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分享:影响rfid读写器接收灵敏度的因素

信息摘要:
rfid读写器通过天线,将射频信号发射出去,在空气中经过一定的衰减后,到达标签,标签获取能量并激活芯片工作,这个过程也会损失一定的能量,再将存储在芯片上的数据调制到载波上,反射回去,通过天线再传回给rfid读写器。上图给出了一个完整的rfid读写器信号传输链路,射频信号从rfid读写器发出到再次回到读写器时,信号强度为-69dBm。 这种情况下,只要rfid读写器的接收灵敏度高于-69dBm,信号就可以被正常解析,阅读成功。


我们先来看一个完整的rfid读写器读取系统信号是如何传输的: 

  

rfid读写器,rfid标签,rfid天线传输系统

rfid读写器通过天线,将射频信号发射出去,在空气中经过一定的衰减后,到达标签,标签获取能量并激活芯片工作,这个过程也会损失一定的能量,再将存储在芯片上的数据调制到载波上,反射回去,通过天线再传回给rfid读写器。上图给出了一个完整的rfid读写器信号传输链路,射频信号从rfid读写器发出到再次回到读写器时,信号强度为-69dBm。 这种情况下,只要rfid读写器的接收灵敏度高于-69dBm,信号就可以被正常解析,阅读成功。

还是这个场景,如果假定rfid读写器的接收灵敏度足够高,增加标签到读写器之间的距离,还是否能够读取成功?答案是否定的,因为随着距离的增加,射频信号经过空气的损耗到达rfid标签的能量将会低于-17.5dBm,这个时候标签将不能被激活,从而无法返回数据。

因此,rfid读写器的接收灵敏度并不是影响读取结果的唯 一因素。但更高的接收灵敏度,也的确可以在实际应用中给到更好的表现,并且,随着标签灵敏度的提高,一个具有高接收灵敏度的读写器也是必不可少的。

rfid读写器的接收灵敏度受很多内外因素的影响,并不存在一个简单的最佳值。借助ThingMagic的白皮书来帮助理解如何在遵守灵敏度的限制下,去调整rfid读写器的设置来达到rfid读写器的最大读写距离和最高读写速率。

作为一项关键的技术指标,rfid读写器的接收灵敏度得到了很多用户的关注,但实际上,脱离了特定的条件,单独讨论rfid读写器的接收灵敏度是不严谨的,这主要是有三方面的原因:

1.没有一个标准的方法来测量rfid读写器的接收灵敏度,这就导致,如果设备供应商想要一个rfid读写器标称非常高的灵敏度,是可以做到的,它只需要在实验室的理想条件下,但很显然,这只是一个实验室的数据,对实际的项目应用起不到有效的指导作用; 

2.定义是否读取成功,重要是能否服务于应用,所以即使rfid读写器的接收灵敏度被正确地测定了,但这也只是一个数值,并不能为一个科学的决策提供所有的信息;

3.接收灵敏度在rfid应用系统功能实现过程中的作用,并未很好地被许多系统设计人员理解。在许多应用中,如果只是增加rfid读写器的接收灵敏度,当这个值超过最低要求的值之后,它对读取性能的影响就可以忽略不计了。下面将以读取距离的例子来详细说明。

ThingMagic专注于超高频rfid读写设备的研发与生产,致力于为广大用户提供高性能的rfid读写设备,接收灵敏度作为重要技术指标,ThingMagic的rfid读写设备达到了行业领x水平。


深圳市铨顺宏科技作为RFID领导品牌,在向各大运营商、集成商提供ThingMagic全系列产品的同时,始终坚持以”设备+解决方案+服务“为一体的商业模式,以自动识别技术为核心,以物联网整体应用解决方案为导向,以技术服务应用,技术与应用有效融合,创造和实现应用价值为宗旨,为物联网行业领域提供成熟、稳定、专业、细致的整套方案和增值服务。同时,依托品牌及技术的优势,结合丰富的物联网行业技术服务经验,在智慧仓储物流档案信息化智慧新零售智能制智慧洗涤资产管理等行业细分领域,从产品选型,到方案设计和系统平台支持,为用户提供易于操作且稳定性高,具差异化、具创新的综合性技术服务。


在给出ThingMagic的r接收灵敏度之前,我们先看看有哪些因素会影响rfid读写器的接收灵敏度。

因为测量方法的不同,你很难直接去比对两个不同供应商所提供设备的接收灵敏度,但一个有效的测试,至少应该是满足下列条件的: 

  1.测试接收灵敏度时,rfid读写器是否正在传输信息;如果是,rfid读写器又是否是在最大发射功率的情况下;

  2.标签到rfid读写器的距离是否是经过调整以保证最好的灵敏度;

  3.成功率是可以被接受的;

  4.测试时标签传输速率是最高的还是最低的;(最好是在最低的标签传输速率下);

  5.测试时的工作频率;

ThingMagic在做测量时会比许多供应商更保守,我们的测试结果是基于如下条件:

  1.rfid读写器全功率工作;

  2.通过全相位值下的测试,来模拟小距离变动下的最好和最坏的结果(以保证标签不会是被特意放置在最适合读取的位置上);

  3.满足90%或更高的标签读取成功率;

  4.测试适用所有支持的标签编码规则M和数据传输速率BLF;

  5.单独测试不同频率下的接收灵敏度;

需要特别说明的是,标签要完成数据到载波中的调制,必须通过标签天线快速的吸收和反射更多的来自rfid读写器的载波信号。而读写器必须忽略大量的反射回来的载波,并从中检测少量的信号变化来解析出标签信息。可以预见的是,从标签反射回来的载波信号不同,rfid读写器解析出少量信号变化的能力就会有差异,表现出来就是读取标签的能力不一样,从而影响接收灵敏度值。载波信号在空气中以正弦波的方式进行传播,当标签与读写器之间的距离不同时,信号的相位是不一样的,因为时延的关系,前后达到rfid读写器的载波信号可能发生的叠加也是不一样的,从而影响到rfid读写器对信号的解析。因此,一个严格的接收灵敏度测试,应该是在不同的相位情况下,都能得到的一个能够接受的读取成功率下的指标。


rfid读写器,rfid标签在空气中的载波信号

基于以上原因,ThingMagic设置了严苛的测试条件。设置50个测试点,同时通过设定标签到rfid读写器的不同距离,以20度相位差为标准,覆盖0到360度,使标签返回的信号强度从强到弱,每1dBm为一个步进值,测试不同相位差、不同信号强度下的读取成功率,并记录结果如下:


rfid标签,rfid读写器不同相位差,不同信号强度下的读取成功率
       
从表格中可以看到,即便是在如此严格的测试条件下,ThingMagic rfid 读写器在-75dBm时还能达到令人满意的读取成功率。在一些特别条件下,甚至到-82dBm的情况下还可以读取到标签。不过显然,ThingMagic并不会像许多厂商一样激进,只公布这些更好的灵敏度数字,ThingMagic的技术文档只会给到-75dBm这样一个苛刻条件下测试得出、能够简单检验的数值,期望这些严谨的技术指标在用户应用系统设计和分析时,给到可靠有效的参考。


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