用于智能制造生產(chǎn)線的超高頻RFID讀寫器讀寫性能測(cè)試研究

摘 要： 對(duì)應(yīng)用于物流分揀、混流生產(chǎn)智能制造生產(chǎn)線上的RRU9806SR超高頻臺(tái)面式讀寫器，測(cè)試出了其在實(shí)際生產(chǎn)線環(huán)境中的讀寫性能。首先，對(duì)生產(chǎn)線部分改裝，將待測(cè)試讀寫器安裝在生產(chǎn)線的合適位置，完成測(cè)試平臺(tái)的硬件平臺(tái)搭建，然后開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)采集軟件對(duì)實(shí)際標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，最后對(duì)所采集數(shù)據(jù)在Matlab中求得了漏讀率的分布圖并求出了漏讀率的分布特性表達(dá)式，分析讀寫器的讀寫性能。

關(guān)鍵字： 生產(chǎn)線； RFID； 超高頻讀寫器； 漏讀率； 測(cè)試平臺(tái)

中圖分類號(hào)： TN806?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）11?0131?03

0 引 言

近年來(lái)，RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)在物流行業(yè)、制造業(yè)、資產(chǎn)管理、人員跟蹤監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感耦合或電磁耦合）傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別[1]。RFID系統(tǒng)一般由讀寫器和電子標(biāo)簽組成，讀寫器通過(guò)無(wú)線通信方式獲得標(biāo)簽信息，從而識(shí)別攜帶該標(biāo)簽的對(duì)象[2]。因此，讀寫器性能對(duì)RFID系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)起著舉足輕重的作用。

目前，對(duì)讀寫器所開(kāi)展的測(cè)試包括一致性測(cè)試、通用性測(cè)試以及性能測(cè)試三個(gè)階段[3]。一致性測(cè)試是為了測(cè)試設(shè)備如標(biāo)簽、讀寫器是否符合EPC global 的標(biāo)準(zhǔn)， 這樣終端用戶可以購(gòu)買到經(jīng)過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品； 通用性測(cè)試是為了測(cè)試某種設(shè)備與其他設(shè)備的兼容性操作；性能測(cè)試是為了測(cè)試讀寫器在某個(gè)具體環(huán)境、真實(shí)條件下的識(shí)讀水平，以保證所有環(huán)節(jié)識(shí)讀的準(zhǔn)確率。ISO/IEC 18046定義了RFID設(shè)備的性能檢測(cè)方法，包括對(duì)標(biāo)簽性能參數(shù)、速度、標(biāo)簽陣列、方向、單標(biāo)簽檢測(cè)及多標(biāo)簽檢測(cè)等標(biāo)簽性能檢測(cè)方法，以及對(duì)讀取距離、讀取率、單標(biāo)簽和多標(biāo)簽讀取等讀寫器性能檢測(cè)方法[4]。左中梁等在GTEM小室中測(cè)試了UHF RFID 系統(tǒng)的讀寫距離，分析了UHF RFID 系統(tǒng)通信的受限因素是前向鏈路， 從而根據(jù)前向鏈路信號(hào)的衰減推導(dǎo)了使用GTEM 小室進(jìn)行UHF RFID 系統(tǒng)讀寫距離測(cè)量的公式及方法[5]；史玉良等在高速環(huán)境下對(duì)UHF RFID標(biāo)簽讀取率進(jìn)行了測(cè)試，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了1款直線導(dǎo)軌以模擬低速到高速的不同應(yīng)用環(huán)境，研究標(biāo)簽的讀取率與速度之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系[6]。然而，這些方法主要針對(duì)的是讀寫器本身的參數(shù)對(duì)其讀寫性能的影響，對(duì)于具體的環(huán)境因素對(duì)讀寫器讀寫性能的影響研究較少。本文在現(xiàn)有物流分揀、混合生產(chǎn)智能制造生產(chǎn)線上，測(cè)試出了RRU9806SR超高頻臺(tái)面式讀寫器漏讀率，分析了實(shí)際生產(chǎn)線環(huán)境對(duì)漏讀率的影響[7?8]。

1 測(cè)試平臺(tái)搭建與數(shù)據(jù)采集

1.1 RRU9806SR超高頻臺(tái)面式讀寫器

RRU9806SR超高頻臺(tái)面式讀寫器外形圖及其接口定義如圖1所示，支持符合ISO18000?6C（EPC C1G2）、ISO18000?6B 協(xié)議電子標(biāo)簽，可用于物流、個(gè)人身份識(shí)別、會(huì)議簽到系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、防偽系統(tǒng)及生產(chǎn)過(guò)程控制等多種無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)。RFID讀寫器硬件電路由以下幾部分組成： 射頻識(shí)別模塊電路、微控制器電路、串行接口電路、射頻收發(fā)電路、電源電路等[9]，如圖2所示。