星級酒店RFID系統(tǒng)射頻一致性測試仿真研究

引 言

隨著國內(nèi)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，旅游業(yè)蓬勃發(fā)展，旅游景點(diǎn)和星級酒店等紛紛使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，來提高服務(wù)效率和質(zhì)量但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備如 RFID 讀寫器和標(biāo)簽等基本功能指標(biāo)的快捷測試，并未跟上行業(yè)發(fā)展。因此，提出一種 RFID 標(biāo)簽射頻一致性仿真分析方法，通過軟件仿真，判斷設(shè)備是否滿足使用要求，節(jié)省資源，為旅游業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

1 RFID簡介

RFID系統(tǒng)包含讀寫器和電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽用來儲存物體的數(shù)據(jù)，通過天線將內(nèi)部數(shù)據(jù)發(fā)送到附近RFID 讀寫器上 [1-4]，RFID讀寫器處理數(shù)據(jù)后，將其傳送到與之相連接的電腦或手機(jī)上，便于遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)提取和分析數(shù)據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)包括電子標(biāo)簽抗污損能力強(qiáng)，安全性高，容量大，讀寫器可遠(yuǎn)距離識別多個電子標(biāo)簽

2 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

不同的RFID 系統(tǒng)外形不同，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)大體一致，由讀寫器、電子標(biāo)簽和系統(tǒng)高層構(gòu)成，如圖 1 所示。讀寫器與外部主機(jī)連接，首先向電子標(biāo)簽發(fā)送一個詢問信號，電子標(biāo)簽由芯片和天線構(gòu)成，芯片儲存物體數(shù)據(jù)具有唯一的編碼，天線把應(yīng)答信號發(fā)送給讀寫器。讀寫器將接收的信號加工處理傳送給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高層 [5-7]

3 射頻一致性仿真

3.1 射頻一致性測試標(biāo)準(zhǔn)

測試是RFID 系統(tǒng)開發(fā)中重要的一環(huán)，如 ISO/IECRFID標(biāo)準(zhǔn)體系中包括設(shè)備性能測試方法和一致性測試方法 [8-9] ；如ISO/IEC18046 射頻識別設(shè)備性能檢測方法，主要內(nèi)容包括標(biāo)簽性能參數(shù)及其檢測方法 ：標(biāo)簽檢測參數(shù)、檢測速度、標(biāo)簽形狀、標(biāo)簽檢測方向、單個標(biāo)簽檢測及多個標(biāo)簽檢測等 ；讀寫器性能參數(shù)及其檢測方法 ：讀寫器檢測參數(shù)、識別范圍識讀速度、讀數(shù)據(jù)速率、寫數(shù)據(jù)速率等。RFID 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示

3.2 虛擬仿真技術(shù)

利用個人計(jì)算機(jī)，通過軟件完成用戶需要實(shí)現(xiàn)的測試指標(biāo)，并提供可視化的測試結(jié)果，如圖形、圖像等。優(yōu)點(diǎn)包括可擴(kuò)展性強(qiáng)，成本低，儀器性能高和易于無縫集成等。仿真技術(shù)中虛擬儀器的功能由軟件編程實(shí)現(xiàn)，隨著用戶的需求改變而提高。仿真技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將會有更大的發(fā)展空間

3.3 仿真結(jié)果分析

針對某星級酒店 RFID 系統(tǒng)信號工作于 UHF 頻段測試仿真研究，該頻段信號分布密集，為保證 RFID 信號泄露，不對其它制式的信號產(chǎn)生干擾，要求其滿足《800/900 MHz 頻段射頻識別（RFID）設(shè)備要求及檢測技術(shù)規(guī)范》。進(jìn)入仿真分析環(huán)境，搭建虛擬測試環(huán)境，對發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬等指標(biāo)進(jìn)行仿真分析，具體操作方式為 ：測試 RFID 讀寫器的發(fā)射信號功率 ERP 是否在允許的范圍之內(nèi)，將被測設(shè)備設(shè)置為固定平點(diǎn)，連續(xù)發(fā)射詢問的模式，測試鏈路為發(fā)射機(jī)把信號發(fā)射到衰減器，經(jīng)過模擬一定比值的衰減后（衰減器加上線路衰減）；頻譜儀設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，中心頻點(diǎn)為固定頻點(diǎn)，參考電平為 37 dBm，分辨率帶寬為10 kHz，檢波方式為RMS。記錄頻譜儀上的數(shù)據(jù)，分析波形，要求大功率設(shè)備不超過 2 W，微功率設(shè)備在 10 mW 范圍內(nèi)。從頻譜儀 FSV 上讀取占用帶寬數(shù)據(jù)，要求在允許的范圍內(nèi) ；測試鄰近頻道泄露比時，對虛擬頻譜儀測試的中間信道外加幾個鄰近頻道，共實(shí)現(xiàn) 6 個信道，記錄鄰近信道信號泄露。仿真測試結(jié)果，如圖 2 所示[10]。圖中包含了4 個窗口，主要顯示 3 個測試指標(biāo)發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬，分析仿真結(jié)果，滿足指標(biāo)要求

圖 2 多窗口顯示 RFID 射頻一致性仿真測試

4 結(jié) 語

隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展，星級酒店為提高服務(wù)質(zhì)量，紛紛使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備RFID 系統(tǒng)，RFID 系統(tǒng)的射頻一致性指標(biāo)是否滿足要求，可影響酒店的服務(wù)質(zhì)量和效率。虛擬環(huán)境中使用虛擬儀器對 RFID 系統(tǒng)射頻一致性的各個參數(shù)，如發(fā)射功率、鄰近頻道泄露比和占用帶寬，進(jìn)行仿真分析要求，并對仿真圖形、曲線進(jìn)行研究，結(jié)果表明符合星級酒店對該系統(tǒng)的使用要求。該仿真測試方式，能夠快速滿足酒店業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備 RFID 的使用需求，為提高酒店服務(wù)質(zhì)量，提升盈利能力具有一定借鑒意義