[發明專利]一種無源超高頻射頻識別系統可靠性建模方法有效

申請號：	201410671188.2	申請日：	2014-11-21
公開（公告）號：	CN104361244B	公開（公告）日：	2017-08-25
發明（設計）人：	何怡剛;佐磊	申請（專利權）人：	合肥河野電子科技有限公司
主分類號：	G06F19/00	分類號：	G06F19/00
代理公司：	長沙星耀專利事務所(普通合伙)43205	代理人：	黃美玲,寧星耀
地址：	230009 安徽省合***	國省代碼：	安徽;34
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種無源超高頻射頻識別系統可靠性建模方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明屬于射頻識別（Radio frequency identification，RFID）通信領域，涉及一種無源超高頻（UHF）RFID系統可靠性建模方法，特別是涉及室內多徑環境下的無源UHF RFID系統可靠性建模方法。

背景技術

無源UHF RFID系統利用雷達散射原理實現閱讀器及標簽間的信號傳輸，該技術在生產、物流及設備管理等領域已取得廣泛應用。部署場景復雜的電磁環境，使得系統可靠性建模成為制約RFID技術應用及推廣的重要因素，其研究工作可為RFID產品的研發及最優化快速部署提供理論指導及參考依據。

無源UHF RFID系統受閱讀器天線最大發射功率、標簽靈敏度及多徑效應等因素制約，系統最大識別距離一般不超過10m。室內環境下墻壁、門窗、家具及其它室內設備均對系統性能產生較大影響。天線輻射電磁波在傳播過程中遇到障礙物發生反射現象，使得系統鏈路功率衰減隨閱讀器天線至標簽間距改變而快速變化。室內環境經驗模型針對特定應用環境測量數據，并根據測量結果建立模型，所建立的模型可以廣泛應用于相似的傳播環境中。

現有無源UHF RFID系統可靠性建模方法采用系統最大讀取距離、系統最大讀取范圍及系統識別率等參數中的某項作為評估指標，以實現系統可靠性建模。基于系統最大讀取距離的可靠性建模方法僅考慮了標簽能夠被識別的最遠距離，不能反映系統可靠性隨閱讀器及標簽相對位置改變而產生的變化。基于系統最大讀取范圍的可靠性建模方法考慮了閱讀器及標簽的相對位置關系，但不能反映系統最大讀取范圍內的盲區對系統可靠性的影響。基于系統識別率的系統可靠性建模方法考慮了系統讀取范圍內的盲區，但需遍歷系統內全部標簽，所需工作量較大，且不能描述系統讀取范圍。

發明內容

為解決現有無源UHF RFID系統可靠性建模方法存在的上述技術問題，本發明提供一種工作量較小，且能描述系統讀取范圍的無源UHF RFID系統可靠性建模方法。

本發明的基本思想是，基于閱讀器發射最大功率及閱讀器天線特性參數，提出本發明之系統讀取范圍估計方法；基于Friis傳輸方程及線性回歸方法，提出本發明之無源UHF RFID系統鏈路功率衰減建模方法，進而得到系統識別率；采用系統讀取范圍及識別率作為評估指標，提出本發明之無源UHF RFID系統可靠性建模方法。

一種無源超高頻射頻識別系統可靠性建模方法，其特征在于，包括如下步驟：根據閱讀器發射功率、閱讀器天線方向圖和主瓣寬度、標簽靈敏度及系統工作頻率計算無源超高頻射頻識別系統的讀取范圍；計算系統鏈路功率衰減指數斷點距離；根據閱讀器及標簽天線主瓣方向同軸放置時的測量值計算系統鏈路功率衰減模型；計算無源超高頻射頻識別系統的識別率。

所述無源超高頻射頻識別系統讀取范圍適用于閱讀器采用圓極化面天線情形。假設三維笛卡爾坐標系下，閱讀器天線所在位置坐標為（x，y，z）=（0，0，0），且閱讀器天線向方向輻射電磁波，xy及xz平面的閱讀器天線主瓣寬度分別為，，系統最大識別距離為，則所述無源UHF RFID系統讀取范圍邊界條件表達式為

；

其中，，，為系統讀取范圍橢球體半軸長，其計算表達式為

；

所述系統鏈路功率衰減指數斷點距離的表達式為

；

其中，，，和分別為閱讀器天線及標簽的距地高度，為波長，下標，分別表示閱讀器和標簽。

所述系統鏈路功率衰減模型表達式為

；

其中，為閱讀器天線至標簽的水平間距，，為系統鏈路功率衰減指數，隨機變量服從正態分布，即有，為的標準差，為系統鏈路功率衰減指數斷點距離。

無源超高頻射頻識別系統距離閱讀器天線距離為處的識別率表達式為

；