一种基于RFID的移动目标监控系统的设计

　由图5可知，在某一固定频率下，数据传输的误码率随着阅读器和标签之间距离的增大而逐渐升高；在相同距离下，当NRF2401的中心频率选择在2 450 MHz附近时，误码率较高，在偏离2 450 MHz时，误码率较低。另外，为了降低误码率保证数据的传输效率，中心频率点的尾数要尽可能的精确，这样可以大大降低数据传输的误码率。这主要是在ISM频段，WLAN、Bluetooth、Zigbee等设备的工作频率都集中在2 450 MHz附近,相互之间会产生严重的干扰。因此，设备在实际应用时，需要首先测试该环境下的空间电磁频谱分布情况，采用合适的中心频率尽量避免外界的电磁干扰，以提高系统的数据传输效率。

　实验中分别测试了阅读器在不同接收功率下，系统的最大通信距离。

　图6是电子标签接发射率为0 dBm，阅读器的接收功率分别为0 dBm、-5 dBm、-10 dBm、-20 dBm时，标签与阅读器的有效通信距离。经测试，在定向天线方向性最优的情况下，系统最大通信距离为33 m。这与公式(1)描述的2.45 GHz短距离无线通信的路径损耗模型基本吻合：

　系统中阅读器使用的是12 MHz的晶振，经测试，在阅读器范围内，单标签单次扫描时间为32 ms，为了避免因外界干扰及系统误报造成的误判，阅读器采用固定门限值多次判别的方法来提高系统的可靠性。阅读器对同一个标签进行多次扫描，只有成功扫描达到一定次数以后才会进行数据采集，这样提高了系统的可靠性，但降低了阅读器范围内的标签容量。假设标签与阅读器的有效通信距离为S，携带标签的移动目标的移动速度为V,阅读器单标签扫描的时间间隔为T，单标签扫描次数为N,则可以估算出阅读器识别范围内的标签容量n的估算式为：

　根据阅读器与标签的通信距离、单标签的扫描时间以及移动目标的移动速度，可以推导出标签扫描次数N、标签容量n及系统数据传输效率三者之间的关系，仿真曲线如图7所示。

　图7是在标签发射功率为0 dBm、阅读器接收功率为-20 dBm、，移动目标的速度为1 m/s的情况下，标签扫描次数与标签容量及系统效率的关系图。由图可知，随着单标签扫描次数的增大，阅读器的正确识别率随之提高，而最大可识别标签数却急剧下降。在扫描次数为4~6次时，标签容量和系统识别效率都可以达到一个相对合理的值。因此，在接收功率和发射功率一定的情况下，要综合考虑标签容量和系统误码率，折衷设定一定的标签扫描次数，才能使系统性能最优化。

　在高速发展的信息时代，射频识别技术应用正渗透各个领域，要应用于各种复杂的工作环境，其信息的安全可靠传输是人们所关注的热点。本文对2.4 GHz频段下的RFID进行研究和应用实验,较好地解决了系统频率、标签扫描、标签容量和识别效率的关系，系统运行稳定可靠，适用性较强，采用这种模式建立的RFID网络稳定可靠，通信效率高。该系统可以应用于城市公交、地铁等运营系统的监控管理,也可以应用于物流、矿井人员管理等多标签识别的场合。