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，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，從而通過與業務管理系統中的數據信息對比判定其真偽。

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節安裝固定式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域。在載有計量器具的車輛通過該識別區域的過程中，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，從而使部分計量器具的標簽無法得到識讀。所以，在識別區域和周圍，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 信息的發送。而閱讀器完成信息的讀取后，會將信息解碼并發送至中央信息系統。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。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射和接收，時間持續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境。而利用空腔效應，就能夠實現盲區的動態覆蓋，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境實現對電子標簽信息讀取盲區的動態覆蓋，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.