其Sniffer和分析功能將幫助您更深入地分析標簽到讀寫器的通信來進行調試,并了解環境中哪些標簽沒有響應。如果你想在最常見的讀寫器問題上獲得更多的見解和建議,請聯系我們。


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