基于RCS的无源超高频RFID标签识别距离研究*

通过对无源超高频RFID系统中标签功率的获取、传递以及反射的研究,提出了一种基于雷达散射截面(RCS)对标签识别距离进行计算的新方法。采用高频电磁场仿真软件FEKO对不同标签天线进行建模与仿真,计算标签天线在不同负载下的RCS;再结合识别距离表达式计算该标签的最大识别距离,与标签已有的实测参数进行比较,计算结果与实际参数吻合。研究结果证实了该方法对研究标签识别性能具有很好的借鉴意义。     

UHF RFID电子标签距离一致性检测

在UHF RFID电子标签生产中,天线与芯片的绑定工艺直接影响电子标签的识别距离;无源电子标签首先接收来自读写器的射频能量,被激活后,再反向散射信息给读写器;电子标签的最小激活功率就是标签灵敏度,而标签反向散射的信号强度就是RSSI;分析了灵敏度和RSSI值如何反映电子标签的距离一致性;指出了由于环境干扰和读写器内部载波泄漏,使RSSI检测效率低、离散性大、易误判;而灵敏度指标不仅使用方便,检测值一致性高,不易受环境影响。     

基于相控阵技术的新型无源RFID标签理论研究

基于无源超高频射频识别(UHF RFID)系统的基本工作原理,提出了一种新型标签,将相控阵天线引入无源标签,使得标签具有了定位功能,并且可以改善UHF RFID系统的通信距离.对标签相控阵天线各参数进行了理论数值分析,并使用Matlab软件针对不同的天线阵元个数和阵元间距仿真天线波束幅值与方向性参数,进而实现对理论分析结果的验证.结果表明:理论与仿真结果相符.通过仿真确定了合适的相控阵天线参数,为进一步的研究设计奠定了理论基础.     

RFID阅读器相位噪声的距离相关效应研究

相位噪声是设计射频系统时的一个重要参数,它对系统性能有很大影响。对于射频识别(RFID)系统,距离相关效应对其相位噪声有重要影响。研究了无源超高频(UHF)RFID阅读器相位调制(PSK)信号的相位噪声表达式,导出距离相关效应时的相位噪声功率谱密度(PSD)和通信误符号率(SER)计算式。距离相关效应下相位噪声的测量和仿真表明,解析结果与测量、仿真结果一致。     

集装箱RFID系统的传播损耗模型及其性能分析

根据集装箱射频识别(RFID)系统无线电波传播特性,建立读写器与电子标签之间电波传播损耗的预测模型。利用该模型对集装箱射频识别系统的性能参数进行仿真分析,得到最大识别距离与发射功率、接收灵敏度以及读写可靠性与识别距离和发送功率之间的关系曲线。研究结果表明,集装箱RFID系统天线不宜采用TE极化方式,在RFID系统设计和应用中,应尽量减小多径传播引起的衰落。     

基于无源超高频RFID温度标签的温度监测系统

设计一种基于无源超高频(UHF)射频识别(RFID)温度标签的温度监测系统.系统由课题组自主研发的无源超高频RFID温度标签、Speedway R220商用阅读器和上位机应用软件组成,实现了物品身份识别、温度实时测量和显示的功能.为提高温度标签的测温精度,提出了一种自适应功率匹配算法,使得天线扫描范围内的多个标签都能在最佳测温功率下测温.测试结果表明:当温度标签与阅读器天线的距离分别为0.5,1.0,1.5m时,测温误差小于±1℃.     

无源UHF超高频标签天线设计与研究

无源UHF频段RFID技术信号传输速度快,覆盖距离远,通过与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内物品的跟踪与信息共享。该技术由射频模拟前端电路、控制逻辑电路等组成的无源UHF超高频射频识别标签系统,由外接天线与读写器完成通信,天线既要与识别标签相匹配,又要与读写器较好地通信,天线决定了标签是否能正常工作,同时也决定了信号传输的距离。为此,通过研究天线的匹配阻抗、形状尺寸与大小,以及频带的设计,探索出了低成本、高可靠的天线设计方案。     

基于电力网络传输的ETC系统RSU设备监测方法研究与装置开发

为进一步优化ETC系统信号的传输效率和质量,提出对RSU设备中的RFID标签天线进行改进优化,进而提升RFID系统的信号传输水平。其中,对系统的阻抗带宽、天线识别距离、功率反射系数三个参数进行调整优化,并根据改进结果进行标签天线的重新构建。仿真结果表明,与国内的标准ETC系统RFID标签天线相比,设计的标签天线完全满足设计标准,同时具有更高的回波损耗,达到了-35 dB,明显高于标准的-18 dB,这表明该天线具有更好的阻抗匹配情况,能够进行更加准确且稳定的信号传输。综上,设计通过对RFID标签天线的优化,能够有效提升RSU设备中RFID的信号传输质量,具有一定的实际应用价值。     

超高频RFID系统设计与仿真

设计一种超高频的射频识别(RFID)系统结构,基于ISO/IEC18000-6协议对超高频RFID系统进行仿真。在多经衰落的环境中,实现RFID系统的收发,验证RFID系统反向散射的工作原理,得到信噪比和误码率的关系。仿真结果证明了该系统的可行性。     

无线射频识别及其在制造业中的应用

介绍了无线射频识别（RFID）的电子标签和阅读器.着重分析了RFID的工作原理和技术实现,包括：RFID的射频传输、反向散射调制（back scatter modulation）,标签先发言（TTF）和阅读器先发言（RTF）、数据交换和多标签同时识别.阐述了RFID的应用系统,它包括RFID系统、计算机处理系统、应用软件和系统软件.还阐述了RFID在制造业中的具体应用,包括：生产自动化,仪器、工具、器材和仓储的管理,门禁保安和产品防伪等.     

