新型RFID電子標簽在大批量的計量器具上的群體識讀方式

張璨輝　陳向群　柳青

摘 要：使用傳統RFID電子標簽進行大批量計量器具電子標簽的群體識讀，容易因周圍電磁干擾而出現識讀盲區(qū)，從而導致標簽的批量讀取效率降低。因此，該文在分析RFID電子標簽在計量器具管理上的應用情況的基礎上，提出了一種新型RFID電子標簽，可以完成對大批量計量器具標簽的群體識讀，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：新型RFID電子標簽 大批量 計量器具 群體識讀方式

中圖分類號：G25 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（c）-0013-02

通過設計計量器具物資標簽批量 讀取算法，提高對大型物流物資的收發(fā)和計量效率。傳統算法采用中間件技術實現對計量器具物資標簽批量讀取，當標簽容錯編碼不穩(wěn)定時，標簽的批量讀取效率不高。提出一種基于RFID的計量器具物資標簽批量讀取算法。首先對標簽批量讀取數據的層次化融合，然后在加量器具終端實現對數據的整合，在標簽批量讀取過程中，采取有效的物資標簽批量識讀方式，可以使物資標簽的讀取能力得到提高，繼而為大型物資物流收發(fā)提供更多的技術支持。而就目前來看，RFID技術在標簽識讀和計量器具管理方面得到了廣泛的應用，從而為計量器具的管理作出了一定的貢獻。因此，有必要對可以完成大批量計量器具標簽群體識讀的新型RFID電子標簽展開研究，從而為RFID技術的推廣應用打下良好的基礎。

1 RFID電子標簽在計量器具管理上的應用情況分析

1.1 RFID電子標簽在計量器具管理上的具體應用

所謂的電子標簽，其實就是RFID的俗稱，是一種利用射頻識別技術提高識別效率和準確性的工具。利用該技術，可以在空間耦合條件下利用射頻信號實現信息傳遞，從而完成對標簽信息的識別。所以，應用該技術不需要人工干預識別工作，并且能夠在惡劣的環(huán)境中進行信息的讀取。在具體應用該技術進行計量器具的管理時，可以利用該技術實現對計量器具的使用管理和核查管理。而所謂的使用管理，其實就是進行計量器具的檢定，需要進行計量器的檢定時間和地點等信息讀取。相較于條形碼，RFID記錄的數據存儲信息量更多，可以包含標準器名稱、型號規(guī)格、準確度等級和啟用日期等多項內容的記錄，從而使數據信息更加準確和可靠。而利用RFID技術進行計量器具的核查管理時，收發(fā)員只要利用讀卡器識別送檢計量器具的電子標簽，就能夠將計量器具的信息讀取到業(yè)務管理系統中，從而完成器具信息的核查工作[1]。此外，利用RFID技術，還能夠完成對檢定證書的管理。通過在檢定證書上黏貼電子標簽，就能夠通過讀取標簽信息了解證書類型、計量器具名稱和檢定結論等多種信息，從而通過與業(yè)務管理系統中的數據信息對比判定其真?zhèn)巍?/p>

1.2 RFID電子標簽在計量器具管理上的應用問題

相較于條碼技術，使用RFID電子標簽進行計量器具的管理具有較大的優(yōu)勢，可以實現對器具信息的穿透性和無屏障識別，并且能夠在較遠的距離進行這些信息的讀取。但在實際應用該技術時，利用該技術進行計量器具的管理需要進行原廠包裝的人工拆卸，并且將其放置到周轉箱中。因為，使用RFID技術進行電子標簽數據的批量采集，容易出現電子標簽無法讀全的現象。而通過將計量器具轉移到周轉箱，可以提高該技術的識別率[2]。所以，一旦進行大批量計量器具的管理，使用該技術還需要人工參與器具的管理，因此會導致計量器具管理效率降低。

2 新型RFID電子標簽在大批量計量器具上的群體識讀方式

2.1 新型RFID電子標簽的應用原理

從工作頻率上來看，PFID系統可以被劃分成低頻、高頻、超高頻和微波這四種系統。而每個頻段的系統擁有不同的特點，適用于不同的應用范圍。其中，超高頻段的PFID系統具有快速閱讀和長距離讀取的特點，可以在大批量計量器具的供應管理上得到應用。而該種新型RFID系統硬件由三部分構成，即天線、電子標簽和閱讀器。在此基礎上，想要進行系統的應用，還要建立相應的軟件管理系統，并且完成中間件以及數據接口程序的編寫[3]。為了進行大批量計量器具的管理，可以使用無源、超高頻的電子標簽，并且使用圓極化的天線和四天線閱讀器。而使用該閱讀器，可以在頻段輸出功率符合國際標準的背景下，完成對上百只以上的電子標簽的快速、準確識別，從而實現對大批量計量器具的管理。

2.2 新型RFID電子標簽的群體識讀方式

2.2.1 電子標簽封裝

在使用新型RFID電子標簽進行計量器具的管理時，需要從市場上品種繁多的電子標簽中選擇一款適合的電子標簽。而電子標簽主要由主芯片和天線構成，需要根據計量器具的應用要求進行合適的電子標簽的選擇，然后再完成電子標簽的封裝。就目前來看，國內外用于進行計量器具管理的標簽種類十分有限。因為，計量器具的需求量較大，從外形上來看又體積較小。所以，需要考慮電子標簽的價格、大小、位置和形狀，從而滿足計量器具的應用需求。同時，計量器具的外殼和面板多是由金屬材料制成，容易給電子標簽的識讀帶來干擾，所以還要從性能和質量等方面進行電子標簽的選擇。完成標簽選定后，還需要確定標簽的封裝形式。而合理確定標簽的封裝形式，可以為之后使用標簽提供便利。在實際應用的過程中，多選擇使用不干膠粘貼方式的電子標簽。而為了使RFID打印機進行標簽ID信息的連續(xù)初始化，還需要選擇鏈式封裝方式。此外，為了進行電子標簽封裝速度的提升，也可以設置多臺RFID打印機，從而滿足計量器具的生產計劃要求。

