讓RFID讀(dú)寫器(qì)的識别率達到(dào)100%,且能(néng)夠自(zì)适應天氣和環境的變化,讀(dú)取的效果比常見(jiàn)的産品更好,我們應該怎麽辦?
一(yī)、分析:首先要分析影響接收機(jī)性能(néng)的因素有哪些?
超高(gāo)頻RFID讀(dú)寫器(qì)接收機(jī)工(gōng)作時也需要發射機(jī)發出無調制的載波。接收機(jī)接收到(dào)的包括标簽反射信号、天線噪聲、環境反射、發射機(jī)直接耦合,以及接收機(jī)自(zì)身的噪聲等。直流偏移是零中頻結構特有的一(yī)種幹擾,是由于接收機(jī)中本振、發射機(jī)洩漏、環境反射等信号耦合到(dào)混頻器(qì)輸入端形成的。讀(dú)寫器(qì)收發同頻造成了直流偏移遠(yuǎn)大于常規的接收機(jī),加上(shàng)常見(jiàn)工(gōng)作距離隻有3—5米,載波洩漏情況還(hái)受天饋及環境影響,直流偏移具有時變性。直流偏移不僅破壞了後級電(diàn)路(lù)的直流工(gōng)作點,還(hái)影響放(fàng)大濾波電(diàn)路(lù)的線性度性能(néng),使信噪比變差。使用環行器(qì)的單天線設計中,環行器(qì)隔離度有限導緻發射洩漏到(dào)接收端的強度大,直流偏移問題會(huì)更加嚴重,直流偏移、環境折反射引起的幅度相(xiàng)位幹擾、本振相(xiàng)位噪聲、ADC量化噪聲等都可降低(dī)接收機(jī)的信噪比,提高(gāo)其性能(néng)除了要在模拟射頻電(diàn)路(lù)上(shàng)進行改進,還(hái)必須在基帶信号處理算(suàn)法上(shàng)采取相(xiàng)應措施。
二、做法:對基帶數字信号進行處理
1、過采樣與濾波
根據奈奎斯特采樣定理,為(wèi)了使采樣信号能(néng)恢複成原來的連續信号,采樣頻率至少應大于信号最高(gāo)頻率的兩倍,過采樣是在奈奎斯特頻率的基礎上(shàng)将采樣頻率提高(gāo)一(yī)個(gè)過采樣倍律的水(shuǐ)平,過采樣能(néng)夠降低(dī)有效帶寬内量化噪聲的功率,提高(gāo)信噪比,相(xiàng)當于增加了ADC的分辨率,過采樣得到(dào)的數據可以用CIC濾波器(qì)進行抽取,使數據率回到(dào)正常水(shuǐ)平,再級聯FIR濾波器(qì)進行帶通(tōng)濾波,進一(yī)步降低(dī)噪聲功率,提高(gāo)信噪比。
2、直流偏移校正
以電(diàn)路(lù)硬件(jiàn)方式處理直流偏移的辦法包括:交流耦合、載波消除、諧波混頻、自(zì)校正補償等,其中諧波混頻處理、自(zì)校正補償方法均較複雜(zá),而實現的效果有局限性,有一(yī)種載波消除的處理方法,該方法需要同時在模拟射頻和基帶單元增加補償電(diàn)路(lù)及軟件(jiàn),增加了複雜(zá)程度和成本,且調試困難。之前提到(dào)簡單的通(tōng)過電(diàn)容交流耦合方式即可濾除信号直流部分來減輕直流偏移的幹擾,這種方式是所有方案中結構最簡單、成本最低(dī),因而應用最廣。
3、數據解碼
基帶數據解碼方法分為(wèi)過零檢測和相(xiàng)幹檢測兩種,過零檢測工(gōng)作原理是設定一(yī)個(gè)閥值,對數據緩沖區内的每個(gè)數據樣本都與中值相(xiàng)比較,如果該數據樣本與中值的差值的絕對值大于閥值且大于平均值,就(jiù)判定為(wèi)1,否則都判為(wèi)0。由于該方法的實現簡便易行,甚至利用比較器(qì)就(jiù)可以實現判決,在中低(dī)端讀(dú)寫器(qì)産品上(shàng)使用廣泛。
很多(duō)技(jì)術(shù)都不是100%的可靠,但并不影響我們使用它,如PC等。即便是條碼,我們采用人工(gōng)的方式一(yī)個(gè)一(yī)個(gè)去掃描,但也不能(néng)保證這個(gè)工(gōng)人不會(huì)出錯(cuò),不會(huì)有漏掃漏讀(dú)的情況發生(shēng)。RFID技(jì)術(shù)的優勢更多(duō)的是體現在群讀(dú)方面,而該優勢的核心是在于防碰撞算(suàn)法,可以在購買的時候選擇一(yī)個(gè)好的産品,一(yī)個(gè)好的流程設計,一(yī)些必要的容錯(cuò)機(jī)制,都會(huì)影響一(yī)個(gè)rfid産品的讀(dú)寫性能(néng),這也牽扯到(dào)RFID在實際應用過程中達到(dào)100%的識别率。
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