多径传播环境下的无源UHF RFID系统电波传播模型

针对自由空间模型在预测射频识别系统识别距离时存在的偏差,综合考虑射频识别系统应用的多径传播环境,建立一种无源超高频射频识别系统电波传播模型,并重点分析了前向链路路径损耗的主要影响因素及其计算方法。基于该电波传播模型,探索性地提出实际环境下的无源超高频射频识别应用模拟思路。仿真和测量结果表明,该模型在预测无源超高频射频识别系统识别距离时更为准确。     

Passive UHF RFID in Paper Industry: Challenges, Benefits and the Application Environment

Radio frequency identification (RFID) systems for the paper industry is an emerging research topic due to the need for an automated identification system for the paper industry which would carry on the identification codes of paper and board reels throughout their life cycle. This paper discusses the application of passive ultra-high frequency (UHF) RFID systems to the paper industry. Challenges, benefits, and the application environment of using passive UHF RFID systems in the paper industry are presented and discussed. The major challenges are development of globally operable tag antenna designs and integration of reader units and reader antennas to paper handling machinery. To confront and solve these challenges, this paper presents novel tag antenna designs for paper and board reel identification and proposes solutions for reader and reader antenna integration to paper handling machinery. In addition, the identification locations within the paper reel supply chain and the effects of RFID systems to supply chain visibility are presented and discussed. In addition, test results of using passive UHF RFID systems in the paper industry environment are presented.     

On measuring the parasitic backscatter of sensor-enabled UHF RFID tags

Radio-frequency identification (RFID) tags have found their way into many applications. When tags implement cryptographic algorithms, side-channel analysis (SCA) attacks become a concern. Especially tags in the ultra-high frequency (UHF) range are susceptible to so-called parasitic-backscatter attacks that can be applied from a distance. Whereas it is known that such attacks are a threat for passive low-cost tags, no results are so far available for sensor-enabled tags. In this work, we evaluate the parasitic backscatter of wireless identification and sensing platform (WISP) tags by conducting differential electromagnetic analysis (DEMA) attacks. We apply the attacks on a passively as well as a semi-passively operated WISP tag from a distance of 30 cm and compare the results with an attack on a commercial low-cost tag. The results show that the evaluated WISP tags are less susceptible to DEMA attacks based on the parasitic backscatter than the evaluated commercial low-cost tag. Moreover, we present a measurement approach that allows to detect the weak parasitic backscatter modulated on the strong reader field without the need for an expensive hardware receiver or a dedicated demodulation circuit.     

一种基于捕获效应的防碰撞算法设计

捕获效应在无线通信系统中非常普遍.在无源射频识别系统(RFID)中,由于捕获效应的存在,即使读写器范围内多个标签在同一时间反向散射信号给读写器,总有一个标签能够被成功识别.提出了一种新颖的防碰撞算法来提高RFID系统的吞吐量.该算法在帧时隙ALOHA协议的基础上考虑了捕获效应.在捕获模型下,提供了待识别标签数的概率性估计方法和捕获效应敏感的最佳帧长度的推导.理论分析和仿真结果显示,提出的算法性能超过了现有的算法,而且降低了计算复杂度.     

基于无源RFID标签天线转向架表面裂纹检测研究

在高速列车长期、快速行驶中,其转向架金属结构会因疲劳、应力、环境等因素影响,产生金属裂纹。为了在高速列车中的转型架金属表面实现远距离无损检测并判断是否存在裂纹,设计了一种应用在超高频频段的微带贴片型射频识别（Radio Frequency Identification,RFID)抗金属标签,配合RFID芯片,标定RFID阅读器与标签天线的位置和其发射天线的功率,当金属表面存在裂纹时标签天线谐振频率会向低频移动,并产生影响导致RFID系统识别距离的改变,从而实现金属表面裂纹检测。使用高频结构仿真(High Frequency Structure Simulator,HFSS)软件对天线结构进行优化,使其与芯片阻抗匹配,模拟了天线在金属表面存在裂纹的情况。由仿真结果可以分析得出：设计的无线有芯片微带贴片型RFID转向架表面裂纹检测标签能够有效地实现远距离监测金属表面裂纹长度、方向的变化情况。     

多天线空分定位RFID阅读器的设计

RFID是近年来发展迅速的非接触式自动识别技术,为使基于RFID技术的智能管理系统具有定位识别的功能,本文提出了多天线空分定位RFID阅读器的设计方案,即采用阅读器与多个检测天线的分离式装置,使每个天线仅识别自己工作区域内的标签,天线的地址码与标签的数据共同构成传送的信息,从而使阅读器具有定位识别标签的功能。基于本文提出的RFID阅读器的智能战备药箱管理系统可以为战备药品提供安全、准确、实时的信息收集、处理和查询,该管理系统不仅可以提供定位识别,还可以节约系统的成本,具有广阔的应用前景。     

小型RFID偶极子天线设计与优化

无源RFID标签的读写性能主要取决于其天线和芯片的性能,其中超高频RFID标签通常采用偶极子天线。从理论-仿真-实验的角度详细介绍了偶极子天线的设计和优化方法,并制作了4款小型超高频RFID标签样品。测试结果表明,4款样品标签的性能与仿真的优化结果高度一致,该设计和优化方法可行。