2.2.2 電子標簽信息寫入

在使用電子標簽之前，需要進行電子標簽ID信息的初始化，并且在其中寫入新的信息。按照計量器具的屬性，可以進行標簽ID的預先編排，從而使每個標簽的ID信息都是唯一的，并且保證該信息將伴隨標簽的整個生命周期。而利用RFID打印機，就能夠逐一進行標簽信息的寫入。此外，為了確保數據信息的安全性，還要利用打印機進行信息的加密處理，從而避免標簽信息被誤讀或惡意改寫。

2.2.3 電子標簽的粘貼

完成標簽打印后，需要為每一個計量器具粘貼一個電子標簽，從而使器具的身份得到明確。而該身份信息會伴隨計量器具的整個生命周期，需要在其出廠前粘貼好。在粘貼的過程中，需要使電子標簽遠離金屬，并且盡量處在與識別射線垂直的位置，從而提供標簽的識別率。此外，在粘貼的過程中，需要使黏貼面保持光滑平整，從而避免標簽的磨損或脫落。

2.2.4 計量器具標簽的群體識讀

在進行計量器具信息的識別錄入的過程中，可以通過安裝固定RFID閱讀設備實現對標簽的群體識讀。具體來講，就是在計量器具出入的各個環(huán)節(jié)安裝固定式RFID閱讀設備，并且為設備配置多個圓極化天線。而天線應該以兩個一組的形式分別設立在設備兩邊，從而形成一個標簽的識別區(qū)域。在載有計量器具的車輛通過該識別區(qū)域的過程中，計量器具上的電子標簽將能被閱讀器識別出來。而通過將計算機與閱讀器連接起來，就能夠將識別出的標簽ID信息輸入到后臺資產管理網絡，從而完成對計量器具原始數據的準確、高效采集。需要注意的是，由于天線采用的固定部署方式，并且其所處環(huán)境的電磁場分布固定，所以可能會出現因物品遮擋而無法讀全信息的現象。同時，電磁場的反射波和入射波的疊加，也容易形成一個盲區(qū)，從而使部分計量器具的標簽無法得到識讀。所以，在識別區(qū)域和周圍，還要做好射頻的屏蔽，從而避免信息讀取受到干擾。為此，可以使用獨立運行模式進行射頻天線的運行，并且使用封閉式剛性結構構建一個屏蔽室。同時，還需要使用傳動模組進行天線位置和角度的控制。

2.3 新型RFID電子標簽的群體識讀的實現

按照之前提出的新型RFID電子標簽的群體識讀方式，電子標簽進入到RFID系統后，會接收閱讀器發(fā)送的射頻信號，然后憑借感應電流進行存儲在芯片中的 信息的發(fā)送。而閱讀器完成信息的讀取后，會將信息解碼并發(fā)送至中央信息系統。系統控制器會根據任務單信息啟動閱讀設備和滑動組件，然后將識讀信息傳送至數據庫。在屏蔽室內，閱讀器和天線將安裝在側壁。同時，每個天線都會采用獨立運行模式，并且會被固定在支架上。而天線支架則將被固定在滑軌平臺上，并且天線高度可以利用支架上的滑槽調節(jié)。在閱讀器工作的過程中，設備配備的兩組天線將輪流工作，工作時間間隔在5 ms，每組工作時間為100 ms。而每組的兩個天線將進行電磁波的交替發(fā)射和接收，時間持續(xù)10 ms。在閱讀器安裝位置的底層和側面，需要進行吸波材料的安裝，從而防止信號反射。而系統滑動模組由驅動器、電機、控制板和滑動平臺等多個結構構成，可以利用軟件編程進行該模塊的控制。在使射頻天線橫向移動的過程中，就能夠進行屏蔽室內的輻射模式和場域的改變，繼而改變計量器具所處的電磁環(huán)境。而利用空腔效應，就能夠實現盲區(qū)的動態(tài)覆蓋，繼而使標簽群體識讀的問題得到解決。

3 結語

總之，利用新型RFID電子標簽進行大批量計量器具標簽的群體識讀，可以提高大型物流物資的計量效率。所以，該文通過研究，提出了一種由天線、電子標簽和閱讀器構成的超高頻段的新型RFID系統，可以通過改變計量器具所處的電磁環(huán)境實現對電子標簽信息讀取盲區(qū)的動態(tài)覆蓋，繼而實現電子標簽的群體識讀。因此，該文對新型RFID電子標簽在大批量的計量器具上的群體識讀方式展開的探討，可以為相關工作的開展提供指導。

參考文獻

[1] 趙林，徐占河，章鹿華，等.箱式大批量射頻識別方法的研究與應用[J].華北電力技術，2014（9）：66-70.

[2] 潘秋娟，張云貴，孫希艷，等.基于RFID的中厚板成品物流標識的應用[J].中國冶金，2015（6）：44-48.

[3] 曹國瑞，解巖.基于RFID的計量器具物資標簽批量讀取算法[J].科技通報，2015（8）：30-32.